항공기 블레이드가 자신의 녹는점보다 더 높은 환경에 노출되어도 녹지 않는 원리는?

Question

항공기 엔진에서

제트 엔진의 내부를 보면

흡입구

압축기

연소실

터빈

배기구/ 노즐 의 형태가 일반적이라 볼 수 있는데요

압축기 측 블레이드는 흡입쪽이니 그렇다 치고

연소실을 지나 빠져나온 고온 고압의 가스가

회전시키는 터빈 블레이드는

엔진에서 가장 극한의 온도까지 노출되게 될텐데요

터빈의 재질 상 녹는점이 거의 1200도 이라하지만

실제 엔진내부 흡입가스 온도가 최고 1380도까지 상승을 한다고 되어있는데

어떻게 그 환경에서 녹아버리거나 변형되지 않고

안정적으로 기능을 수행할 수 있는 건지

과학적인 무슨 원리를 설명 들을 수 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 한만전 전문가입니다.

초고온을 견딜수 있는 것은 블레이드 내부에 구조적으로 정밀한 자체 냉각장치를 설계하여 압축기에서 나온 차가운 공기를 순환시켜 냉각시킵니다. 이 냉각장치가 없으면 당연히 녹는점 이상의 열이 발생하므로 터빈블레이드는 녹거나열변형을 일으키게 됩니다. 종이 용기에 물을넣고 냄비처럼 물을 끓이면 종이용기가 타지않고 물이 끓는 원리와 동일한 것입니다. 물이 종이가 탈수있는 발화점 온도 까지 올라가는 것을 막고 냉각효과를 발휘하기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 신란희 전문가입니다.

터빈 블레이드는 특별한 금속과 열을 막아주는 코팅으로 만들어져서 뜨거운 불꽃 속에서도 견딜 수 있습니다,

그리고 안에는 작은 통로가 있어 차가운 공기가 흐르면서 블레이드를 식혀줍니다.

이 덕분에 블레이드는 너무 뜨거워서 녹거나 변형되지 않고 안전하게 돌아갈 수 있답니다.
쉽게 말하면, 터빈은 불 속에서도 얼음처럼 차갑게 유지되는 비밀 기술을 가진 셈이에요.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

터빈 블레이드는 초고온에서도 결딜 수 있도록 니켈 합금 기반의 초내열 소재로 제작되며 내부에 복잡한 냉각 채널을 구성해 공기를 순환시켜 온도를 낮춥니다 또한 세라믹 열차폐 코팅을 표면에 입혀 직접적인 열 전달을 줄이고 열을 견디는 구조적 설계와 함께 블레이드 표면에 냉각 공기를 분사하는 필름 냉각 기술도 사용됩니다