航空会社のフライトに乗るとき、エンジンについて考える時間はあまりないかもしれません。 しかし、70万ポンドのアルミニウムと乗客が音速の80%で空中を駆け抜けることができるのは、エンジンのおかげなのです。 では、エンジンはどのように働くのでしょうか？
基礎知識
ジェットエンジンはガスタービンとも呼ばれ、ファンで空気を吸い込むことで動作します。
以上が基本的な仕組みの説明ですが、次にジェットエンジンの各部をみて、実際に何が行われているのかを見てみましょう。
Parts Of A Jet Engine
タービンエンジンには主に4つの種類がありますが、ここでは、現在航空会社のジェット機に搭載されている最も一般的なタービンエンジンであるターボファンを例にとって説明します。
ファンは、ほとんどの場合チタンのブレードでできており、エンジンに大量の空気を吸い込みます。
空気はエンジンの2つの部分を通り、一部はエンジンのコアに導かれ、そこで燃焼が行われる。 残りの空気は「バイパス空気」と呼ばれ、ダクトを通してエンジンコアの外側を移動する。 このバイパスエアは、エンジンから排出される排気ガスを遮断することで、推力の増加、エンジンの冷却、エンジンの静粛性向上を実現する。
コンプレッサー
コンプレッサーは、エンジンコアの最初の部分にあります。
「アキシャルフローコンプレッサー」と呼ばれるこのコンプレッサーは、翼の形をした回転翼を何枚も使って空気を高速化し圧縮する。
空気がコンプレッサを通過するとき、ブレードの各セットはわずかに小さくなり、空気にさらにエネルギーを加えて圧縮する。
コンプレッサブレードの各セットの間には、「ステータ」と呼ばれる動かない翼型ブレードがある。 これらのステーター（ベーンとも呼ばれる）は、回転エネルギーを静圧に変換することで空気の圧力を増加させる。 また、ステーターは、次の回転翼に入るための準備も行います。
回転翼と静止翼を組み合わせたものはステージと呼ばれる。 コンプレッサから出た空気が燃焼器に入ると、燃料と混合され、点火される。
ケースには燃焼器のすべての部品が入っており、その中でディフューザーが最初に仕事をする部品です。 ドームとスワラーは空気に乱れを与え、燃料と混ざりやすくします。
そこから先は、実際に燃焼が行われるライナーである。 ライナーにはいくつかの入口があり、燃焼ゾーンの複数のポイントに空気が入るようになっている。
最後のメインパーツはイグナイターで、車やピストンエンジンの飛行機の点火プラグとよく似ています。 イグナイタが火をつけると自立するので、イグナイタは切る（ただし、悪天候や凍結時にはバックアップとしてよく使われる）。
タービン
空気が燃焼器を通過すると、タービンを通過して流れる。 タービンは、コンプレッサーのブレードと同じような翼型のブレードが連なっています。 高温で高速の空気がタービンブレードの上を流れるとき、空気からエネルギーを取り出し、タービンを円形に回転させ、接続されているエンジンシャフトを回転させる。
これはファンとコンプレッサーが接続されているのと同じシャフトで、タービンを回転させることによって、エンジン前部のファンとコンプレッサーがさらに空気を吸い込み、すぐに燃料と混合して燃焼させます。
これはアイザック・ニュートンの第三法則が作用する部分でもあります。 簡単に言えば、高速でエンジン後方から空気を送り出すことで、飛行機を前に押し出すのです。
エンジンによっては、排気ノズルの中にもミキサーがあります。
Putting It All Together
ジェットエンジンは、空気を吸い込み、圧縮し、点火し、後部から排出することによって、驚くほどの推力を発生させる。
だから、今度旅客機に乗るときは、前席のパイロットであろうと後席に座っていようと、音速の80%で空を駆け抜けることを可能にしたエンジニアに感謝する時間を持ちましょう。
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