우선 미국과 그 동맹국 관점에서 모아진 자료에서 기초한 것들이라 오류가 있을 수 있고 일부 편향된 것일 수도 있음을 다시 한 번 밝혀둡니다.
의도적으로 깎아내리거나 치켜올리기 위한 목적은 없습니다.

그다지 전문성 있는 글도 아니고 대부분 이미 알고 있는 내용일 겁니다.
어쩌면 밀리터리 요소는 없다고 볼 수도 있겠네요.

다만 한국에서의 전공이 기계공학이라 엔진 쪽에 관심이 많습니다.
지금 공부하는 건 메디컬이지만...

미티어 중 아래 있는 건 현재 영국의 한 민간인이 모는 Gloster Meteor NF.11입니다.
RAF 시리얼 WM167이 마킹 되어 있습니다.
그리고 전시된 Me-262는 오하이오 데이튼에 있는데 제가 있는 곳에서 그리 멀지 않다죠 ^^
제일 밑에 있는 건 새로 제작해 2006년 베를린 에어쇼에 등장한 Me-262 기입니다.

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제트 엔진은 사실 제1차 세계대전 이전에 등장한 개념입니다.

힘과 속도를 최우선 목표로 했던 전투기 설계에서 2차 대전말까지 피스톤으로 구성되는 프로펠러 전투기가 전성기를 구가함에 따라 사람들 관심이 적었을 뿐이죠.

하지만 비행기가 시속 800km에 다가가게 되면, 프로펠러의 힘이 급격하게 떨어졌기 때문에 일정속도 이상에선 기능을 발휘하지 못했죠.

속도는 전투기에 있어서 아주 중요한 요소로, 더 빠르게 날기 위해서는 비행기 자체에 뭔가 근본적인 변화가 필요했습니다.

제트엔진을 집중적으로 연구한 최초의 인물은 아마도 프랭크 휘틀(Frank Whittle)일 겁니다.

그는 어릴 적부터 높은 고도에서 엄청난 속도로 나는 비행기를 늘 상상했습니다.

그가 생각해낸 새로운 유형의 엔진은 아주 혁신적이면서도 위험한 발상에서 시작했습니다.

폭발을 만들어 낸 뒤, 이를 제어해 터빈과 압축기라는 연결된 두 개의 팬 내부의 에너지를 동력으로 이용하는 것. 바로 제트엔진을 꿈꾼 거죠.

가스의 힘을 이용해 항공기술의 모든 것을 막 바꿔놓을 참이였습니다. 그 때가 1929년 휘틀이 22살 때였습니다. 느리지만 꽤 안정적인 복엽기가 아직 하늘을 지배하고 있을 때였구요.

휘틀은 자기 아이디어를 과학자 아놀드 그리피스에게 보여주며 실용화를 제안하는데 그리피스는 아쉽게도 이를 실행에 옮길 수 있는 사람이 없다는 이유로 결국 상부에 실행이 불가능하다고 보고했고, RAF는 아이디어를 거부하게 됐죠.

휘틀은 많이 실망했습니다. 그도 그럴 것이 당시 유럽분위기는 평화와는 거리가 멀었거든요.

3년도 채 지나기 전에 1차대전의 폐허속에서 나치의 세력이 확장하기 시작합니다.

히틀러는 비밀리에 세계 최고수준의 공군을 창설해 비밀리에 훈련시켰습니다.

그리고 1936년 스페인 내전에 공군을 투입시키죠. 프랑코 장군이 지휘하는 파시스트 당을 지원하고 공군도 시험해보기 위해서였죠. (소련이 개발한 MiG-15를 테스트 하기 위해 한국전쟁에 비밀리에 참전시킨 것도 같은 목적이죠.)

독일공군은 신기술을 도입했습니다.

전쟁을 벌일 뿐만 아니라 승리할 요소까지 갖추고 있었죠.

1935년 독일의 젊은 물리학자 한스 폰 오하인(Hans Pabst von Ohain)은 당시 비행기 제조업계의 거물 에른스트 하인켈(Ernst Heinkel)의 전폭적인 지원을 받았습니다.

폰 오하인의 새로운 제트엔진의 아이디어는 군비확장과 힘의 경쟁에 골몰해있던 나치를 참여시켰습니다.

영국의 프랭크 휘틀로서는 그런 전폭적인 지원은 꿈에 불과했죠.


사비를 털어 시험엔진을 만드는데 한 번에 하나의 엔진 밖에 만들지 못했습니다.

따라서 엔진이 고장 나면 수리해서 사용해야만 했다더군요.

압축기나 터빈만 따로 테스트할 금전적 여유가 없었구요.

하지만 휘틀은 자신의 꿈을 포기하지 않았고 거의 평생을 개발에 매달렸죠.

개인이 엔진 테스트를 하는 건 위험할 수도 있었죠. 예측이나 통제가 불가능한 엔진이 폭발할 가능성은 잠재되어 있었고.

휘틀이 연구를 포기하지 않은 건 영국정부로선 다행스러운 일이었죠.

비록 극비에 붙여져 있었지만 독일에선 하인켈과 폰 오하인이 제트엔진을 완성했기 때문이죠.

이로서 세계최초의 제트기인 하인켈 He 178기가 1939년 8월 27일 하늘을 날게 됩니다.

공군력의 미래를 결정지을 무기경쟁에서 한 쪽이 이미 앞서나가기 시작한거죠.

하지만 휘틀의 엔진도 이맘 때쯤 작동하기 시작했습니다.

1939년 중반에 엔진은 꽤나 훌륭한 기술력을 갖추게 됩니다.

공군에 아이디어를 제출한지 10년 만의 일이었죠.

2차대전 발발하기 불과 몇달 전 오랜 세월이 걸리긴 했지만 마침내 영국군 지휘관들도 휘틀의 발명품을 인정하게 됩니다.

10년간의 노력끝에 1942년 5월 실험기 글로스터-228기가 이륙한 거죠.

하지만 독일은 항공역사상 가장 중요한 무기경쟁에서 여전히 앞서나가고 있었습니다.

그 중에 가장 강력했던 것 중의 하나가 바로 Me-262기였죠.

날개 아래 2개의 제트엔진을 장착한 Me-262기는 연합군의 가장 빠른 피스톤 엔진 전투기보다 시속 160 km나 빨랐습니다.

1944년 7월 25일 Me-262기는 최초로 실전에 투입된 제트전투기가 되었습니다.

1944년 글로스터 사는 마침내 영국공군 최초의 제트전투기인 미티어를 출시했습니다. 휘틀의 꿈이 마침내 이루어진 것이었죠.

전쟁이 막바지로 향해갈 무렵 미티어는 적 상공으로는 내보낼 수 없을 정도로 극비로 유지됐기 때문에 영국의 해안을 지켰습니다.

때문에 숙적인 Me-262기를 만날 수도 없었죠.

독일과 영국의 제트엔진 경쟁은 서로 다르게 진행되었지만 결국 같은 결론에 이르게 되죠.

가장 눈에 띄는 차이점은 Me-262에 쓰인 엔진과 영국 미티어의 엔진입니다.

새로운 두 제트엔진은 비슷한 추진력을 냈지만 추진방식에는 근본적인 차이가 있었습니다.


휘틀의 엔진은 하나의 커다란 압축기 디스크가 엔진 앞 쪽에 부착되어있고 원심력을 이용해 중앙 디스크를 감싼 연소실로 공기를 밀어보내는 방식입니다.

이를 원심식 압축엔진이라 불렀습니다.



공기가 엔진 안으로 들어오게 되면 블레이드가 달린 싱글 디스크에 의해 압축이 되고 압축된 공기는 여러 날개들을 지나 돌아 나온 다음 곧바로 불꽃관(flame tube)안으로 보내지게 되고 압력이 충분해지면 연료를 주입하게 되는데 이런 식으로 압축공기와 연료의 혼합가스가 만들어지게 되죠.

모든 것을 확인하고 조종사가 스위치를 누르기만 하면 바로 점화가 되고 모든 것이 연결되면서 발진을 하게됩니다.


독일이 초반부터 사용한 축류식 압축엔진은 전혀 다른 구조입니다.



하나의 큰 디스크 대신 작은 디스크 여러 개를 연속적으로 사용했죠.

각 디스크가 공기를 점점 더 압축해서 하나의 중앙 연소실로 보냅니다. 

축류식이란 공기가 엔진의 축을 따라 가속된다는 뜻입니다.




서로 다른 두 방식의 엔진은 결과적으로도 큰 차이를 보였습니다.


엔진의 추진력을 더욱 강화하기 위해선 산소를 필요로하는 엔진에 더욱 많은 공기를 공급해야합니다.


이를 위해 원심식 엔진은 하나뿐인 압축기 디스크를 더 크게 만들어야 했습니다.

그렇게 되면 엔진의 부피가 커져 공기역학에 어긋나게 됩니다.

반면에 Me-262 기의 축류식 엔진에 공기를 더 많이 공급하려면 압축기 디스크의 갯수만 더 늘리면 됐습니다.

엔진이 더 길고 가늘어져서 늘씬한 비행기에 훨씬 적합한 모양이 됩니다.

하지만 1944년 독일은 난관에 봉착하죠.

바로 당시 비행기에 쓰였던 material들이 엔진이 만들어 내는 온도와 압력을 견뎌내지 못한 겁니다.

무엇보다 제트엔진에선 엄청나게 높은 온도가 발생합니다. 하지만 Me-262 엔진에 장착된 정교한 날들은 온도에 약했죠. 결국 엔진은 25시간 밖에 작동하지 못합니다.

그나마 조종을 제대로 하지 못하면 연료가 제대로 공급되지 못했습니다.


당시 영국 최고의 시험 조종사였던 에릭 브라운에 의하면 그가 처음 몰아본 독일 제트기는 234 기라는 쌍발 제트 엔진 정찰 폭격기로 Me-262와 같은 엔진을 썼다고 합니다.

활주로 끝까지 몰고 가서 엔진출력을 최고로 올렸는데 이륙을 위해 브레이크를 풀기 직전에 우측 엔진이 폭발했다고 합니다.

엔진도 완전히 떨어져 나갔고 우측 날개도 거의 사라졌다고 하더군요.


1944년 당시에는 축류식 제트엔진에 알맞는 합금이 아예 존재하지 않았습니다.

당시 material은 제트엔진에 필요할 만큼 발달하지 못했죠.

휘틀은 축류식 엔진의 원리를 알고 있었지만 1930년 당시에 이용하기에는 너무 복잡하다고 판단했습니다.


만들어진지 60년 된 미티어 기가 아직도 원래 엔진으로 작동하고 있습니다.

축류식 엔진과 원심식 대결이 또다시 이루어지기 까지 많은 시간이 걸린 건 아닙니다.
 
한국의 상공에서 최초의 제트기 사이의 공중전이 벌어졌습니다.

바로 F-86 Sabre와 MiG-15 사이에 말이죠.

탑재한 무장이나 조준장치 그 외에 주익/보조익등 다른 설계요소 같은 건 제외하고 엔진만 놓고 보면,

한 때 영국과 동맹관계였던 소련은 영국으로부터 원심식 제트엔진의 기술을 받아 이를 바탕으로 MiG-15기를 개발했습니다.

(1946년 영국이 우호의 표시로 한 때 연합국의 일원이였던 소련에게 준 겁니다. 롤스로이스가 소련에게 넨 엔진을 넘겨줬죠. 자신들의 엔진을 탑재한 제트기를 적으로 만나게 되다니...)

한 편 최신식 축류식 엔진을 장착한 F-86 세이버 (종전 직후 독일과학자로부터 Me-262 설계도면을 고스란히 손에 넣었죠.) 는 상대 전투기보다 좀 더 유선형인 기체를 가지게 됩니다.