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リニアモーターによる鉄道は時速500km/hを超えて実用に入ろうとしています。 ですが、同系とうのリニアカタパルトとかレールカタパルトとかは聞きません。 旅客機、輸送機、戦闘機、攻撃機の区別を問わず、飛行機が尤も燃料消費が多く、危険なのは、加速と離陸と上昇のときです。 旅客機では、時速400Km/h以上へ加速するのに、リニアモーターを使えば、加速に必要な燃料は、積まずにすみます、旅客機に限りませんが、尤も消耗するタイヤの消耗も半分近くになるでしょう。 建設コスト、運用コストの問題なのでしょうか? それとも、技術を検討してコストほか、実用化する意味が無いのでしょうか? 青江 |
- 電磁カタパルトは現在研究中です。
将来的には空母に搭載されるでしょう。
が、旅客機ほどの大きさのカタパルトはいくらなんでも無理でしょう。
仮にそんなのをカタパルトで飛ばそうものなら、乗客には相当のGがかかりますよ。もちろん機体も相当の強化をしなければなりません。
対費用効果にも見合わないでしょうし、現実的ではありませんね。
まろ
- 補足です。
カタパルトの目的とは、離陸滑走距離の短縮にあります。
旅客機の滑走距離を短縮するためにカタパルトを用いたとして、メリットは何でしょうか?
加速に必要な燃料の節約より、カタパルトのコストのほうがかかりますね。
節約といっても、離陸にはエンジン出力は全開にしなければなりませんから、そんなに節約にもならないでしょう。
まろ
- 乗客にはそれほどのGがかからない状態で、リニアモーターによる浮上式鉄道方式で旅客機を加速させるようなものを考えておられるのでしょうか?加速当初は浮上してませんから機体重量を支える車輪が必要となります。それから旅客機側にもリニアモーターの一部(山梨リニア式ならば超伝導コイル)を取りつけなくてはなりませんが、飛行中は車輪同様、死重でしかありません。
更に、旅客機といっても様々なサイズがあるわけですから、その機体重量をも考慮してリニアモータを作動させなくてはなりません。浮上式鉄道だと車両の大きさはほぼ標準化されているけど。
その他にも技術的問題点があると思いますが、地上滑走始めた時点で離陸後の上昇に備えてジェットエンジン吹かしておかなくてはならないわけでしょうし、総合的に見てコスト的にも相当な難点があると思います。
アリエフ
- >飛行機が尤も燃料消費が多く、危険なのは、加速と離陸と上昇のときです
空母や飛行場にしろ、失速ギリギリ状態の着陸・着艦の方が危険で難度が高いと思いますが?
マルヤ
- ↑確かに難易度で言えば着陸時なんですが、危険度で言えば、発動機性能的にも空力的にも一番クリチカルな状態である離陸時なんです。
点火栓
- >5
そうなんですか。
点火栓さんありがとうございました。
マルヤ
- みなさん否定的なんで、肯定的な意見を・・・・
1、気温の高い空港での利用
熱帯地方の空港などでは気温が高く大気密度が小さくなりますので、同じ離陸重量なら離陸に必要な速度が大きくなります。そのため様々な規制が発生します。(例:2800m滑走路で747型が運行できない、長距離路線は出発時間が限られる等。)
このような空港で電磁カタパルトが使用できれば、見かけ上離陸推力が大きくなったのと同じですから、機材の制限、離陸重量の制限が緩和され、運行コストが下がります。
2、騒音の低減
滑走路上で獲得できる速度が大きくなりますので、エンジンを離昇出力で運転しなければならない時間が短縮できます。
問題点
1、安全面での問題
パイロットが離陸中止の決断をしたときの対応がかなり難しそうに思える。
2、コストの問題
建設コストは相当に大きくなりそうですね。
3、空港運用の問題
カタパルトを使用しないで離陸する機体と兼用が可能か?
elebras
- Elebras 様
お久しぶりです。
1、 気温の高い空港での利用
このような空港で電磁カタパルトが使用できれば、見かけ上離陸推力が大きくなったのと同じですから、機材の制限、離陸重量の制限が緩和され、運行コストが下がります。
ジャンボの400型では、離陸時3500m程度の滑走距離が必要です。これを2000〜2500m程度に短縮できれば効果ありでしょう。着陸は、
2150m程度の滑走距離のようです。
問題点
1、安全面での問題
パイロットが離陸中止の決断をしたときの対応がかなり難しそうに思える。
パイロットの離陸中止操作に連動して、カタパルトの推進力をカットする制御を行うことは可能でしょう。
2、コストの問題
建設コストは相当に大きくなりそうですね。
成田のような土地取得事情があれば、成立するかも?・・・。
維持管理(費)は大変かも・・・、ゴミ、雨水等の浸入に曝される訳ですから。
でも、トンネルを併設すれば、メンテは出来ないことではないと考えます。
3、空港運用の問題
カタパルトを使用しないで離陸する機体と兼用が可能か?
カタパルトを使用できる機体が、カタパルト無しで離陸可能であるようにすればOKかと考えます。まあ、船の荷役設備のような考え方ですね。
その他:前輪に強度を持たせて、それをプッシュする機構がベストと考えます。離陸中止時のカタパルト機能停止も容易だし・・・、方向制御も容易と思われるし・・・、アリエフ氏の心配される超伝導磁石を死加重として搭載する必要も無くなるし・・・。
工兵隊?
- 余談ですがリニアモータ(接触式)の電車はあちこちの地下鉄等で既に実用化されてます。
磁気浮上式は常伝導方式としてはトランスラピッドとリニモが実用化済ですが、最高速度は500km/h程度が限界とされています。
また、加速性能もトランスラピッドで300km/hまで加速するのに5kmです。
列車としては従来を上回る加速性能ですが、飛行機では長大な滑走路を用意しなければなりません。
リニアモータは飛行機の加速に使用するには加速性能が低すぎるのです。
(山梨で実験中のマグレブも120km/hまでは車輪で加速します)
加速性能を求めるならばレールガンになるわけですが、こちらはこちらで飛行機みたいな巨大な物体を加速させるための膨大なパルス電流を発生させる目処はまだたっていないのが現状です。
PT
- >>PT氏
純理論的な計算で言えば(最終運動エネルギーとして1.5GJ、タイヤによる摩擦損失を最終運動エネルギーの30%、加速距離を2000m、直流リニアモーターの変換効率を12%とする)現実的ではないほど大きなもにはなりません(計算してみましょう)。
ただし、レールガンのダイナミックスとして小質量ー大加速に向くソリューションなので、速度0から大質量を加速すると、その突入電流が膨大なものになるため、加速レール及びアーマチャ(被加速体)がその電流によって発生する熱に対して溶けてしまうため、毎射出毎に全交換になるだけのことです。
パルス電流源だけで言うならば、直流発電機なりパルス補償発電機(pulse compensated alternator)なり、いろいろな手が実際存在します。
更に念のために申し上げておくと、リニアモーターには多相誘導式(三相誘導器等のトポロジー変換型)、直流式(俗にいうレールガン様なもの)及び、磁気吸引式(正式な名前は忘れましたがプランジャーに使われています)の大凡3種類に分かれており、その各方式の利点・欠点はもう数十年前から知られています。
もし、具体的な利点・欠点を知りたいならば例えばオーム社から刊行されておるリニアドライブ技術の理論とその応用(1991年)あたりが、基本的な部分から述べられている分、より概念的に覚えやすいので一読することを奨めます。
sorya
- ゴミレス。NASAが次世代スペースシャトルの一形態として、山腹に掘ったトンネルからリニアモーターで加速することで初段ロケットの負担を減らそう、というアイデアがあったようです。結局アイデア倒れに終わったようですけど。
ささき
- 企画倒れ(ほぼ)に終わった繋がりで言えば、、、、
1.SDIも華やかりし頃KAMAN science(当時)が同軸加速式戦車砲(要するに多相誘導式のもの)の研究開発を米陸軍(だったかな?)から請け負った事があります。しかし、結果はボツ。余りにも加速効率が悪く、7kgのコイル付き被加速体を300m/sまで加速して終了と相成りました。
2.旧日本海軍の研究所では、電気を用いた無火薬式の砲を研究していました(微妙に泣ける話ではありますが)。その結果、重量5kgの鋼製円筒(もしくは鋼製かご形円筒)を凡そ500m/s(だと記憶)まで加速させることができたらしいのですが、その発射と引き替えに直流発電機が破壊してしまう事象が多発。結果、終戦時ですら実用化できないまま見事ボツになりました。
sorya
- 日本陸軍側でも、2万kW、弾丸重量10kgの防空用電気砲を、昭和8年から東芝が製作していたようです
理論上の85%の成果を収めたとの事ですが、実用にはならなかったようです
セミララ