차세대전투기 사업에서 F35와 F15SE 유로파이터등이 접전중인데 스텔스기능의 전투기는 F35한대뿐이다. 그러나 F35는 단발이라는것 과연 단발과 쌍발의 차이점은 무엇일까?
이왕이면 2개가 좋은것일까 아님 경량화를 한 한개가 좋은것인가?
일반적으로 전투기에서 장착 엔진 수에 대한 선택은 요구되는 비행성능 보장을 위해서나 항공기 설계자가 채용하고자 하는 엔진형태에 의해 결정된다.
<단발엔진으로 성공한 F-16은 안정적인 엔진 운영으로 베스트셀러 반열에 오를 수 있었다.>
초기의 제트 항공기는 설계의 용이성과 프로펠러 항공기에 비해 충분한 추력을 가진 이유로 대부분이 단발 채택하였으며, 중?장거리를 비행하는 폭격기가 주로 쌍발을 장착, 50년대 중반에 들어서면서부터 개발된 대부분의 전투기(F-4, F-5, F-14, F-15, 그외 미그 항공기)에는 주로 쌍발을 장착하였다.
그러나 요즈음 전투항공기는 단발 및 쌍발 항공기가 양립하고 있고 F-16이나 미라주 같은 항공기는 단발엔진으로 그 명성을 굳건히 하고 있으며 F-35는 하나의 엔진만 달고 전세계로 수출될 것이다.
단발엔진을 장착할 것인가, 쌍발엔진을 장착할 것인가는 매번 경제논리와 설계자, 그리고 수요자 입장에서 이렇다 할 명확한 답을 내지 못하고 있는 상황이다.
단발과 쌍발의 선택은 다음과 같은 요소가 고려된다.
- 다양한 비행환경에 대비한 비행안전요소
- 전시 생존성
- 생산 실현 가능성
- 군수지원과 가격요소
비행안전요소
비행안전요소라 함은 한 엔진의 고장으로 다른 엔진에 피해를 준다든가, 비행 불능상태에 들어가는 것을 말한다. 한 엔진의 신뢰도가 100%라면 굳이 쌍발엔진이 필요 없을 것이나 100%신뢰도를 가진 엔진은 앞으로도 존재하지 않을 것이다.
하지만 쌍발 항공기에도 안전도가 전적으로 단발엔진에 비해 두배가 되지 않는다. 한 엔진이 결함을 일으켰을 때 다른 하나의 엔진이 영향을 받는 경우가 있다. 
<연료 누설 등으로 엔진에 화재가 날 경우는 엔진이 두개가 전혀 도움되지 않는다. 하나가 멀쩡해도 이미 기체에 불이 붙으면 비행기를 포기해야 한다.>
<단순히 엔진이 꺼진 경우는 두개의 엔진이라면 생존성이 증가한다>
이를 종속적 결함이라 하는데 통계적인 수치를 예로 보면, 비행시간을 비행사고로 나눈 수치를 보면 쌍발엔진이 단발엔진에 비해 약 1.5배가 높다는데, 이를 다시 말하면 엔진 2개를 단다고 해서 안전도가 2배 높아지는 것이 아니라 통계적으로 1.5배만 높아진다는 것이다. 그 하나의 예로 한 엔진의 FLAME OUT(엔진 꺼짐)으로 나머지 한 엔진으로 항공기 안전성을 확보한 것보다는 YAWING이나 ROLLING 현상으로 비행사고로 연결될 수 있는 가능성이 그것이다.하지만 근래의 설계된 항공기는 이러한 추력 불균형을 컴퓨터에서 조정하여 자동비행 안전시스템이 처리하여 주므로 조종사는 전혀 불안해할 필요가 없다.
또 다른 요소로 엔진 사고의 연관이 엔진으로만 끝나지 않는 경우이다.
한 사례로 2002년 서산공군기지에서 카메라에 생생하게 잡힌 F-16 추락사고.
사고원인이 '엔진 부품이 떨어져 나가면서 연료 탱크를 쳐서, 연료가 엔진으로 흘러들어오면서 화재가 발생'한 것이다. 이 사례에서 많은 기자들은 단발엔진의 약점을 지적하고, F-18을 들여오지않은 것을 꼬집었다. 하지만 자세히 들여다 보면... 만일이 사건이 F-15에서있었다고 생각해보자. 엔진이 F-16과 같은 경우라면 2002년 서산기지 F-16 사고 발생확율의 두배가 된다. 엔진이 두개가 달렸으므로...... 그렇다고 불이난 상황에서 두개의 엔진이라고 다시 기지로 돌아온다는경우는 절대 없다.
필자가 분석한 바로 우리나라 F-16의 모든 엔진사고는 엔진이 두개라면 비행기를 잃지 않았을 경우는 전체의 반도 안된다.
<엔진이 두개라고 엔진의 안전이 두배로 되지는 않는다 오히려 엔진으로 인한 비행기손실(Engine Related Loss Of Aircraft : ERLOA) 가능성은 엔진이 두개인 만큼조금 더 증가한다.>
전투 생존성
전시 생존성에 있어서의 쌍발엔진은 하나의 엔진이 피격되었을 시 다른 하나의 엔진으로 가까운 기지나 최소한의 임무를 수행할 수 있도록 하는 것이다. TOP GUN 영화에서처럼 하나의 엔진이 피격되어 엔진을 끈 상태로 전투를 지속하는 것은 사실상 불가능하다.
하지만 생존성 향상의 이면에 전투의 생존성을 줄이는 효과도 있는데 이는 엔진을 두 개 장착함으로 인해 동체의 표면적이 늘어나 (단발엔진에 비해) 레이더 유도 미사일의 표적이 되기 쉬우며, 열 발산이 두 배가 됨으로 인해 열추적 미사일의 표적이 되기 쉽다. 다시 말해 분명 쌍발항공기가 전투 생존성을 높으나 피탐지율 증가로 인해 손해보는 안전성 저하로 인해 쌍발엔진을 장착한 항공기의 안전성은 단발에 비해 15%~25% 정도 높은 안전성을 가지는 것으로 통계되어 기대하는 만큼의 안전도는 확보하지 못하는 것으로 되어 있다.
<엔진이 많은 만큼 발산되는 열도 많아 열추적 미사일의 피탐지 확률도 증가한다. 그래서 스텔스 전투기는 열탐지를 피하기 위해 After Buner를 작동하지 않고 초음속 비행이 가능한 Super Cruise가 필수 기능이다>
또 하나의 엔진이 피격, 또는 화재, 폭발되었을 시 두 엔진의 손상을 피하고 또 다른 하나가 완전한 기관의 기능을 다하기 위해서는 독립적이라 할 만큼 충분한 거리를 두어야 하는데(ENGINE OFFSET) 그 좋은 예가 F-14의 경우처럼 두 엔진 사이를 충분하게 거리를 두고 장착하는 것이다(엔진간의 거리를 두는 정도를 SPACING이라 하며 WIDE SPACING과 NARROW SPACING이라 표현한다). 
하지만 이 또한 동체 단면적을 늘이게 되고 하나의 기관이 정지될 때 항공기의 YAWING이나 ROLLING 현상이 심해지는 딜레마에 빠지게 되는데 현대의 자동 비행장치로 많은 해결이 가능하게 되었다. 이륙시 안전도를 특히 중요시하는 항공모함 운영기는 쌍발엔진이 필수 요건화되어 있다.
F-16과 F-18의 경합에서 미공군이 경제성을 강조한 F-16을 미해군은 이륙시 엔진 안전성을 강조한 Two Engine의 F-18을 선택하였다.
<이륙중 엔진사고는 사고와 직결 될 수있다. F-18이 미해군 항모 전투기로 채택된데에는 엔진이 두개인 점이 크게 작용했다>
생산작전 및 유지 보수비용
누구나 쌍발항공기의 유지 보수비용은 비싸다고 할 것이나 얼마나 그 이득이 있는가를 보자.
통계적인 수치를 볼 때 동일 추력을 내는 단발엔진과 쌍발엔진을 비교할 때 쌍발엔진의 무게가 단발엔진에 비해 7%~10% 가량 무겁다. 다시 말해 10,000LBS 추력의 하나의 엔진 무게가 1,000LBS라 가정하면 5,000LBS 추력의 두 개 엔진의 무게 합은 1,070~1,100LBS라는 것이다.
이는 다시 말해 생산단가가 높다는 것을 의미하는데 이러한 이유는 연료 공급장비, 조종장치, 진단 시스템 등 여타 보조장비가 두 배로 들어가기 때문이다. 
<엔진이 두개가 되면 엔진 통제장치(Digital Engine Control), 기어박스, 연료펌프, 연료도관, 조종장치등으로 인해 그만큼 무게도 증가하게되도 증가된 무게는 비용상승, 고장가능성 증가, 예비엔진량 증가 등으로 군수비용이 더 증가한다.>
또한 현용 엔진을 토대로 종합할 때 동일 추력의 쌍발엔진 두 대를 만드는 비용이 큰 추력의 단발엔진 생산비용보다 30~35%가 더 높다는 것으로 통계되고 있는데, 다시 말해 10,000LBS 한 대의 생산비용이 10만불이라면 5,000LBS 두 대를 생산하는 비용은 13만불 또는 그 이상이라는 것이다.
이러한 두 이유로 종합할 때 비용은 단발에 비해 쌍발이 동일 추력을 만들어 내기 위해 40~45%의 비용 상승이 있다고 할 수 있다. 기타 정비나 손상, 수명도래로 인해 예비엔진으로 확보해야 하는 수는 단발에 비해 쌍발이 장착되어야 하는 두 배수 이외에 10~12%가 더 있어야 한다는 통계도 있다.
<쌍발일 경우 엔진샵에서 관리해야하는 엔진의 수가 두배로 증가하고, 그기에 따르는 정비소요, 장비, 인원, 예비부품등이 두배로 증가한다>
여기까지 종합할 때 약 50~57% 운영비용이 더 든다는 것인데, 이를 예를 들어 설명하자면 F-16을 동일 추력으로 생존성 향상을 노리기 위해 쌍발로 계획하였다면 생산부터 운영단계 수립까지 비용은 단발에 비해 50~57% 가량 더 돈이 든다는 것이다. 여기에 운영에 소요되는 소모성 비용, 인력 등을 고려하면 통계적으로 53~65%가 쌍발엔진이 더 비용이 든다는 것이다. 이를 항공기 전체 가격으로 볼 때 24~25% 가격을 올려놓는 결과를 가져온다. 
<군사력에 많은 예산을 사용하지 않는 나라는 단발엔진을 주로 선택한다. 사진은 스웨덴의 JA-37 드라켄>
결론적으로 많은 비용이 드는 데도 불구하고 쌍발엔진이 강세를 나타내는 이유는 무엇인가. 통계에 따르면 전시 단발 장착 항공기의 손실이 1,000대라면 쌍발 항공기의 손실은 800~900 가량인데 전투가 진행되는 상황에서 운영 가능한 항공기의 실제 대수는제공권, 전쟁의 승패나, 인명의 손실, 전략적 요충지 공격, 많은 폭탄의 운반 능력 등에 매우 중요한 요소이기 때문이다.
세계의 주력전투기는 모두 쌍발 전투기임이 이 사실을 증명해 주고 있다. 그러나 아직 전세계적으로는 단발 전투기가 압도적으로 많은데 이는 항공기를 수입에 의존하는 대부분의 국가가 F-16과 같은 운영비가 적은 항공기를 선호하고 있기 때문이다. 
<경제적인 이득에도 불구하고 전투력은 여전히 쌍발엔진이다. 세계의 주요 전투기는 어김없이 쌍발이란 것이 증명해준다. 라팔. 프랑스 주력 전투기>
설계적인 문제
과연 경제적인 문제로만 단발엔진이 이익이 있다고 볼 수 없다. 다시 말해, 50,000LBS의 추력을 내는 제트엔진이 필요하다면 하나의 엔진으로 그 추력을 발생하기는 아직 기술적인 문제도 남아 있다.
또한 단발에서 요구하는 고추력에 비해 저추력 엔진은 기존의 엔진 설계 변경으로 도달할 수 있는 목표가 달성 가능하여 다기종에 범용으로 사용할 수 있는 유리한 점도 있다.
쌍발기관은 단발기관의 추력에 비해 두 배를 내지 못한다. 이는 엔진이 두 대이므로 인해 발생되는 공기역학적 저항과 기계적 손실 때문이다. 공기역학적인 문제는 엔진의 추가로 인해 동체 단면적의 증가 외에도 두 개의 엔진이 소모하는 연료소모가 단일엔진에 비해 커지므로 필요한 항속거리를 얻기 위한 동체의 연료 탑재량을 증가시켜야 하는 데서 오는 동체 면적증가와 무게증가도 큰 요소로 차지한다. 이는 크게 40%까지 손실을 보게 되는데, 예를 들어 단발엔진으로 10,000LBS가 요구되는 추력을 쌍발엔진을 장착할 경우 7,000LBS 두 개를 달아야 동일 추력이 발생한다는 것이다. 즉, 두 엔진의 합이 14,000LBS이나 공기역학적인 손실과 기계적인 손실로 4,000LBS 손실을 보게 된다는 것이다. 
<본래 F-5는 쌍발이나 개량형 F-5G, F-20으로 불린 타이그샤크는 단발엔진을 선택했다. 단발 엔진은 동체면적, 연료소모, 등에서 두개의 엔진으로 같은 추력을 내는 항공기보다 유리하다>
미공군 F-16과 미해군F-18의 선택
1970년대 경량 전투기 프로그램이 단발전투기와 쌍발전투기의 좋은 대결장이 되었다. F-16과F-18은 각각 단발과 쌍발을 장비하고 미 공군과 해군의 각각 선택되었다. 미 공군은 F-16을 선택함에 있어서 F-16의 민첩성과 우수한 가속성, 항속거리, 큰 전투 행동반경의 우수인데 이 모두가 단일엔진이기 때문에 가지는 이점에서 찾을 수있다. 미 공군에서 F-16을 선택하는 더욱 큰 원인은 F-16이 1975년 화폐가치로 15년간 운영할 시 13억 달러의 경비절감을 가져올 수 있기 때문이었다 한다. 반면 미 해군에서 F-18을 선택한 가장 큰 원인은 쌍발엔진이 가지는 안전성이 가장 큰 이유였다. 
<단발이냐 쌍발이 좋으냐라는 결론은 없다. 장단점중에서 전투기의 용도와 그나라의 경제사정에 맞추는 것이 가장 현명한 선택이다.>