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大変初歩的な質問で恐縮です。 航空機の重心位置はなるべく前にある方が良いのではと愚考するのですが、第二次世界大戦時のレシプロ機と戦後のターボプロップ機を除くと、ジェットエンジン(ターボジェット、ターボファン)を機体前部に搭載した機体が見当たりません。 実用機でそのような機体は存在したのでしょうか? 存在しなかったとしたら、それは何故なのでしょうか? 1GB |
- 例えばこういうもののことでしょうか。
http://www.luftwaffepics.com/LCBW4/Ju287-12.jpg
http://www.aviation.ru/Yak/Yak-17.jpg
片
- 片さんありがとうございます。
こんな感じの航空機ってなかったのかなと思ったのです。
http://www.geocities.co.jp/MusicStar-Guitar/7004/vva14.html
「カスピ海の怪物」っていうんですか?
この機体は表面効果翼艇というのだそうですが、
直進性も良さそうだし、このエンジン配置が
なぜ旅客機などに採用されなかったのでしょうか?
1GB
- 重心は揚力中心から離しすぎると、釣り合いがとれず飛行できなくなります。また、方向安定も強すぎると操縦性に問題がでます。
胴体のボリュームが大きい旅客機ではエンジンの位置も融通が利きそうですが、ジェットブラストを客室に沿わせると乗客が怒るので、なるべく後方に配置します。
後退翼の捩れ対策や振動騒音の遮蔽には、翼前縁吊り下げも有効です。また、タービンブレードの飛散なども恐いので、前部に装備するにはそれなりの覚悟が必要です。
APOC
- 抜けてました:エンジンの支持構造がキャビン容積を圧迫するのも大きな問題です。
APOC
- >航空機の重心位置はなるべく前にある方が良いのでは
3. で APOC さんが述べられているように、飛行機は重心と揚力が釣り合わなければ水平飛行できません(ヤジロベエの原理)。抗力中心に対しての重心は前方にあるほうが好ましいのですが(風見鶏の原理)、安定性が過剰だと操縦性に問題が出ます。…って同じこと言ってますね(^^;
>前方エンジン配置
マーチン XB-51 という機体が近いことをやっています。
http://www.wpafb.af.mil/museum/research/bombers/b4/b4-58.htm
胴体前部下方に2基、尾部に1基のエンジンを付けています。おそらく胴体を爆弾倉と燃料タンクぎりぎりに絞ったうえで巡航抵抗も下げようとした(主翼をクリーンに設計し、なおかつ重心位置をなるべく前進させて方向安定性を確保し尾翼面積を絞った)のではないかと思います。
ささき
- ジェットエンジンでは、機体の面に沿って流れるときの摩擦も含めて、排気の流れを妨げ・減速させるようなものがないほうがより大きな反動=推力が得られます。よって排気口は機体後端に置くのが理想的です(パイロン吊り下げ式の場合も排気口の後方はクリアになっているので同様)。
また、高温・高速の排気による機体表面の損傷や振動(→3.)も大きな問題です(1.で挙がったYak-17の場合、胴体下面をステンレス張りとしています)。
表面効果艇(WIG)の機首側面のエンジンは、推進力としてばかりでなく、排気を主翼と地面との間に吹き込んでエアクッションを形成し、極端に小さい主翼でも十分な揚力を稼ぐためのものなので、主翼前方に置く必要があります。
なお、プロペラであっても後流を妨げるものがないほうが推力発生には有利なので、震電、B-36、Do335、LongEZといった設計例があります。しかし、離着陸の機首上げ姿勢時にプロペラが地面を打つとかプロペラ後流によるエンジン冷却効果が得られないとかいった問題があり、普及していません。
Schump
- 旅客機に限っていえば、エンジンの位置は騒音が客室に入りにくいので、主翼が遮音版になる主翼下と
機尾の2カ所しかないんです。特殊な例ではBAe146のように高翼で4発を翼下に釣り下げるような設計
なるかもしれませんが、大型でメジャーな旅客機にはなりにくいですね。
む
- 色々なバランスの元に今のような旅客機のデザインが主流になったのがよく理解できました。
実はRC機でDC8のようなジェット旅客機タイプを作ると、方向安定性皆無の状態で全然飛ばないんです。専門誌の記事ではクリティカルレイノルズ数の違いだという話しで、それなら実機の方も同じく方向安定性が悪いんじゃないかと考えたわけです。
でも前部に積むと問題の方が多くなってしまうのですね。
まず排気がもろに胴体のそばを通過する配置であること。熱いジェット排気の耐熱対策もあるし、推力の効率減少、更にジェットノイズが客室に伝わりやすくなってしまう。
確かに自分で乗ってても、主翼に付けたタイプのものより機体後部にエンジンをまとめたジェット旅客機の方が静かでした。
タービンブレードの飛散!確かに、前部に付けるとモロに機体全体に損害が広がりますね。とんでもなく危ない機体です。
皆様ありがとうございました。よく理解できました。
1GB