지누구리's flying4u

차세대 BOEING 737

1969년 B707과 B727 모델 사이를 매꿔줄 단거리 소형 항공기 시장이 필요하자, 100석급항공기 B737 개발 계획을 가졌다. B737-100/200 항공기의 개발 실패로 순탄치 않은 출발을 한 보잉은 이후 새롭게 개량을 한 B737-300/400/500 의 성공으로 소형항공기 시장의 최대 베스트셀러 항공기가 되었다.

BOEING 737 이 동급 항공기 세계 시장을 확보했을 무렵, 경쟁사인 AIRBUS 는 B737-300/400/500 보다 한 층 더 나은 미래지형적인 첨단 항공기 A320 family 시리즈를 선보였다.

AIRBUS family Concept 개발 계획으로 한가지 기종만이 아니라, AIRBUS에서 제작한 항공기들이 동일 시스템아래, 경제적인 운용을 할 수 있다는 계획이 BOEING 에게는 치명적인 약점이 되고 말았다. 많은 종류의 항공기를 제작한 BOEING 은 기종별 서로 각기 다른 비행시스템과 부품으로 교육, 운항, 정비등 경제적인 운용부분에서는 에어버스에 불리했다.

BOEING 은 이러한 문제점을 보완하기 위해 차기 개발하는 항공기의 시스템을 동일화시키는 concept을 구성하게 되었고, 차기 미래형 항공기 시장을 확보하고 현재 운용중인 각 항공사들의 Classic B737 항공기 교체 시기에 다가옴에 따라 새로운 B737 항공기가 필요할 것을 예측. 신형 B737 개발계획을 가졌다.

이름하여, Next Generation B737 ( 차세대 B737. B737-NG 라고도 함)

Next Generation B737 family

B737-600 (110-130석)

B737-700 (130-150석)

B737-800 (160-180석)

B737-900 (170-200석)

동일 시스템과 부품으로 구성되어 있으며, B737-700 기본 rating 으로 4개 기종을 모두 조종 할 수가 있다. 최근에는 성능향상을 위해 B737- 800 기종에 Winglet을 설치 했다.

보잉사는 B737-NG를 개발하면서, 기존 Classic B737의 성능이 경쟁사인 AIRBUS 사 보다 뒤떨어지는 문제점을 보완하기로 했으며, B777 항공기의 기본설계 시스템을 이용하여 새롭게 항공기를 설계, 신소재와 첨단 전자장비로 개량하기로 했다.

다음표는 B737-NG의 성능 개량 사항이다.

Performance: Faster cruise M0.78, Higher ceiling 41,000ft, Lower take-off & approach speeds, Higher MTOW, lower fuel burn.
Engines: FADEC controlled CFM56-7, 2.5deg nozzle tilt, redesigned struts, improved nacelles with increased airflow and improved noise treatment, 7% more fuel efficient than CFM56-3.
Fuselage: Strengthened for increased tail loads and design weights, new wing-body strake.
Wings: New airfoil section, 25% increase in area, 107" semi-span increase, 17" chord increase, raked wing-tip, larger inspar wingbox with machined ribs, increased fuel capacity.
Tail: 4ft 8in taller, 60 sq ft root insert, modified rudder, segmented rudder seals, digital yaw damper.
Flight Controls: Increased elevator PCU capability, aileron and tab span increase, new double slotted continuous span flaps, new leading edge Krueger flaps, additional slat, additional spoiler.
Nose Gear: Stroke increased 3.5" to relieve higher dynamic loads and wheelwell extended 3" forward.
Main Gear: Longer, one piece titanium gear beam, 43.5" tyres, digital antiskid.
Flightdeck: 6 programmable LCD's, replacing EFIS CRT displays and most conventional instruments.
Systems: Most systems developed particularly: electrics, powerplant & navigation.

1993년 Southwest Airlines 으로 부터 63대의 항공기를 발주를 시작으로 기본 모델인 B737-700 항공기를 제작하기 시작했으며, 30명의 승객을 더 태울 수 있게 동체를 연장한 B737-800 이 독일의 Hapag-Lloyd 가 발주 1년뒤 선보였다.

모델별 연장된 동체 Body Section 부분

	B737-700 Standard NG 기본형인 700 모델이다. NG를 최초로 구매 한 Southwest 항공. Southwest 는 단일기종인 Classic B737를 운용하다, 신기종 교체로 NG B737 로 선택했다.
	B737-700 with winglet NG 기본형인 700 모델에 Winglet을 설치한 option 형 모델이다. 보잉사는 700 에 winglet 설치로 약 5-8%의 연료절감효과를 얻을 수 있다고 밝혔다. 최초로 winglet option을 선택한 항공사는 케냐 에어웨이즈로 2001년에 구매했다.
	B737-800 with winglet 800 모델은 최초로 구매한 항공사는 독일의 Hapag_Lioyd 이지만, 최초 winglet을 장착한 모델을 선택한 항공사는 Southafrica airline 이다.
	B737-800 Standard 800 모델은 기본형인 700의 동체를 연장해150-170 명의 승객을 탑승할 수 있게 했다.

Scandinavian Airlines (SAS) 에 의해 B737-700을 축소한 B737-600 항공기도 제작하게 되었다. B737-700 은 기존의 B737-400 항공기를, B737-600 은 B737-500을 대처하며, MD-80 항공기와 A321 등 170-190석급 소형항공기 시장의 우위를 확보 하기 위해 기본 모델인 B737-700 의 동체를 연장한 B737-800 , B737-900 항공기를 제작했다.

B737-600

B737-500 이 고객의 요구에 의해 제작되어 성공한 소형 모델이라면, 600은 NG 시리즈에서의 500 모델과 같은 등급으로 500의 명성을 이어 받은 모델이라 할 수 있다.

B737-900

최초로 도입항공사는 미국의 알라스카항공이 200석급 900 모델을 주문했다. 900은 B737 시리즈중 가장 많은 승객이 탑승 할 수 있다.

다른 기종과 달리 900 은 option winglet을 제작하지 않고 있다. 우리나라는 대한항공이 MD-80 후속으로 운용중이다.

비즈니스 jet 형식의 B737-BBJ (B737-700 개량형)을 제작하여 각 기업및 국가 정부기관, 개인사업가들의 사업용, 개인용항공기로도 운용중에 있다. 현재 우리나라의 경우 삼성전자가 B737-BBJ을 운용중에 있다.

B737-BBJ ( Boeing Business Jet )

B737-700을 기본 바탕으로 제작했다. BBJ 는 기업체나 개인자가용, 정부기관

등에서 사용할 수 있게, 침대, 사무실, 회의실등의 인테리어시설이 갖추어진

비행기이다.

B737-BBJ2 ( Boeing Business Jet 2)

BBJ2 는 B737-800을 기본으로 한 BBJ 이다. 기존의 700형인 BBJ 의 크기가 작

기 때문에 이를 보완한 기종이 BBJ2이다.

Boeing Business Jet 인테리어

사무실이나, 일류호텔 같은 실내인테리어가 눈에 띈다. 실제 BBJ 은 170명의 승객

이 탑승 할 수 있는 공간에 좌측 사진과 같은 인테리어를 설치, 액 10여명이 탑승한

다.

현재 전세계 운항하는 항공사들의 기령노후화와 항공시장의 첨단화 전망에 따라 100석급 항공기들의 교체시기가 다가온 만큼, 단거리 100석급 소형 항공기 시장은 매우 빠르게 움직이고 있으며, 아울러 AIRBUS Family Concept 에 의해 세계 민간항공 시장 1위를 AIRBUS 에 내준 BOEING 은 NG-B737의 판매시장을 석권한다면 다시 최대 민간항공기 제작업체로 올라설지 모른다.

첨단 시스템의 조종석

Next Generation B737 은 Fly By Wire 시스템에 의해 항공기의 안전성과 조종시스템의 단순화를 시켰다. 이는 B777 를 제작한 설계시스템을 이용 B777를 축소한 모델의 결과이다.

또한 NG-B737에서 볼 수 있는 것은 기존의 민간항공기에서 볼 수없던, HGS (Holographic Guidance System 또는 Head-up Guidance System) 를 설치 한 것이다. HGS 는 전투기에서 볼 수 있는 HUD (Head Up Display) 의 민간 항공기용 버전으로 볼 수 있다.

HGS ( Head-up Guidance System )

HGS 는 악기상이나 비행중 조종사가 계기판을 보지 않고, 전방 시야를 주시하면서 영상그래픽으로 비추어지는 계기를 보면서 조종할 수 있는 장비이다.

악 기상시에는 활주로의 거리를 영상 으로 표현되어 기상조건 CAT-III 에도 운용 할 수

있다.

HGS는 기장석에만 있으며, Glass Binder 가 내려져 있고, 조종사 머리 위엔 레이져 영상을 비추는 빔프로젝트가 설치되어 있다.

조종석 계기들이 HGS에 영상으로 그려져, 조종사가 이착륙시 계기판과 창문을 번갈아 보지 않아도 된다.

Rockwell Collins Flight Dynamic사에서 제작한 Next Generation B737용 HGS-400 Model 장비.

HGS는 비행에 필요한 기본적인 계기들이 계기판이 아닌 조종석 창문에 설치된 Glass Binder 에 레이져로 비추어져 조종사가 조종석 유리창 정면을 보면서 비행할 수가 있다. 이는 기존에 있어 기상 악화시나 이 착륙시, 비행중 모든 상황을 조종사가 계기를 보면서 다시 활주로 및 지상장애물을 확인하기 위해 유리창을 보는 2중 부담을 덜고, 외부장애물, 활주로상황과 함께 비행계기를 볼 수 있어 조종사의 업무 부담을 줄이고 안전

성을 높였다는데에 있다. HGS 는 Glass Binder 형식으로 기장석 천장에서 내렸다 펼 수 있게 되어 있어, 자동차 운전석과 조수석에 있는 Sun Binder 과 같다고 볼 수 있다.

그 동안 HGS 는 항공기외 옵션으로 AIRBUS사가 A320 항공기 1대에 장착 에어프랑스에 인도 했고, Southwest Airlines 은 항공기 전자장치 제작 업체인 Rockwell Conllins Flight Dynamics 사에서 제작한 HGS-2350 모델을 B737-300/400/500에 설치 운항적도 있었지만, 이번 처럼 초기 생산부터 장착되어 나온 경우는 처음이라고 할 수 있다.

이번 NG-B737 에 장착한 HGS 는 한층 개량된 HGS-4000 모델을 장착. ILS CAT-IIIb (visibility 300ft) 에서도 사용 할 수가 있게끔 FAA 승인을 받았다. NG-B737기 조종사는 HGS를 사용하기위해선 NG-737 Rating 외 HGS를 사용할 수 있는 Rating을 추가로 가지고 있어야 사용이 가능하다.

HGS 의 실용화와 안전성 입증으로 차후 개발되는 민간항공기에 기본으로 장착될지도 모른다.

B737-NG 는 처음부터 기존의 B737 classic 모델에서 바로 기종전환이 가능게 제작하였기 때문에, cockpit 내부에 LCD MFD형 Display를 설치했을뿐, 기존의 키조작 및 위치가 동일하게 제작했다.

이는 BOEING 이 항공기를 제작하면서 기존의 B737 조종사들의 요구를 적극적으로 반영하여, Digital 변화만 주었지 운항절차는 모두 동일하게 하여, 고객사로부터 항공기의 노후 B737 교체시 B737-NG 운용의 효율성과 경제성을 생각한 것이다.

B737-NG

비행계기와 항로가 나타난 항법계기, 엔진계기들이 모두 하나의 화면으로 표현되어 있다.

Classic B737

위의 NG형과 비교할 때 다소 복잡해 하나의 화면으로 보는 것보다 계기 집중력이 떨어져 보인다.

B737-NG

기본 계기는 Classic B737 과 같은 위치에 있어 동일하다. 특히 Overhead Panel 의 스위치 및 위치는 Classic 과 같다.

보잉사는 NG 모델을 개발하면서 기존의 Classic B737 조종사가 B737-NG 기종전환 Rating 취득시간은 simulator 2시간, 지상학 및 Local clear까지 9~24일까지면 기종전환이 가능하고, NG 조종사가 B777 로 기종전환은 15 일이면 가능하다 말하고 있다.

With Winglet B737-NG ( option )

winglet 은 비행중 항공기 주 날개 끝에서 생기는 유도항력 (induce Drag ) 을 제거하는 역할 한다.

비행기는 순항 비행중 여러가지의 항력요소를 받아서 항공기 성능을 저하시키거나, 연료를 증대 또는 공기역학상 날개에 무리한 부담을 주는데, 이때 날개 끝에서는 커다란 와류가 생성되면서 비행기의 항력 (저항) 을 증가시킨다. 와류는 날개 끝에서 원형을 그리며 비행기 후방으로 생성되고, 날개 끝면 ( Trailing edge) 에서는 내리흐름 (Down Wash) 이라는것이 생성된다.

비행중 커다란 항력요소 되는 유도항력을 줄이기 위해 이미 오래전 1900년대 영국의 란체스터라는 항공 공학자가 날개 끝에 판을 설치해 30년간 유도항력에 대해 연구 했다. 결국 유도항력을 줄일 수 있는 것은 독수리의 날개를 보고 고안한건데 독수리 날개 끝을 보면 갈기 갈기 찢겨져 있는것을 볼 수 있다. 독수리가 힘을 들지 않고, 공중에서 상당히 안정적으로 체공을 하는 것을 알고, 연구를 했는데 와류가 갈기갈기 찢어진 독수리 날개 끝에서 흐름이 안정이 된다는 연구 결과가 나왔다. 그것을 이용 wintip sail 이라는 것을 만들어 독수리 날개 처럼 날개 끝에 만들었더니 유도항력을 줄이는 효과를 알게되었다.

미국에서는 이걸 연구해 winlet 이란 이름으로 B747-400 이나 MD-11, A340 같은 작은 수직날개를 주 날개 끝에 설치해 유도항력을 감소하는 효과를 누렸고, 독일에서는 Crescent wing 을 연구해서 A310, A300, A320 항공기에서 사용하여 유도항력을 감소하는 Wingtip 개념을 만들었다.

Blended Winglet

B737-700/800/BBJ에서 볼 수 있는 Winglet 이다. 기존의 winglet 과 달리 B737-NG 의 Winglet 은 Wingtip 과 Winglet 연결 부분이 충격파 때문에 부드러운 곡선화 시켰다.

Winglet 그림

Conventional Wingtip 은 일반적인 Standard 형 날개이다. Blended Winglet 은 B737-NG 에 장착 된 Winglet 이다.

위의 그림은 Winglet 의 장착유무에 따른 유도항력 발생의 모습을 보여 주고 있다.

Winglet을 설치하면 유도항력을 줄이면서, 약 5-8%의 연료절감 효과가 나온다. 이것도 비행기의 전체운항시가 아닌 순항비행 ( Cruise Flying ) 시에나 그 효과가 나온다. 비행기가 운항중에 5~8%의 연료 절감효과가 나오다는 것은 운용하는 항공사로서는 연료를 아끼는 좋은 조건이긴 하지만, 유도항력을 줄이면서 덤으로 비행기에는 유해항력이 생긴다. 결과적으로 다른 항력을 만들기 때문에 Winglet 으로 얻어지는 효과는 크지 않다고 볼 수 있다.

또한 Winglet을 설치함으로써 비행기의 중량이 증가되는 문제점이 있다.

요즘은 여객기 말고도 소형항공기에서도 Winglet을 설치하거나, Option 으로 Winglet을 설치하는 경우가 있다. 이는, winglet 이 항공역학적인 이유보다 비행기를 좀더 팔기 위해 설치한 " 디자인의 목적 " 이라 볼 수 있다.

사실, winglet 이 있으면 비행기는 좀 더 그럴듯하게 보인다. Winglet 은 유행의 디자인이다.(?)

아니면 비니지스제트, 이런 비행기는 개인이나 사업회사가 용도에 맞게 사용하기 때문에 항속거리가 길고 또한 RVSM 의 영향을 받지 않는 고도에서 비행하기 때문에, 비즈니스제트기에서는 약건의 winglet 효과가 나올 수는 있다. 그래서 B737-BBJ 에는 애초 제작시 Winglet 이 설치되어있다.

B737-NG 의 winglet 은 비행기 주문할때 설치할 수 있는 Option 이다. 따라서 항공사 마다 운용의 조건에 맞게 선택/설치하고 있다.

CFM56-7 Engines


엔진 나셀이 Classic B737 과 다르다.	신형 CFM-7 엔진

B737-NG 에 장착한 엔진은 기존 Classic B737 과 엔진 디자인이라던가 엔진이 전혀 다른 CFM56-7 엔진을 갖추고 있다. CFM56-7 엔진은 최대 27000 Lb 의 추력을 가지고 있다. 기존의 CFM56-3 엔진이 23000 Lb 추력을 내는거에 비해 큰 힘을 갖추고 있다는 것을 볼 수 있다. 특히 Turbine Blade 가 엔진 스스로 온도를 측정하여 효율적 냉각을 해 Turbine Blade Clearance를 유지하며 운용한다고 한다.

그 외 모델 B737-NG

B737 AEW&C

700을 기본 바탕으로 제작한 조기경보기 Airborne Early Warning and Control planes 이다.

현재 오스트레일리아와 터키가 주문해 2004년과 2007년에 인도예정에있다.

B737 MMA

MMA ( Multi-mission Maritime Aircraft ) 는 미 해군에서 사용할 잠수함 추적이나, 해군 조기경보 임무를 가진 해군초계기이다.

보잉사 자료에 의하면 2002년 12월기준으로 B737-NG 판대 댓수가 -600 모델이 81대 계약중 47대 인도. -700 모델이 883대 계약중 465대 인도. -800 모델이 1028대 계약중 664대 인도, -900 모델이 49대 계약 중 29대 인도를 했다.

한편 보잉사는 기존의 Classic B737을 운용한 항공사들의 기종교체 시기에 옴에 따라, 교체 모델로 NG 로 선호하고 있다 보고있으며, 기존 운용중인 Classic B737 의 80%가 NG가 될것이라 보고 있다.

다만 문제는 항공사들의 운용중인 노후기종인 DC-9 과 MD-80 시리즈등 100~200석급 소형기의 교체 기종이 에어버스의 A320 family을 선택할 것인지, 아니면 B737-NG를 선택할 것인지에 따라 소형기 시장의 1위 자리갖게 될 것이다.

이미, 대한항공의 경우 100~200 석급 운용기종이었던 MD-80 과 F-100 의 교체 기종을 B737-NG 로 결정했다. 아시아나 항공의 경우 Classic B737 의 대체 기종을 Airbus 321 로 했지만, 추가 도입이나 기종교체 계획이 없는 상황이라서 Classic B737를 운용하는 항공사로서 기종교체 모델이 에어버스가 될 것인지, 보잉사가 될 것인지를 지켜봐야 할 것 같다.

국내에서 운용중인 B737-NG

국내에서는 대한항공기 MD-80 과 F-100을 대체해 운용할 후속 신기종을 B737을 선정했다. 대한항공 이미 B737-NG를 선정하기 전 93년도에 B737-NG 동체 구조물 계약을 미국 보잉사와 대한항공 항공우주사업본부과 계약을 하고, 납품 했으며 지난 98년도에 B737-NG 800모델과 900 모델 도입계약을 체결했다.

B737-800

MD-80을 대체해 국내선 및 일본, 중국노선에서 주로 운용중에 있다.

B737-900

B737-900 은 B737 시리즈중 가장 큰 모델로 200명이 탑승 할 수 있다. 900 모델은 A300-600 과 B737-800 의 중간 정도가 되는 탑승좌석을 가지고 있어, 적절한 노선에서 운용할 수 있다.

B737-BBJ

삼성전자는 국내외 사장단급의 신속한 이동을 위해 그룹전용기를 운용하고 있다.

	B737-600	B737-700	B737-800	B737-900	B737-400
전 장 (m)	31.2	33.6	39.5	42.1	33.4
전 폭 (m)	34.4	34.4	34.4	34.4	28.9
전 고 (m)	12.6	12.5	12.5	12.5	11.1
엔 진	CFM56-7B	CFM56-7B	CFM56-7B	CFM56-7B	CFM56
연료탑재량 (L)	26,035	26,035	26,035	26,035	20,105
최대이륙중량 (Kg)	65,090	70,143	78,240	78,240	62,820
최대항속거리 (km)	5,649	6,038	5,449	5,084	4,757
순항속도 (Mach)	0.785	0.785	0.785	0.785	0.745
좌 석 수	110-130	130-150	170-190	180-200	149
조 종 사	2	2	2	2	2

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