ジェットエンジンってどうやって働くのか?

ジェットエンジンの中はどうなっているのか?宇宙・航空科学

みなさんは、ジェットエンジンの中がどうなっているのか、どう働くのか不思議に思ったことはありませんか?

実は、ジェットエンジンは、とても単純な原理を使用して航空機を動かしています。

それは、空気で満たされた風船がしぼみながら進むのと同じです。

私は以前、ジェットエンジンの仕組みを専門の方に聞いたのですが、部品の名前や構造的なものなどほとんど理解できませんでした。

しかし、やっとジェットエンジンの仕組みを分かりやすく紹介した動画を見つけたので以下に紹介します。

今回は、ジェットエンジンの働きへのイメージわきやすく、機械に詳しくない方にも、専門的に勉強されている方にも役立つであろう動画をもとに仕組みや構造について紹介します

言葉と実際に見るのとでは違うのでぜひ見てみてください。

ジェットエンジンの働きは高速噴流を生み出すこと

ジェットエンジンは、今から1世紀近くにわたって航空機の推進力として成功してきました。

ジェットエンジンは、風船が空気を噴射しながら進むのと同じです。

ジェットエンジンの仕組み

そうです、ニュートンの運動の第3法則です。

ジェットエンジンが大噴射した空気によって生成される「作用反作用」の力が、風船を動かすようにジェット機を前進させています。

ジェットエンジンとニュートンの第三法則

 

つまり、ジェットエンジンの働きは、出口で高速噴流(一方向に流れとなって噴出する空気)を生成することです。

高速噴流の速度が速いほど、推力が大きくなり、その推力によって航空機が前進します。

そして、このような高速噴流は、複数の技術の組み合わせによって実現されます。

高速噴流の生成方法

吸いこんだ空気を高温に加熱できれば、空気は大きく膨張し、高速噴流が生成されます。

この目的のために、燃焼室があります。

燃焼室

燃焼室では、液体燃料を吸いこんで空気に霧状に噴射する燃焼によって、熱エネルギーを生み出します。

ここでは、効果的な燃焼のために、空気が適度に高い温度と圧力である必要があり、一連のコンプレッサー(空気圧縮機)を使ったシステムがあります。

コンプレッサーでは、ブレードが回転し、流体にエネルギーを加え、その温度と圧力は燃焼を維持するのに適したレベルまで上昇します。

コンプレッサー

コンプレッサーは、燃焼室のすぐ後ろに配置されたタービンから回転のためのエネルギーを受け取ります。

タービン

燃料室から出る高エネルギー流体がタービンブレードを回転させます。

タービンブレードには、揚力を生み出して回転させる特殊な刃の形状があることがわかります。

タービンの翼の形状

タービンが流体からエネルギーを吸収すると、圧力が低下します。

タービンの働き

これらのコンプレッサーの燃焼室とタービンの働きにより、目的が達成され、エンジンの出口から高温で高速の空気が放出されます。出口に向かうにつれて、空洞が狭くなるのでさらに高速噴流はスピードアップします。

ジェットエンジンの出口

そして、これをもとに現代の航空機は、より燃費を効率的に、騒音を抑えたジェットエンジンを開発しています。

以下の動画では、このジェットエンジンの仕組みを分かりやすく紹介されています。

Jet Engine, How it works?

 

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