【飛行機について】エンジンのコンプレッサー
今回はエンジンのコンプレッサーについて説明します。
エンジン全体の仕組みについては下記の記事をご覧ください。
【飛行機について】エンジン全体の仕組み - KAINと伊吹ゼミの航空宇宙産業ブログ
コンプレッサーとは簡単に言うと、空気を圧縮する機械のことです。エンジンが吸い入れた空気をそのまま燃やしただけでは、飛行機の推進力を得るのに十分な動力を発生させることはできません。空気を燃焼することによって得ることができるエネルギーは、燃焼に使われる空気の量に比例することから、まず燃焼に使われる空気の量を増やすことが必要となります。そこで、決められた広さのエンジンの中に取り込まれた空気を圧縮して、エンジンに入る空気の量を増やします。エンジンの入り口でこの働きをするのがコンプレッサーです。
コンプレッサーには遠心式と軸流式がありますが、エンジンによっては二つの方式を組み合わせたものもあります。
遠心式はエンジンの中に吸入された空気はインペラー*1の中心部から入り、高速回転をするインペラーから遠心力を受けて振り回され、運動のエネルギー、つまり速度を与えられます。このインペラーで速度を与えられて高速となった空気はディフューザー*2で速度を落とされますが、その分だけ圧力が高められます。そして、高圧となった空気はマニフォールド*3を経由し、燃焼器に送られるという仕組みです。
軸流式は、エンジンの中に吸入された空気をコンプレッサーにある何列もの回転するブレード(羽根)を通過させて、コンプレッサーの真ん中にある軸の方向に向かって平行な流れを発生させます。そして、空気の速度が徐々に上がり、固定のブレード(羽根)が空気の速度を圧力に変え、高圧となった空気は燃焼器に送られるという仕組みです。
このように、軸流式はインペラーを使っていないため、1段の圧力比*4は遠心式と比べると小さくなってしまいます。しかし、軸流式全体では各段の圧力比を掛け合わせるため、遠心式よりはるかに高い圧力比を得ることができます。
〈出典〉
航空実用事典
http://www.jal.com/ja/jiten/dict/p217.html#01-03-01
ダイナミックコンプレッサ:遠心式コンプレッサと軸流コンプレッサー
https://www.atlascopco.com/ja-jp/compressors/wiki/compressed-air-articles/dynamic-compressors
「飛行機のしくみパーフェクト辞典」監修 東京大学院教授 鈴木真二
〈画像の出典〉
photo AC
https://www.photo-ac.com/main/detail/946478?title=%E9%A3%9B%E8%A1%8C%E6%A9%9F&searchId=204944308
pixabay