로터리 엔진
1. 반켈 엔진
독일의 기술자 펠릭스 반켈이 고안한 내연기관. 자세한 사항은 반켈 엔진 항목을 참고할 것.
2. LiquidPiston 엔진
[image]
미국의 LiquidPiston 사가 만든 로터리 엔진. 2020년 미군과의 보조전원 개발, 그리고 차세대 드론 엔진 계약을 따냈다. 아무 연료, 예를 들어서 Jet-A을 집어넣든, JP8 을 집어넣어도 구동되며, 로터리 엔진의 특성과 더불어 크기도 작다는 게 장점이다. 물론 압축비도 남다른데, 디젤 사이클이 최대 24:1의 비율로 압축된다면, 이건 26:1로 압축된다.
[image]
최고로 작게 만든, 그리고 상용화 된 LiquidPiston X-Engine Mini가 이 정도 크기다. 그래서 M777 155mm 곡사포에 붙인 보조 전원의 크기가 사람이 들고 다닐만큼 작다. 그래서 기존 트레일러에 싣고 다녀야 하는 보조 전원이 아닌 달랑 2명이서 보조 전원을 들고 다닐 수 있을 수 있게 되었다.
3. 성형엔진[2]
[image]
[image]
[image]
실린더가 크랭크축을 중심으로 원형으로 배치되어 마치 별같이 보이는 왕복엔진. 발명자는 조지 웨스팅하우스. 이러한 형식의 내연기관을 로터리 엔진이라고 부르기도 하지만 지금은 성형엔진[3]이라고 부르는 경우가 더 많다. 현대에는 로터리 엔진이라고 하면 주로 1번 항목을 지칭하기 때문이다.
로터리 엔진이라고 부른 이유는 간단한데 제1차 세계 대전 중기까지 이러한 구조의 엔진은 주로 엔진 자체가 회전하면서 동력을 발생시켰다. 실린더가 직접 회전하기 때문에 냉각효율도 높고 무거운 플라이휠이 없어도 별모양으로 늘어선 실린더의 무게가 RPM을 일정하게 유지해주는 기능도 했다. 다만 실린더의 밸브를 열어 연소가스를 곧장 대기중에 방출하는 구조 때문에 윤활유 소모가 어마어마했고 열효율도 나빴으며, 결정적으로 엔진자체가 회전하는 구조상 엔진의 회전질량이 크기 때문에 생기는 토크와 자이로효과때문에 항공기 조종이 매우 어려워진다는 크나큰 단점이 있어 전쟁 후부터는 엔진을 고정시키고 축만 회전시키는 방식으로 개선된다. 따라서 이때부터 오늘날까지 '로터리 엔진'이 아니라 '래디얼[4] 엔진'이라고 불린다.
이 래디얼 엔진의 가장 큰 장점은 별도의 복잡한 냉각장치가 필요 없다는 점이다.[5] 기존 사용되던 선형엔진이나 V형 엔진의 경우 프로펠러로의 공랭이 실런더의 배열 때문에 거의 불가능했지만,[6] 이 엔진의 경우 프로팰러 바로뒤에 실린더가 원형으로 베치되기 때문에 그 바람으로 바로바로 방열이 가능했기 때문이다. 이로 인한 이점이 크게 두 가지 있는데, 첫 번째로 피탄에 취약한 수냉식 대신 공랭식 구조라 내구도가 높아진다는 점, 그리고 두 번째로 수냉장치가 생략됨으로 인하여 기존엔진과 비교하여 상당히 가볍게 만들 수 있다는 점이다. 이 중량문제는 냉각장치 말고도 크랭크축 자체를 짧게 만들수도있기 때문에 기존보다 더욱 가볍게 만드는 게 가능했다.
다만 당연하게도 단점 또한 있는데, 가장 대표적인 것은 엔진의 면적. 별모양으로 실린더가 붙어있다보니 자연스레 정면에서의 단면적이 넓어질 수밖에 없고, 이는 항공기 성능의 지표 중 하나인 항력(공기저항)에 영향을 끼치게 된다.
제2차 세계 대전까지만 해도 높은 내구도와 공랭식 엔진의 맷집 덕분에 현역으로 쓰였다.[7] 실제로 래디얼 엔진을 장착한 비행기는 공격을 받고 실린더 몇 개가 망가졌는데도 털털거리면서 많이들 무사히 착륙했다. 가스터빈 엔진이 나오고 난 후부터는 퇴조하였다. 가볍고 간단하다는 구조 덕에 아직 경비행기에는 꽤 쓴다.
항공기 외에 미국의 초기 전차들은 탱크용 엔진을 따로 개발 할 시간이 부족해 항공기 분야에서 검증된 이런 성형엔진을 썼다. 덕분에 전차의 높이가 높아졌다고 알려져 있으나 이는 반만 맞는 말이다. 자세한 부분은 셔먼 전차의 높이 부분 참고.
소련에는 '''성형 디젤엔진 여러개를 직렬로 주욱 이은(...) 42기통 직렬성형디젤''' 야코블레프 M-501, 즈베즈다 M-503/504가 존재하고 있다.
[1] 星形 별모양 엔진이다. 성형수술의 성형이 아니다.[2] 星形 별모양 엔진이다. 성형수술의 성형이 아니다.[3] 별모양=星形이라는 뜻. 일본 명칭인 호시가타 엔진의 직번역이다. 엔진 관련으로 주물성형 같은 용어가 있기 때문에 직관적으로 저 한자를 떠올리기는 더 어렵다.[4] radial. 한자로는 방사형(放射形)이라고 한다. 원 또는 구의 중심에서 원호 또는 구면에 수직한 방향으로 뻗어나가는 형태를 발한다. 즉 한 점에서 밖으로 뻗어나가는 형태. 방사형 또는 방사상(放射狀)이라고도 한다. 방사능(放射形)의 방사와 한자가 같다. 방사선은 방사형으로 뿜어져 나가는 것이고, 방사선을 내뿜는 능력이 방사능이라는 공통점 때문이다.[5] 물론 방열대책이 아예 필요없는것은 아니다. 특성상 바람이 실린더만을 냉각시킬 수 있는데, 실린더 자체의 단면적은 그리 크지 않기 때문에 실린더에 방열핀(Cooling fin)이 달려있다. 컴퓨터 공냉 CPU쿨러를 생각하면 쉽다.[6] 실린더가 일렬로 나열되기 때문에 앞쪽실린더는 몰라도 뒤쪽은 공랭으로만 방열을 하기 어렵다.[7] 수냉식 엔진은 냉각계통 한 부분이라도 공격을 받으면 냉각수가 줄줄 새서 엔진이 바로 과열되는데 궁금하면 자동차 냉각수 빼고 동네 한 바퀴 돌아보면 깨닫는다. 게다가 당시 항공기 엔진은 기본이 2만cc다. 상공 3000m에서 냉각수가 줄줄 빠져버린다면 흠좀무. 더구나 냉각수가 터져서 조종사에게 튄다면.. 게다가 래디얼 엔진의 또다른 강점으로는 직렬엔진 또는 V자 엔진으로 대표되는 수냉식 엔진들의 경우 실린더가 한줄 또는 두줄로 배치되어 있어 한번 피탄되면 실린더 여러개가 줄줄이 터진다는 점이다. 반면 래디얼 엔진의 경우는 어느쪽에서 탄이 날아와도 동시에 피탄되는 실린더의 수가 매우 제한적이기에 한번에 실린더가 다 터지거나 하지않아 한두개쯤 터지더라도 비행성능이 뚝뚝 떨어지기는 하겠지만 털털거리면서도 기지까지 생환할 가능성이 높아진다.