J58

Pratt & Whitey J58 (Pratt & Whitney JT11D), 1958년 개발되었다.

위 사진은 J58의 터보 컴프레서부터 터보제트 연소실까지만을 전시한 것이다. 쇼크 콘 인테이크 등 J58의 특징적인 부분은 모두 제거되어 있다.[1]

본래 미국 해군의 요청으로 만들어진 것이었고, 1958년 개발된 후 제식명 'J58'을 받았다.

제식화 이후 마틴 P6M 제트보트에 채용되었고 F-106의 개량형에도 장착될 예정이었으나 취소되었다.

이후 1965년에는 SR-71에 채용되었고, SR-71은 세계에서 가장 빠른 비행기가 되었다.

엔진에 흡입된 공기는 9단의 압축기를 거쳐 연소실로 공급되며, 이 때 압축기는 터보제트 방식으로 동작한다. 고속 비행시 추기 밸브[3]를 통해 4단계 압축기에서 일부 공기가 유입되며, 바이패스 덕트를 통과해 애프터버너 연소용으로 쓰인다. 왜 추기 밸브를 두는가 하면, 최고속도 비행 시 압축기 후방이 진공 상태가 되어 공기 흐름이 제한되고, 압축기 전방은 그에 따라 공기를 많이 빨아들이지 못하여 비행기가 실속으로 추락할 수 있는, 유량 실속 현상 때문이라고 한다. 여기서 그치지 않고 마하 2.5 이상의 극초음속에 이르면 쇼크 콘 인테이크가 후퇴하면서 터보 컴프레서를 우회해서 애프터버너로 직접 공기를 보내는데, 이 때는 애프터버너가 램제트 연소실 역할을 한다. 마하 3.2에 도달하면 쇼크 콘 인테이크가 최대로 후퇴해 터보 컴프레서를 완전히 닫고 램제트 엔진으로 전환된다. 이런 특이한 구조로 인해 J58은 터보램제트 엔진으로 불리는데, 터보제트와 램제트 두 가지 모드를 전환하며 운용할 수 있는 엔진이기 때문이다.

그림은 J58 엔진에서 공기의 흐름을 나타낸 것이다.


밑의 설명이 복잡하다고 생각되면 이 영상 하나면 충분하다. 영어를 몰라도 각 단계에서 엔진의 움직임과 공기 흐름을 볼 수 있다.

아무래도 램제트 엔진이 구조로 들어간 만큼, 공기의 흐름을 제어하기 위해 여러가지 요소가 쓰였는데 다음과 같다.