航空機のターボファンエンジン なぜバイパス比が高い方が燃費がいいのですか? ...
2013/4/2810:45:00
ベストアンサーに選ばれた回答
2013/5/305:43:35
下図の左に示すように、旧式のジェットエンジンには、ファンもバイパスもありませんでした。この場合、飛行機が進むことによって生じる気流と、エンジンから放出される高圧の排ガスとの間に速度差があります。この速度差が大きければ大きいほど、抵抗が増えて、効率が下がってしまいます。つまり燃費が下がるのです。
そこで考え出されたのが、下図右のターボファンエンジンです。ファンとバイパスを設けることによって、図示の排気を作り出し、気流と排ガスの速度差による抵抗を軽減するのです。バイパス比は、高いほうが、気流との間の速度差が小さくなるので、燃費は向上するのです。
旅客機と戦闘機の違いですが、
まず、飛行速度、つまり気流の速さによります。旅客機が900km/h程度であるのに対して、戦闘機は、M1.0~M2.5です。戦闘機のほうが、速い気流を想定します。したがって、戦闘機のほうが、低バイパス比となります。
次に、加速性能、上昇性能です。旅客機は、巡航時の燃費が最重要ですが、戦闘機の場合は、燃費を犠牲にしてでも、加速性能や上昇性能が重視されます。したがって、低バイパス比となっているのです。
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2013/4/2823:51:28
旅客機用のエンジンのバイパス比が高めなのはジェット排気による
推力を抑制してファンブレードのバイパス比を高める事によって大推力を
得るほうが効率が良いからです。
60年代の航空機(DC8、B727など)は離陸時に黒煙を吐きながら飛んで
いました。この時代の旅客機はジェット推力による効率を生かしていたので
非常に燃費が悪くローカルな空港では騒音が問題になりました。
一方戦闘機はジェット排気による推力を得ているのでバイパス比はありません。
これは高高度域に到達するのが速いからです。それに音速飛行にバイパス比
は役に立ちません。
戦闘機がスクランブル発進して1万メートルの上空に到達する時間は1分そこそこ
です。滑走路からタイヤが離れ雲の彼方上空に到達するまでアッという間です。
そして移動する時は常に高高度で飛行するのでジェット排気による推進力がモノ
をいうのです。
SSTコンコルドも100%ジェット排気によるエンジンです。
2013/4/2812:49:37
ハイバイパス比のジェットエンジンの燃費が良いのは時速800~1000km/hくらいの領域です。音速に近い領域から音速以上ではファンは抵抗になるので燃費は悪くなります。
エンジン構成の違いは機体の速度領域の違いです。旅客機は上記の速度域だけで運用しますのでそれに最適化したエンジンを使います。それに対して戦闘機は数百キロの低速から超音速までの広い範囲で飛行します。加速性能も重用です。なので燃費より推力優先のエンジンとなります。
大型バスが低回転でトルクがあり燃費のよいディーゼルエンジンを使い,スポーツカーがレスポンスがよくて大出力の多気筒大排気量のガソリンエンジンを使うのに似ているかもしれないです。
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