제트 엔진은 넓은 의미로써 터보제트, 터보팬, 스크램제트, 로켓 등을 포함하며 좁은 의미로는 가스 터빈 엔진, 즉 터보젯만을 의미한다. 제트 엔진은 가스 터빈과 동일한 의미로도 쓰이는데 이는 제트 엔진 대부분이 가스 터빈 엔진으로 만들어지기 때문이다.
엔진 종류에 따라 상이한 구성 요소들을 갖지만 제트 엔진은 일반적으로 다음과 같은 구성 요소를 갖는다.
- 공기 유입구(Air Intake)
제트 엔진으로 공기가 유입되는 통로이다. 아음속 비행의 경우 공기 흡입구 형상이 크게 문제되지 않기 때문에 공기 저항을 줄일 수 있으면 되지만 초음속으로 비행할 경우 압축기로 유입되는 공기는 음속이하여야 하기 때문에 공기 흡입구 설계에 유의하여야 한다. 또한 초음속으로 인한 충격파에 대응하기 위해 콘(cone)이나 램프(ramp)를 설치한다.
- 압축기(Compressor)
유입된 공기를 압축하여 연소실로 보낸다. 거의 모든 제트 엔진이 팬을 일렬로 배열하여 공기가 팬을 지나면서 점차 압축되는 방식이다. 구동력은 터빈에서 샤프트로 연결하여 얻는다.
- 연소실(Combustor or Combustion Chamber)
압축기에서 유입된 공기가 연료와 섞여 연소하는 곳이다. 이때의 팽창력으로 터빈을 돌리고 배기구를 통해 고속의 제트 기류를 분출하여 추력을 얻는다. 연소를 위한 플래임홀더(flame holder)를 갖고 있다.
- 터빈(Turbine)
연소하는 공기의 팽창력을 이용하여 터빈을 회전시켜 동력을 얻는다. 이 동력으로 압축기를 돌리고 경우에 따라서는 외부와 연결해 동력을 전달한다. 터빈 날이 녹는 것을 방지하기 위해 압축기에서 유입된 차가운(상대적으로 차가운) 공기로 터빈 날을 식힌다.
- 샤프트(Shaft)
터빈에서 얻은 동력을 압축기에 전달하고 터보샤프트(터보프롭)의 경우 엔진 외부로 토크(Torque)를 전달한다.
- 후연기(Afterburner)
주로 전투기에 추가로 추력을 얻기 위해 사용된다. 연소되고 터빈을 빠져나온 팽창 가스는 여전히 높은 온도를 갖고 있어 여기에 연료를 분사하면 추가 설비 없이 연소시켜 추력을 추가로 얻을 수 있다. 하지만 이 방법은 효율이 나빠 이륙할 때나 고기동을 요구할 때에만 사용된다.
- 배기구(Exhaust or Nozzle)
연소된 공기가 팽창하면서 배기구를 통하여 고속의 제트 기류를 내뿜고 추력을 얻는다. 대부분 일정한 단면을 갖고 분출 방향으로 오므린 모양이다.
공기를 빨아들이고-눌러서-폭발시켜-공기가 빠져나가면서 추진력이 생기는 과정을 의성어로 표현한 것이다. 기술 용어로 설명한다면 흡기-압축-연소-배기 과정이다.
엔진 속으로 흡입된 공기는 압축된다. 충분히 압축한 뒤 점화시키면, 고온, 고압의 고밀도 공기가 터빈을 빠른 속도로 회전시킨다. 거기에서 발생하는 에너지가 힘을 만들어내는 것이다.
쭈욱—! 꾸욱—! 쾅! 휘익—!
‘쭈욱~’의 과정에 블레이드가 더해지면서, 흡입되는 공기의 양부터 달라진 셈이다. 그 다음 ‘꾸욱~’ 과정에서의 효율이 극대화되면서 연소 즉 ‘쾅!’의 강도가 커지고, ‘휘익~’하고 일어나는 바람도 강해졌다.