제너럴 일렉트릭 F404
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미국의 GE가 개발한 항공기용 저 바이패스비 터보팬 엔진.
1970년대에 들어 GE는 B-1 랜서 폭격기를 위한 F101 터보팬 엔진을 성공적으로 개발해내었다. 미공군의 새로운 전투기가 F-15로 결정되자 GE는 F101을 기반으로 하여 F-15용으로 F110 터보팬을 개발한다. 그러나 경쟁사인 프랫&휘트니의 F100에 패배했고 이후 LWF 사업에서도 자사의 신형 터보팬 엔진 YJ101을 장착한 노스롭의 YF-17 코브라가 또 탈락하는 불운을 겪는다. [4]
YF-17이 나가리되고 얼마 후 미해군 신형 전투기 사업이 공고되자 맥도넬 더글러스와 노스롭이 YF-17이 기반인 F/A-18을 개발하게 되고 여기에는 YJ101을 개량한 새로운 터보팬 엔진이 채택되는데, 이것이 바로 F404이다.
J79가 GE의 군용 터보제트 엔진 중 가장 성공적인 베스트셀러였다면 F404는 이를 이은 터보팬 엔진이라 할 수 있다. J79와 비교하면 길이는 약 1m, 직경은 20cm, 무게는 700kg이나 줄어들었지만 추력은 동급이다.
동급의 저바이패스비 터보팬 엔진으로는 MiG-29의 클리모프 RD-33, 토네이도의 터보유니온 RB199, 라팔의 스네크마 M88 등이 있다.
현대에는 비슷한 추력을 내는 경쟁자 엔진들이 등장하면서 상대적으로 좀 더 무겁고 연비가 나쁘다는 평가도 있으나, 개발 당시인 1978년을 기준으로는 컴팩트한 크기와 무게에서 대추력을 뽑아내는 혁신적인 엔진이었다. 함재기의 엔진으로 개발된만큼 신뢰성도 우수하여 F/A-18에 최초로 채택된 이후 여러 쟁쟁한 군용기에 사용되었다.
최근 F/A-18 인터내셔널 호넷에 채용될 20% 추력향상모델인 F414 EPE처럼 F404도 EPE(Enhanced Performance Engine) 버전이 계획되어있다는데 최대 추력이 20,000 파운드 수준이라고 한다. EPE는 엔진 내부 고온부의 재질 등을 개선하여 연소실의 온도를 올려버리는 개념의 개량이다.
미군의 항공기용 장비 명명법[5]에 따라 해군형은 4XX, 공군형은 1XX로 나가지만 둘 사이에 큰 차이는 없다. 그리고 (KODEF 군용기 연감 2012~2013) F404-GE-102/400/402를 참고하는 것도 무방하다.
1. 개요
미국의 GE가 개발한 항공기용 저 바이패스비 터보팬 엔진.
2. 개발에 이르기까지
1970년대에 들어 GE는 B-1 랜서 폭격기를 위한 F101 터보팬 엔진을 성공적으로 개발해내었다. 미공군의 새로운 전투기가 F-15로 결정되자 GE는 F101을 기반으로 하여 F-15용으로 F110 터보팬을 개발한다. 그러나 경쟁사인 프랫&휘트니의 F100에 패배했고 이후 LWF 사업에서도 자사의 신형 터보팬 엔진 YJ101을 장착한 노스롭의 YF-17 코브라가 또 탈락하는 불운을 겪는다. [4]
YF-17이 나가리되고 얼마 후 미해군 신형 전투기 사업이 공고되자 맥도넬 더글러스와 노스롭이 YF-17이 기반인 F/A-18을 개발하게 되고 여기에는 YJ101을 개량한 새로운 터보팬 엔진이 채택되는데, 이것이 바로 F404이다.
3. 소개
J79가 GE의 군용 터보제트 엔진 중 가장 성공적인 베스트셀러였다면 F404는 이를 이은 터보팬 엔진이라 할 수 있다. J79와 비교하면 길이는 약 1m, 직경은 20cm, 무게는 700kg이나 줄어들었지만 추력은 동급이다.
동급의 저바이패스비 터보팬 엔진으로는 MiG-29의 클리모프 RD-33, 토네이도의 터보유니온 RB199, 라팔의 스네크마 M88 등이 있다.
현대에는 비슷한 추력을 내는 경쟁자 엔진들이 등장하면서 상대적으로 좀 더 무겁고 연비가 나쁘다는 평가도 있으나, 개발 당시인 1978년을 기준으로는 컴팩트한 크기와 무게에서 대추력을 뽑아내는 혁신적인 엔진이었다. 함재기의 엔진으로 개발된만큼 신뢰성도 우수하여 F/A-18에 최초로 채택된 이후 여러 쟁쟁한 군용기에 사용되었다.
최근 F/A-18 인터내셔널 호넷에 채용될 20% 추력향상모델인 F414 EPE처럼 F404도 EPE(Enhanced Performance Engine) 버전이 계획되어있다는데 최대 추력이 20,000 파운드 수준이라고 한다. EPE는 엔진 내부 고온부의 재질 등을 개선하여 연소실의 온도를 올려버리는 개념의 개량이다.
4. 세부 모델
미군의 항공기용 장비 명명법[5]에 따라 해군형은 4XX, 공군형은 1XX로 나가지만 둘 사이에 큰 차이는 없다. 그리고 (KODEF 군용기 연감 2012~2013) F404-GE-102/400/402를 참고하는 것도 무방하다.
- F404-GE-100: F-20에 탑재
- F404-GE-100D: -100에서 애프터버너를 제거한 버전. 싱가폴군용 A-4에 제안됨.
- F404-GE-102: T-50 골든이글에 탑재된 버전. 디지털 제어 방식(Full Authority Digital Electronic Control: FADEC)을 채택하여 안전성을 높였으며 F404-GE-400/402의 경우 2,282파운드의 자중을 갖춘데 비해 소폭 경량화 되어 2,195파운드의 자중을 갖는다.
- F404-GE-102D: -102의 애프터버너 제거 버전. X-45 및 팬텀레이에 사용. 본래 -103으로 명명되었다가 102D로 변경.
- F404-GE-F1D2: 애프터버너가 제거된 버전. F-117이 사용.
- F404-GE-400: F404 시리즈 중 가장 먼저 실용화된 버전. F/A-18A/B에 탑재.
- F404-GE-400D: 애프터버너 제거 버전. A-6F용으로 제안되었으나 사업 자체가 취소되었다.
- F404-GE-402: F404-GE-400의 EPE(Enhanced Performanced Engine) 버전. 본래 스위스 수출용 F/A-18용으로 개발되었으나 이후 미 해군용 F/A-18C/D 등에도 사용.
- F404-GE-404: F/A-18의 지상기지 운용형 수출모델인 F-18L용으로 제안되었으나 F-18L 자체가 나가리...
- F404-GE-IN20: 구 명칭은 -F2J3. 인도의 테자스 경전투기용. -402 기반이며 완전 디지털 제어기를 사용하는 모델.
- RM12: 스웨덴 볼보의 F404 라이센스 생산 버전. JAS 39 그리펜이 사용.
- F412-GE-400: 구 명칭은 F404-GE-45D2. A-12 스텔스 공격기용으로 개발되었으며 애프터버너가 없는 대신 엔진 크기가 커질 예정이었다. A-12 사업 자체가 엎어져서 마찬가지로 엎어졌지만 연구과정에서 얻은 기술들은 이후 F414에 유용하게 쓰였다고 한다.
5. F404가 장착된 항공기
- F/A-18A/B/C/D 호넷
- F-117 나이트호크
- 라팔 A: 라팔의 시제기. 스네크마 M88의 개발이 늦어지면서 시험용으로 F404를 장착하고 비행했다. M88이 어느 정도 개발되었을 때에는 F404와 M88을 하나씩 다는 시험 비행도 이루어졌다.
- JAS 39 그리펜: 볼보에서 RM12라는 이름으로 F404를 라이센스 생산한 엔진을 달았다. 완전 디지털 제어 장치를 장착한 첫 F404 계열의 엔진. 비록 라이센스 생산이라지만 볼보의 개량이 거쳐져 AB시 추력이 102 계열에 비해 1000lbs 정도 향상되었고 이를 인도의 테자스 경전투기 탑재 엔진으로 제안하기도 했으나 테자스에는 원조 F404가 채택되었다.
- A-4SU 수퍼 스카이호크: A-4 스카이호크를 싱가포르에서 개수한 버전.
- HAL 테자스
- T-50 골든이글, FA-50 파이팅 이글: F414과 같은 완전 디지털 제어 방식의 F404를 채용한 항공기다. 2010년대 이전에는 F414의 단발형이 개발된 전례[6]가 없어 가격 상승의 요인이 된다는 점과 T-50에는 F404로도 충분한 추력을 제공할 수 있기 때문에 개량되었다. 하지만 새 기술 적용으로 돈이 조금 더 들었다.
- F-20 타이거 샤크
- X-29
- X-31
- X-45B/C
- 팬텀레이: X-45C 기반으로 보잉이 자체 제작한 기술 실증용 무인기.
6. 관련 항목
[1] 엔진 입구로부터 흡입된 공기 중 바깥쪽(by-pass)으로 빠져나가는 공기량과 엔진에서 연소시키는 공기량의 비율.[2] Military Thrust. Dry Thrust라고도 한다. 애프터버너 없이 낼 수 있는 최대 추력을 의미.[3] After Burner Thrust. Wet Thrust라고도 한다. 애프터버너로 낼 수 있는 최대 추력을 의미.[4] F-16이 YF-17를 이긴 요소 중 하나가 F-15와 같은 프랫&휘트니의 F100을 장착해 군수지원면에서 높은 점수를 받았다는 점이었는데 GE로서는 다행스럽게도 미공군이 도입한 F-16의 대부분은 GE의 F110을 장착했다.[5] 몇번의 변화를 거쳐 표준화가 되어 있다. 현용 기준은 1991년 표준으로 정해진 뒤 1997년 개정된 수정형. 이 기준에 따라 공기흡입형 엔진의 경우 (1)엔진형식분류알파벳(2)모델번호-(3)제조사코드-(4)세부모델(5)옵션레터(선택) 형태로 되어 있고 모델번호 세부모델은 지정당시 공군은 100~399, 해군은 400~699, 육군은 700~999의 번호를 지정받는다. F404의 경우 터보팬이라 F, 해군형이 최초이기 때문에 모델명이 404에 최초형식도 400번이 되어서 F404-GE-400이 기본형이 되는 것. 같은 회사의 유명한 터보샤프트엔진인 T700의 경우도 같은 원리에 의해 터보샤프트 T 최초 형식이 육군용이라 모델번도가 700 세부모델도 700을 부여받아 기본형이 T700-GE-700이 된다. 이후 개량되면 뒤의 세부모델 번호를 변경하고 그외 다른 기능이나 추력세팅에 따라 뒤에 옵션레터를 붙이기도 한다. 예를 들면 T700-GE-701C(육군형), T700-GE-401C(해군형)[6] T-50 골든 이글이 개발이 완료된 시기는 2000년대 중후반 시기로 즉 개발 시기에는 F414를 단발형으로 장착된 사례는 없었다. 이후 F414 엔진을 단발로 운용하기 시작한 시점은 2010년대로 스웨덴 전투기인 JAS39 E/F(그리펜 NG)이 F414를 단발로 장착했다.