이번 글은 캐쥬얼하게 한번 써볼까 합니다.
B-52는 말 그대로 50년대 초에 배치된 보잉사의 폭격기로, 8개의 엔진이 특징적입니다.
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지금 주력은 사진에 보이는 B-52H 모델인데, 8기의 프랫&휘트니(다음부턴 그냥 프랫으로 부르겠습니다 ㅎ) TF33 엔진으로 돌아갑니다. 보잉 707이나 F-4D 같은데 들어갔던 동사의 J57 터보제트 엔진을 터보팬화 시킨 엔진입니다. 민수용은 JT3D라고 부르더군요. 보잉 707의 중후기형이나 C-141 스타리프터, DC-8같은데에 적용되기도 한, 한 시대를 풍미한 엔진이라고 할 수 있겠습니다.
하지만 이 엔진은 1958년에 나온 엔진이고, B-52H도 마지막으로 생산라인을 굴러나온게 1962년이니 아주, 아주 오래됐다고 할 수 있습니다. 그만큼 지금 시대와 비교하자면 연비도 나쁘고, 또 유지보수에 들어가는 비용도 급격하게 증가하고 있다고 합니다. 지금까지 항전장비 등에 개수가 있어왔는데, 아무래도 B-52가 퇴역하려면 2040년은 넘어가야 하다보니(....) 이쪽도 엔진 교체 떡밥이 슬슬 흘러나오고 있습니다. 가장 적극적인건 보잉인것 같고, GE도 이쪽을 밀고 있습니다.
이렇게 엔진 교체를 하면 좋다...고 떡밥을 던지고 있기는 한데, 한편 지금 대형 터보팬 엔진 시장에서 거의 밀려난 프랫의 경우에는 자사가 TF33 엔진의 유지보수를 계속 책임져줄 수 있다면서, 전면적인 오버홀을 밀고 있다고 합니다.
사실 미공군이 이런 대형 기체에 대한 엔진 교체를 통해 효과를 본 경우가 잘 없는건 아닙니다. 역시나 2040년대를 바라보는 KC-135 스트라토탱커의 경우에도 기존의 JT3D 혹은 J57 엔진을 꽤 신형이었던 CFM인터내셔널의 CFM56으로 교체한 바 있습니다.
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JT3D 버전(위) CFM56버전(아래)
이친구같은 경우에는 엔진 4개를 유지하면서 훨씬 추력이 강한 엔진을 달다 보니, 추력이 기존에 비해 2배로 늘었다고 합니다. 그러면서도 25%의 연료 절감 효과가 있고, 유지보수 비용도 25% 낮아졌다고 합니다. 게다가 737클래식, A320ceo, 737NG의 엔진이다 보니 한동안 부품 수급에도 큰 문제가 없을 것이겠고요.
미공군은 B-52의 엔진 교체 제안에 꽤 관심을 보이고 있긴 하다고 합니다. 그런데 교체 방법이 어떻게 될지는 정확히 알려진 바가 없습니다. 일단 엔진이 교체되면 GE나 RR의 엔진이 들어갈 가능성이 높은데.. 2개의 작은 엔진을 하나의 큰 엔진으로 묶어서 4발기를 만드는 방안이 하나, 그대로 8개의 작은 신형 엔진으로 교체하는 방안이 다른 가능성입니다. 유지비용을 감안하면 1번이 훨씬 낫고, 엔진 고장시의 추력 편향으로 인해 러더의 부담이 커지는 것을 생각하면 그냥 8발을 유지하는 편이 낫다고 합니다.
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4발기로 갈 경우에 탑재가 유력한 GE의 CF6 엔진. A330, 767등의 엔진입니다.
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8발기로 갈 경우에 탑재가 유력한 GE의 CF34 엔진. 엠브라에르 E190등에 탑재됩니다.
헌데 이러한 엔진 교체가 처음 시도된 것은 아닙니다. B-52의 엔진 교체 떡밥은 1980년대에 처음 나왔는데, 그땐 B-1이나 B-2가 B-52의 역할을 대체할 것으로 믿었기에 반려되었습니다. 97년에도 한번 반려된 바 있고, 03년에도 비용 대비 효과가 없다는 판정이 나오기도 했고요. 하지만 B-52가 B-1보다도 더 오래 생존할 것이라는 추측이 힘을 받는데다가 2003년에 비해서도 TF33엔진의 유지보수 비용이 급증한 지금은 좀 더 긍정적으로 바라보고 있다고 합니다.
엔진 교체의 프로토타입은 이미 나온 바 있습니다. 1980년대의 제안에서, 2기의 TF33을 1기의 프랫의 PW2000이나 롤스로이스의 RB211(757, 747 등에 사용)로 교체하자는 제안이 있었고 실제로 비행시험까지 수행했습니다.
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잘못된 형식의 이미지 링크입니다.이러다가 흐지부지되긴 했지만..
미 공군이 고민중인 것은 이렇다고 합니다. 모든 사업이 그렇지만 사업의 효과와 비용을 검증해 봐야 하겠죠. 엔진을 교체하면 확실히 연료 소모가 줄어들고 그에 따라 항속거리가 증가할 것입니다. 반면에 당연히 자본 비용이 들겠죠. 엔진을 바꿔 달면서 날개 기골도 점검을 해봐야 할 것이고.. 그런데 문제는 미국 내의 유류비용이 그다지 비싸지 않다보니 미공군이 연료를 절감하려는 동기가 부족한 편이라고 합니다. B-52가 소모하는 연료가 미공군 전체 유류사용의 5% 정도인데, 이게 웬만큼 줄어봤다 미공군 전체 유류비 절감은 2% 남짓일 거라고 하고요. 그에 비해 엔진 교체에 소요되는 비용(R&D도 들어갈 것이므로)이 더 크지 않겠는가 하는 이야기가 있습니다.
그래서 딱히 기름값을 아끼려고 엔진을 교체하려고 하는건 아닐거고, 유지보수로 인한 예산이 더 큰 팩터가 될 것이라는게 중론입니다. 아무래도 JT3D/TF33같은건 이제 민간에선 거의 쓰지 않지만 CF6나 Trent 700같은건 A330이나 767 등등 해서 민간에서도 많이 사용하기 때문에 그쪽의 SCM을 빌려서 유지보수비용을 꽤 다운시킬 수 있을 겁니다. 하지만 아직 TF33을 쓰는 다른 전술기들이 있어서, B-52만 교체한다고 유지비용이 확 줄어들까 하는 의구심도 있다고 합니다. 확실히 효과를 보려면 TF33/JT3D 자체를 미공군에서 멸종시켜서 해당 타입의 엔진에 관한 유지보수 체계를 완전히 없애햐 할텐데, 보잉 E-3 센트리같은 다른 전술기가 해당 엔진을 사용하고 있어서 쉽지는 않다고 합니다. 아직 잔류하는 TF33/JT3D가 있다면 아무래도 유지보수 비용의 절감 효과가 크지 않을 수 있죠!
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E-3 센트리
또 하나의 고민은 4발기로 가느냐, 8발기로 가느냐 하는 것입니다. 비행시험도 해봤으니 4발기로 못 갈건 아닌데, 엔진 1개가 고장났을 때 생기는 추력 편향을 B-52의 러더가 버틸 수 있는가에 대한 의구심이 있다고 합니다. 이건 미공군이 확인한 바는 아니므로 그냥 그런게 있구나 라고 생각하시는 편이 낫지 싶습니다.
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미공군의 대형 공중급유기 KC-10 익스텐더
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차세대 공중급유기 KC-46 페가수스. 767 기반으로, 정말 아무도 이렇게 엉망이 될 지 몰랐지만 이런저런 이유로 엉망이 되고 말아버린 계획입니다.
이러면 애매하지 않나 싶을지도 모르겠지만, 한가지 팩터를 더 집어넣으면 엔진 교체의 효과가 확 높아지는데, 바로 공중 급유에 대한 의존도의 약화입니다. 항속거리가 25%만 늘어나도 공중 급유에 대한 의존도가 확 낮아질 거라고 합니다. 보잉이 KC-46에서 삽질을 거하게 하고 있는 상황에서 B-52가 공중급유에 덜 의존하게 된다면 귀중한 급유 자원을 전투기에 집중해줄 수 있죠. 또 급유기의 운용 비용까지 생각한다면 의외로 비용절감 효과가 클 수도 있다고 합니다. 개인적으론 이번엔 가능성이 꽤 있지 않나, 하는 생각입니다.
KC-46이 00년대 후반에 보잉이 수주했다가 로비 때문네 나가리되었던 그 녀석인가보군요.
로비 때문에 나가리돼서 KC-45(에어버스-노스롭그루먼 합작의 A330MRTT의 미국판)가 이겼었는데, 보잉의 항의로 다시 KC-46이 선정되었습니다. 얼마전에 공군으로 인도된 KC-46에서 있어선 안되는 이물질(=공구)이 발견돼서 난리가 났었죠
(두개가 묶여있는 형태라 아무래도 팬직경을 늘리는데 한계가 있으니...)
/Vollago
혹시 블로그 같은것도 하시나요? 또 다른 주제들이 있는지 궁금하내요.
약간이나마 항덕밀덕 인지라..
너무 잘 만들어져서 대체품이 없는건지요?
훗날 컴퓨터 시뮬레이션을 믿고 마진 없이 빡빡하게 설계했던 대표적인 경우가 A380과 787입니다. 그래서 둘다 실제 제작 후에는 중량증가가 좀 심한 편이었고, 균열로 고생하기도 했습니다. 이걸 전훈(?)으로 삼아 A350부터는 애매한 부분에서는 일단 넉넉하게 잡고 보는 설계 문화가 다시 생겨났고, 운항을 시작한 다음에 운항 데이터가 쌓이고 나면 이 설계 마진을 활용해서 최대이륙중량을 늘리거나 윙렛의 길이를 늘려서 연비를 높이는 등등의 개량사업을 시행합니다.
더 이상 이러한 비행기를 운용할 이유가 없어서 아직까지 현역이었군요.
참고로 B-52에서 언급한 문제는, 엔진이 8발에서 4발로 감소할 경우 엔진 1기의 고장시 추력 편향이 심해지는데(8발일 경우에는 1발 고장시 한쪽의 추력이 고장나지 않은 쪽의 75%. 4발의 경우 1발 고장시 한쪽의 추력이 고장나지 않은 쪽의 50%) 이럴때 방향타가 제 기능을 유지할 수 있는가, 하는 문제입니다. 이것도 설계에 반영되어야 하는 문제거든요.
미군이 737max에 엔진 바꿔달고 추학한걸 봤다면 섣불리 교체를 하지도 못할듯 한데요....
항공기가 단순히 엔진 연비나 파워만 올라간다고 그냥 쉽게 쓸 수 있는 문제도 아니고....
롤스로이스의 소형 터보팬 8개 교체로 결정 되었네요
얼핏 든 생각으로 4발기가 안된다면
6발기로 만들면 엔진 하나 이상있을 경우 추력편향 문제 없을 것 같은데
이렇게는 만들지 않네요
8발로 갈 수 밖에 없었군요