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1. 개요
Pratt & Whitney PW1000G
왕국 재건을 위한 첫 걸음
P&W에서 개발한 터보팬 제트엔진이다. 대부분의 파생형이 12.0 이상의 고바이패스 구조를 지니고 있으며 최대 200석가량의 중소규모 협동체 여객기를 타겟으로 잡고 있다.
P&W가 제트엔진에 처음 기어를 장착했던건 1986년에 첫 가동을 한 후 1989년 MD-80에서 처음 테스트 비행을 했던 P&W/Allison[1] 578-DX로 부터 시작한다. 그러나 이 엔진은 프로펠러와 제트엔진을 혼합한 프롭팬이었다.[2]
이후 1993년 NASA의 풍동에 기어박스를 설치하여 터보팬 제트엔진에도 기어박스를 설치하면 효율뿐만 아니라 소음을 잡을 수 있다는 가능성을 잡아내 이 기술에 투자하게 된다.
최초 1998년에 GTF (Geared Turbofan)[3][4]라는 개념을 적용해[5] PW8000이라는 제품을 개발하다가 스리슬쩍 중단했지만 다시 슬그머니 부활시켜 2001년 무렵에 테스트를 성공적으로 완료했다. 이 디자인을 발전시키기 위해 독일의 MTU와 제휴과정을 거쳤고 LPT와 HPC 등의 부품을 공급 받고 있는데, 이 와중에 추진 효율을 향상 시키고자 가변 면적 노즐 (VAFN : Variable Area Fan Nozzle)을 적용시키려 계획했지만 중량이 너무 나가는 관계로 포기했다. 2008년 7월에 PW1000G라는 명칭을 부여했고 자체적으로 "Pure Power Engine"이라는 명칭을 붙여서 기존의 엔진대비 확연히 줄어든 소음과 함께 10~15%의 연비가 향상됐다고 열심히 홍보 중에 있다. 실제로 A220 등을 이용한 승객들이나 공항 인근 주민들에 따르면 조용하긴 굉장히 조용한 모양.
PW1100G와 1500G가 각각 FAA와 캐나다에서 형식 승인이 완료됐으며, 2013년 9월에 봄바디어의 CS100에 탑재되어 첫 비행을 마쳤고, 2014년 9월에는 A320neo 기종에서의 비행 테스트를 무사히 완료했다.
2018년 납품된 A320neo에 장착된 PW1000G 엔진에서 비행 중 엔진 진동 경고가 발생하는 문제가 꾸준히 제기되고 있다. 심지어 인도의 항공사인 인디고에서는 납품되고 상업 운행을 시작한 지 50시간 만에 엔진을 교체해야 할 정도의 결함이 생기는 문제가 발생하기도 하였다.# 하지만 2018년 연말이 되자 이러한 문제점이 개선되어 A320neo에서 99.9%, A220에서 99.8%, E190-E2에서 100%의 신뢰도를 보여주는 것으로 나타났다.#
A220과 E2 같은 일부 기종에서 추력 상승 시 발생하는 고래 울음소리와 비슷한 소음[6] 으로 곤혹을 치르고 있다. 이는 PW1000G 엔진의 연소실 형상에 의한 공명 소음으로, 저소음을 세일즈포인트로 삼은 PW1000G 시리즈에 마이너스 요소로 적용되고 있다. 이에 PW는 2023년 초까지 엔진을 재설계하고 다시 테스트를 진행 할 예정이다.
한편 코로나19 사태가 닥치고 2022년 러시아의 우크라이나 침공이 이어지면서 엔진 생산에 필요한 원자재의 수급에 문제가 생겨, 당 시리즈의 엔진들에 대한 교체 부품 공급이 늦어지는 문제가 발생하여 다시 이 엔진에 대한 평가가 악화되고 있다. 부품 공급 부족으로 인해 기체를 비행시키지 못하는 일이 증가하며 항공사들에게 막대한 부담이 되고 있는 것. 이 엔진이 장착된 A320neo를 다수 굴리던 인도의 저가 항공사 Go First가 파산에 이르며 P&W에 책임이 있다고 언급함에 따라 이 문제가 주목받고 있다. #
2023년 7월 고압 터빈 디스크를 제조해서 납품하는 미국의 방산업체 RTX(옛 레이시온 테크놀로지 코퍼레이션)는 사용되는 분말 금속의 오염으로 일부 GTF 엔진 부품에 균열이 발생할 가능성이 있다고 밝혔다. 이를 해결하기 위해 GTF 엔진에 결함 가능성이 제기돼 향후 3년간 점검을 진행한다고 2023년 9월 11일 발표했다. RTX는 점검 기간에는 해당 엔진을 사용하는 비행기는 운항이 중단된다면서, 운행중단 항공기 수가 2024년 상반기에 최대 650대까지 늘어날 수 있지만 2026년까지 연평균으로는 350대 정도일 것으로 보고 있으며 당초 60일 정도로 예상됐던 엔진당 점검 시간도 최대 300일까지 늘어날 수 있을 것으로 보고 있다고 한다. 이 문제 때문에 RTX 주가는 크게 하락했고 PW1000G를 장착한 항공기들을 운영하는 항공사들이 크게 피해를 입을 전망이다.#[7]
2. 파생형
2.1. PW1100G
| 명칭 | 길이 (m) | 지름 (m) | 자체중량 (kg) | 최대추력 (lbf) | 압축기 (LPC-HPC) | 터빈 (HPT-LPT) | 압축비 | 바이패스비 | 적용기종 |
| PW1124G | 3.1 | 2.10 | 3,940 | 24,000 | 3-8 | 2-3 | 미정 | 12:1 | A319neo |
| PW1127G | 27,000 | A320neo | |||||||
| PW1133G | 33,000 | A321neo | |||||||
| PW1135G | 35,000 |
에어버스 A320neo 패밀리에 탑재될 엔진으로, CFM 인터내셔널의 LEAP과 경쟁하고 있다. 구조적인 메커니즘을 제외하고는[8] 둘 다 거의 비슷한 추력대에 비슷한 사이즈를 지니고 있는데, A320neo 패밀리에서의 주문량은 PW1100G가 약간 더 많다. 그러나 LEAP는 보잉 737 MAX의 어마어마한 물량을 아직까지는 독점하고 있는 상황이라 두 엔진의 계통 전체 단위로 비교하면 LEAP 쪽이 근소하게 앞서는 상황.
대한항공의 A321neo에 이 엔진이 장착된다.
2.2. PW1200G
| 명칭 | 길이 (m) | 지름 (m) | 자체중량 (kg) | 최대추력 (lbf) | 압축기 (LPC-HPC) | 터빈 (HPT-LPT) | 압축비 | 바이패스비 | 적용기종 |
| PW1215G | 미정 | 1.40 | 미정 | 15,000 | 2-8 | 2-3 | 미정 | 9.0 | MRJ 70 |
| PW1217G | 17,000 | MRJ 90 |
일본 미쓰비시 중공업에서 개발 중인 80~100석 규모의 MRJ (Mitsubishi Regional Jet) 여객기에 장착될 예정이며, 2021년 운항을 목표로 하고 있다. 그러나 2023년, MRJ 프로젝트가 취소되며 PW1200G의 실사용 또한 물건너갔다.
2.3. PW1400G
| 명칭 | 길이 (m) | 지름 (m) | 자체중량 (kg) | 최대추력 (lbf) | 압축기 (LPC-HPC) | 터빈 (HPT-LPT) | 압축비 | 바이패스비 | 적용기종 |
| PW1428G | 미정 | 2.10 | 미정 | 28,000 | 3-8 | 2-3 | 미정 | 12.0 | MC-21-200 |
| PW1431G | 31,000 | MC-21-300 |
러시아의 야코블레프와 이르쿠트가 설계하고 United Aircraft Corporation (UAC)[9]가 제작하는 MC-21 (Магистральный Самолёт 21 века : Airliner of the 21st Century)에 적용될 예정이다. 최대 230석 규모로서 Tu-154와 Tu-204를 대체하기 위한 목적으로 개발중에 있으며, 애초에는 아비아드비가텔의 PD-14 엔진만 선택할 수 있었지만 2009년에 PW14000G도 적용대상에 올라왔다. 아직은 아에로플로트를 비롯한 러시아의 항공사로부터 수주받은 물량이 대부분이며 역시 2017년에 운항하는 것을 목표로 잡고 있다.
2022년 러시아의 우크라이나 침공에 따른 대러 경제제재로 인하여 이 모델 역시 PW1200G처럼 상용 운항은 무산될 가능성이 높다.
2.4. PW1500G
| 명칭 | 길이 (m) | 지름 (m) | 자체중량 (kg) | 최대추력 (lbf) | 압축기 (LPC-HPC) | 터빈 (HPT-LPT) | 압축비 | 바이패스비 | 적용기종 |
| PW1519G | 미정 | 1.90 | 미정 | 19,000 | 3-8 | 2-3 | 미정 | 12.0 | A220-100 |
| PW1521G | 21,000 | A220-100/300 | |||||||
| PW1524G | 23,300 | A220-300 |
A220에 달리는 엔진으로, PW1000G 계열로서 가장 먼저 첫 비행을 완료했다. 이 기종은 애초에 2004년 무렵 개발을 계획했지만 아무도 관심을 보이지 않아 그냥 보류시켰으나 공교롭게도 PW1000G의 개발과 비슷한 시기에 다시 프로젝트가 시작됐고 루프트한자[10]가 옵션 포함 60대를 주문하면서 일이 좀 풀리기 시작했다. 최대좌석수는 약 160명가량이며 주로 중소항공사 및 저가 항공사의 수주를 받았다.
대한항공이 A220을 도입했기 때문에, 대한민국에서도 볼 수 있는 엔진이다.
2.5. PW1700G & PW1900G
| 명칭 | 길이 (m) | 지름 (m) | 자체중량 (kg) | 최대추력 (lbf) | 압축기 (LPC-HPC) | 터빈 (HPT-LPT) | 압축비 | 바이패스비 | 적용기종 |
| PW1715G | 미정 | 1.40 | 미정 | 15,000 | 2-8 | 2-3 | 미정 | 9.0 | E175-E2 |
| PW1919G | 1.90 | 19,000 | 3-8 | 12.0 | E190/195-E2 | ||||
| PW1921G | 21,000 | ||||||||
| PW1922G | 22,000 | ||||||||
| PW1923G | 23,000 |
브라질 엠브라에르에서 개발한 E-Jets의 후속모델에 탑재될 예정이다. 2013년에 PW1000G를 주 동력원으로 채택했으며 2018년 취역을 목표로 개발 중에 있다.
3. 관련 외부 링크
(영문 위키백과) Pratt & Whitney PW1000G4. 관련 문서
[1] 변속기로 유명한 앨리슨이 롤스로이스 plc로 1995년 항공엔진부문을 넘기기 전에 P&W와 함께 했던 프로젝트였다.[2] 기어박스는 터빈과 프로펠러 로터사이를 잇게 설계되어 있었다[3] 기존의 엔진은 팬과 터빈이 하나의 축으로 연결되어 언제나 같은 속도로 회전하는 바람에 이륙 단계에서의 소음이 커지고 대구경 팬에 최적화된 회전속도를 구현해내기 어려웠던 문제가 있었으나, 팬과 터빈 사이에 위치한 회전축에 유성 감속기를 설치함으로써 터빈의 회전 속도보다 팬의 회전 속도를 느리게 만든다. 참고로 롤스로이스 plc의 RB211이나 트렌트는 기어 대신 아예 서로 독립적인 3축구동 방식을 채택하고 있다. 대부분의 터보팬은 2스풀 구조를 이용한다. 따라서 롤스로이스 엔진의 정비가 약간 더 어려운 편이다.[4] 터보 팬 엔진에 있어서 팬의 크기를 늘려 바이패스비를 높이면 연비가 향상되기는 하나 회전수의 변경없이 무작정 크기만 키우면 팬 블레이드 끝자락에 충격 파로 인한 항력과 소음이 몹시 심각해진다. 초기의 고바이패스 터보팬에서 이륙시 발생하는 큰 진동음이 이것으로 인해 발생하는 것이다. 그렇다고 회전을 왕창 줄여버리면 압축계통의 효율이 너무나 떨어지기에 고 바이패스 팬에 최적화된 회전수를 만들어내기 위한 목적에서 GTF를 도입했다. 압축계통의 효율 극대화가 가능함에 따라 최대한 부품을 줄일 수 있고 중량도 가벼워지긴 하는데, 추후 이 기어 자체의 추가적인 정비요소가 발생할 가능성이 있다.[5] 그런데 PW1000G가 최초의 GTF 적용 엔진은 아니다. 최초의 엔진은 사프란의 전신 Turbomeca에서 시 제작한 Aspin이었다. BAe 146 등에 사용된 라이커밍 ALF502을 비롯해 허니웰 LF507, 가렛 TFE731도 GTF이며, 엄밀히 따지면 10,000 파운드 이상의 추력을 가지는 엔진으로서는 PW1000G가 최초라고는 할 수 있다.[6] # ##[7] 당장 이때문에 한국에도 직접적인 영향이 가해졌는데, 에어뉴질랜드의 A321neo들이 운항이 중단되어 국내선 및 단거리 국제선 항공기가 부족해져 인천행 항공편을 운휴할 예정이고, 대한항공도 A220과 현재 주력으로 도입 중인 A321neo의 엔진이 PW1000G라서 타격이 불가피해졌다.[8] LEAP는 PW1000G와 달리 기어드는 아니다.[9] 항공산업 회생을 명분으로 2006년 2월 블라디미르 푸틴 대통령에 의해 수호이, 미그, 일류신, 투폴레프 등의 설계국을 통합하여 설립된 회사다. 러시아 정부가 대주주로 있으며 당연히 경영권도 확보하고 있는데, 군용과 민수용 가리지 않고 가망없거나 경쟁력이 떨어지는 라인업은 모조리 퇴출시키는 화끈한 조치를 내리기도 했다.[10] 엄밀히 따지자면 이 기체들은 루프트한자 그룹의 자회사인 스위스 국제항공 밑의 자회사, 즉 루프트한자의 손자회사인 스위스 글로벌 항공의 소속이 된다.