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はじめまして 大型ジェット機のターボファンエンジンについて質問させてください. あの大きなファン(ほとんどWW2の戦闘機位はありますよね)を回して亜音速で飛行すると,ファンブレードの先端速度は音速を超えるのではないでしょうか? だとすると,効率が非常に落ちそうな気がするのですが・・・ 逆に「音速以上で回しても問題ない」というのであれば,プロペラ機で亜音速をを出すのが難しいと言う理由が判らなくなってきます. シュラウド(で良いんでしたっけ?)でプロペラを覆ってやればターボファンと同じような格好に見えるのですが. 初歩的な質問で申し訳有りませんが ご教授お願いいたします わんける |
- だからファンだけでは全然たいした推力になりません。
軸流ファンを強引にプロペラ相当と見なすと精々50%ぐらいだそうです(普通のプロペラは80%前後)
SUDO
- ありがとうございます. プロペラの6割そこそことは低い効率ですね. 巡航時はエンジンのパワーに頼って強引にファンを回していると言うことですか. 低速時はファンジェット,巡航時はファンをたたんでターボジェットなんていうエンジンが作れたら,燃費がよくなるのかもしれませんね.
わんける
- #先端速度
余裕で音速を超えています。解決策としてはブレード自体の翼型・翼厚(翼厚比2%程度はざら)によるのがメインです。これによってブレード単体での揚力係数(〜ブレード面積当たりの推力)は低下しますが、ファンは同直径のレシプロ機のプロペラと比べて桁違いの出力で駆動されますので、ブレードの面積と枚数を増やしてカバーすることが許されますし、高速時には低速流であるファン後流の推力への寄与は相対的に小さくなりますので、少々の効率低下は許容できます。
ただし最近では、小型ターボファンエンジンを中心に減速ギアを組み込んだファン(ギアード・ファン)を採用する例も見られます。
ブレードの幅広化は、薄翼化したときの絶対厚さ=強度の確保を容易にする意味もあります。
#プロペラ機で亜音速(以上)
戦後のターボプロップ機では、ロッキード・エレクトラ(〜P-3Cオライオン)のように幅広・小直径・多枚数のブレードによる高速化を指向したものが目立ちます。とはいえ、特にレシプロ機では後流の速度を上げるにも限度があります(離着陸性能が落ちる)し、そもそもターボファン並の幅広・多ブレードでないと吸収しきれないような出力を出すことが困難です。
#シュラウド
速度性能とは直接の関係はありません。ただし、ファンブレードの翼端板として働いて失速(〜推力低下)を防ぐ効果はあります。
Schump
- >#先端速度
> 余裕で音速を超えています。
先端速度が超音速ならファンの半径上のどこかに、遷音速域があるということですね。その部分での損失はどういう風に押さえているのでしょう。
そういえば以前、前縁がうにうに蛇行したファンブレイドを見たことがありますが、もしかして後退角による造波抵抗低減というやり方なのでしょうか、、。
>最近では、小型ターボファンエンジンを中心に減速ギアを組み込んだファン(ギアード・ファン)を採用する例も見られます。
そうするとこれはターボファンとターボプロップの中間形態というおもむきですね。
ちなみにダクトのリップ形状を低速域寄に最適化して、低速での推力(と効率)を増強する工夫が、多くのダクテッド・シュラウデッドファンに見られ、興味深いです。その辺りを、Morphicにしたらおもしろそうですが、きっとまだむつかしいのでしょう。
Prolog
- >#プロペラ機で亜音速(以上)
高速プロペラ機としては、角度とブレードの大きいプロペラをゆっくり回すTu-95と言う事例もありますね
だーくまたー