제너럴 일렉트릭 GEnx

제너럴 일렉트릭 의 항공기용 제트엔진
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[1]

1. 제원2. 개요3. 특징4. 관련 문서5. 관련 항목

1. 제원

명칭	길이 (m)	지름 (m)	자체중량 (kg)	최대추력 (lbf)	압축기 (LPC-HPC)	터빈 (HPT-LPT)	압축비	바이패스비	적용기종
GEnx-1B54	4.95	2.82	6,150	57,400	4-10	7-2	35.1~46.4	8.0~9.4	~~보잉 787-3~~[2]
GEnx-1B58				61,000					~~보잉 787-3~~[2]
GEnx-1B64				67,000					787-8
GEnx-1B67				69,400
GEnx-1B70				72,300
GEnx-1B74				76,700					787-9
GEnx-1B75				77,600					787-9
GEnx-1B78				80,400					787-10
GEnx-2B67	4.70	2.66	5,610	67,400	3-10	6-2			747-8I/-8F

2. 개요

General Electric GEnx (General Electric next Generation)

제너럴 일렉트릭에서 개발한 터보팬 제트엔진이다. 보잉 787 드림라이너와 보잉 747-8에 장착되고 있다. 기존 광동체들이 쓰던 CF6의 뒤를 잇기 위해 만들어진 엔진이며[3], 이 GEnx의 기술을 응용해서 CFM 인터내셔널의 LEAP 엔진이 개발되었다.

엔진 후방체와 노즐 주변이 톱니 모양으로 되어있는 것이 특징인데[4], 향후 보잉에서 개발/생산할 항공기에 적용할 일종의 새로운 유행이라고 봐도 될 듯하다.[5] 또한 같이 보잉 787에 적용될 롤스로이스 plc의 트렌트 1000과는 외관에 있어서 구분이 쉽지 않을 정도로 동일한 인터페이스를 지니고 있는데, 이는 민수용 항공기 엔진에 있어서 최초의 시도이며 언제든지 두가지 엔진을 서로 바꿔서 장착하는 것이 가능하게 되었다.[6] 또한 기존 항공기들이 엔진의 압축기에서 발생한 고압의 압축공기를 동력으로 사용하던 엔진시동과 결빙방지 장치, 에어컨 등을 전기로 구동할 수 있도록 하여 더 높은 효율을 달성했으나 보잉 747-8에 적용되는 GEnx-2B67는 과거의 방식을 그대로 사용한다.

기존 GE의 터보팬 엔진들은 전부 다 팬이 반시계방향으로 돌았으나, GEnx의 경우 롤스로이스처럼 시계 방향으로 돈다. 그래서 팬 중심부에 있는 나선 무늬도 방향이 반대로 되어있다.

B787을 굴리는 항공사들 중 대한항공, 일본항공, 아메리칸 항공, 카타르 항공, 중국남방항공, 샤먼항공, 에바항공 등이 이 엔진을 이용하며, 2018년 이후로 787을 도입하는 항공사들은 거의 다 이쪽 엔진을 쓴다.

최초 A350이 A330의 덩치에 기반하여 개발 중에 있을 때 GEnx가 이 정도 크기에 적용되는 것은 전혀 문제가 없을 것이라 예측했었지만, 에어버스가 개발 도중 A350에 XWB (eXtra Wide Body) 이름을 붙이고 체급을 미친듯이 늘린 이후에는 GEnx의 스텝이 약간씩 꼬이기 시작했다. A350-800/-900에는 뭐 어떻게든 대충 붙여다가 운용이 가능할 수 있겠지만 A350-1000에는 출력이 턱없이 부족[7]하다는 소리를 들으며 거절당했는데, 그래도 GE는 포기하지 않고 A380의 GP7200 파생형까지 제안해 봤지만, 이것 역시 별반 긍정적인 소리를 듣지 못했다. ~~이 일로 흑화한 GE는 보잉과 손을 잡아 괴물을 만들어 낸다~~[8]

그런데 GEnx가 도입된 뒤 2013년 러시아의 화물 항공사인 에어브리지카고 소속 보잉 747-8F가 여러 차례 고고도 비행 중 구름을 지나다가 엔진이 결빙되는 사고가 발생했고, 이 중 하나는 4개의 엔진 중 3개가 고도 40,000 피트에서 결빙 후 셧다운되는 초유의 사고가 발생한다. 이에 따라 제너럴 일렉트릭은 엔진 ECU (FADEC) 갱신 등으로 문제를 해결하긴 했으나 이를 해결하는 동안에는 무려 50해리 (약 92km)를 돌아 알아서 피해갈 것을 지시했다(...) 이에 따라 일본항공의 경우 B787을 아예 2013년 겨울 동안 적란운이 빈발하는 동남아 노선에서 빼 버렸다.

하지만... 트렌트 1000의 ETOPS 하향 때문에, GEnx의 평가가 상대적으로 상향되게 되었다.[9] 이는 GEnx의 재평가로 이어져 트렌트 1000 엔진의 말썽으로 빅엿을 먹은 에어 뉴질랜드가 결국 2019년에 787-10을 주문하면서 GEnx 도입을 선언했으며, 전일본공수 역시 GEnx 도입을 선언했고, 787-9 기종 중 JA936A호부터 GEnx를 달기 시작했다.

3. 특징

경량화

팬 블레이드의 갯수는 GE90의 22개에서 4개가 감소해 18개가 됐고 훨씬 공기역학적인 디자인을 지니고 있다.
복합소재로 제작된 팬 블레이드의 테두리는 합금강을 사용
팬의 껍데기는 열팽창과 무게를 감소시키는 재료로 제작
6~7단 저압터빈 (LPT)의 블레이드는 티타늄 알루미나 합금으로 구성된다.

연비향상

고압압축기 (HPC)는 GE90-94B에 기반하고 있으며 10단에서 23:1의 압축비를 지닌다. 또한 Shrouded Guide에 의해 쓸데없는 공기의 흐름을 줄였다.
저압축과 고압축은 서로 이중반전으로 회전하여 터빈의 반동을 줄이고 팬 블레이드의 부하를 감소시킨다.
완전연소를 돕는 TAPS (Twin Annular Premixed Swirler)[10] 연소기에 의해 유해 물질의 배출을 줄이고 역화를 방지한다.

유지비용 절감과 엔진수명의 연장

Blisk[11]를 채용하고 블레이드와 단의 갯수를 줄였다.
효율적인 냉각기술로 엔진 내부의 온도를 감소
저압압축기에 이물질 배출장치를 달아 고압압축기를 물리적으로 보호

제너럴 일렉트릭은 이러한 기술들에 기반하여 CF6-80C2 대비 약 15% 이상의 연비가 향상된 한편 20%의 항속거리 증가와 부품 개수가 30%가량 줄었다고 밝혔다.

4. 관련 문서

(영문 위키백과) General Electric GEnx

5. 관련 항목

[1] 위에서부터 카타르 항공의 보잉 787(A7-BCK), 중국남방항공의 보잉 787(B-2727), 에어 인디아의 보잉 787(VT-ANN), 대한항공의 보잉 747-8(HL7633) [2] 좌석 300개 가량을 설치해서 중/단거리 운항에 특화된 기종으로 개발할 예정이었으나 시장성이 없다고 판단되어 중지시켰다. 과거에 일본은 단거리 대량 수송의 컨셉으로 보잉 747-100SR과 -400D 기종을 운행한 적이 있었는데, 아니나 다를까 이걸 발주한 항공사도 일본항공과 전일본공수뿐이었다. 총 45대의 물량을 주문하긴 했지만 ~~알아듣게 잘 이야기해서~~ 보잉 787-8으로 대체시켰다. [3] GE90 다음에 GEnx가 출시된 만큼 GEnx가 GE90의 후속작이라고 생각할 수 있지만 GE90의 후속작은 보잉 777X에 적용되는 GE9X이다. [4] 이를 세브론 노즐이라 부르며, 고바이패스 터보팬 엔진에서 연소실을 지나는 1차공기와 팬만을 지나는 2차공기, 램공기(날면서 엔진카울 밖으로 흐르는 공기)를 섞어줌으로써 1차공기의 뜨거운 난류를 줄여 결론적으로 소음을 줄이는 효과를 낸다. 이 세브론 노즐도 파생형마다 약간 차이가 있는데, 787에 달리는 1B는 카울에만 톱니가 적용된 반면 747에 적용되는 2B는 바깥쪽 카울 뿐만 아니라 안쪽 터보제트 코어의 추진 노즐 부분에도 톱니가 들어갔다. [5] 보잉 787 시리즈를 시작으로 보잉 737 MAX과 보잉 747-8 모두 톱니 모양의 엔진을 달고 있다. 이러한 설계 덕분에 소음 감소와 연비 향상의 효과와 아울러 어딘가 색다른 디자인(?)이라는 인상을 심어주기도 하고... 다만 컨셉 아트에서 제시된 것과 달리 보잉 777X는 세브론이 적용되지 않았는데, 엔진 내부에 '세라믹 믹서'라고 불리는 작은 세라믹 핀을 달아 더욱 효율적인 방법으로 비슷한 효과를 달성했다고 한다. [6] 이 덕분에 정비상의 이유로 롤스로이스 plc의 엔진을 전혀 안 쓰는 대한항공이 트렌트가 달려 있던 전일본공수의 787-8 주문 취소분 1대를 엔진만 바꿔서 들여왔으며 현재 HL8508이라는 등록번호를 받고 삼성 전용기로 운항하고 있다. [7] A350-1000에 적용될 트렌트 XWB-97의 추력은 무려 97,000 파운드에 이른다. [8] 이후 A350의 초기 컨셉과 똑같은 방식으로 개발된 A330neo에 옵션으로 적용되었으나 GEnx가 장착된 기체의 주문이 단 한대도 이뤄지지 않는 바람에 장착 시험도 이뤄지지 않는 고초를 겪었다.~~에어버스랑 악연이 있는 엔진~~ [9] 트렌트 1000이 내구성 문제로 ETOPS-330(5시간 30분)에서 ETOPS-140(2시간 20분)으로 하향 조정당하고 엔진 리콜 명령을 받았다. 이 조치로 트렌트 1000 엔진이 달린 787을 도입한 항공사는 기체 부족으로 고생해야 했고, 특히 트렌트 1000 채용 787을 가장 많이 운용하는 전일본공수가 가장 큰 타격을 입었다. 에어 뉴질랜드도 트렌트 1000의 결함 때문에 평소에 굴려 본 적이 없는 에어버스 기체를 리스해서 땜빵뛰어야 했다. 반면 대한항공과 일본항공같이 GEnx를 채택한 항공사들은 아무런 문제 없이 787을 날리고 있다. [10] 연료를 연소전에 미리 공기와 혼합함으로써 좀 더 효율적으로 연소될 수 있도록 연소기 자체의 구조를 변경했다. [11] "Bladed Disk"를 줄인 단어이다. 터빈 블레이드를 각각 분리형으로 제작하지 않고 마치 선풍기 날개처럼 일체형으로 제작한 것인데, 정비가 용이할 수는 있으나 제작공정이 복잡해지고 부품의 단가가 높아질 가능성이 있다.