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2020-03-14 / 最終更新日 : 2020-03-14 akijsaito ラーニングセンター

タービンエンジン

タービンエンジンとジェットエンジンのしくみを学ぶ

エンジンに関する基本的なしくみをいくつか理解することで、パイロットはより効率的にエンジンを操作し、動力装置の寿命を伸ばすことができます。また、エンジン故障の防止にもつながります。

基本原理
タービンエンジンの制御
- 温度管理
- 逆噴射

基本原理

タービンエンジンが開発されたのは、プロペラおよびピストンエンジンでは高い高度の薄い空気の中を飛行したり、燃焼させたりする際に効率上の問題があったからです。タービンエンジンでは燃焼前に空気を圧縮するため、高い高度での性能に優れています。そして、空気の薄い高い高度で飛行できるため、燃料効率が良くなり、航続距離は長くなり、ほとんどの気象条件において乱気流の上空を高速、かつスムーズに飛行できるようになりました。大型航空機の大部分がピストンエンジンに代わってタービンエンジン (ターボプロップ、ターボファンを問わず) を採用するようになったのはこのためです。小型で効率の良いタービンエンジンも開発され、小型ビジネス機に装備されるケースもしだいに増えていきました。

動作のしくみ

タービンエンジン内のタービンは、扇風機のような構造になっています。シャフトの周囲に並んだブレードが、エンジンに流れ込んできた空気を捕らえ、中心にあるエンジンのシャフトを回転させます。現在のタービンエンジンの多くは、入ってくる空気を段階的に圧縮して燃焼室に送り込むための複数のコンプレッサタービンを備えています。エンジンの排気部分にあるタービンは、排気のエネルギーを使用してタービンシャフトの回転を維持します。

タービンエンジンはすべて、同じ基本原理に従って動作します。まず、燃焼させる燃料と空気がエンジンに引き込まれます。空気と燃料は燃焼室で混合され、混合気はここで点火されます。すると、高温の排気ガスがエンジンの後部から高速で吹き出し、航空機を前方に押し出します。この高温の空気はエンジン内を流れ、排気流となってタービンを回転させ、シャフトの高速回転を維持します。通常、この回転数は 10,000 RPM 以上です。

ターボファンエンジン

ターボファンエンジンは、エンジン前面に大きな直径のファンを備えています。このファンによって加速された大量の空気が、コアエンジンの周辺を流れて後方に押し出されます。このしくみにより、古いターボジェット技術に比べて燃料の使用効率が良くなり、静音性が向上しています。

ターボプロップエンジン

ターボプロップエンジンは、プロペラの付いたジェットエンジンです。高速で回転するタービンが巨大なパワーを生み出し、このパワーが減速装置を経由してプロペラに伝わります。プロペラは、タービンによって回転する巨大な扇風機なのです。250 ～ 350 mph (時速 400 ～ 560 km) の速度では、ターボプロップエンジンは純ジェットエンジンよりもはるかに効率的です。ただし、これよりも高速になると、プロペラのせいで効率が悪くなります。高速機で使用するのであれば、純ジェットエンジンを選ぶべきです。