ブックタイトル実装技術3月号2019年特別編集版

概要

実装技術3月号2019年特別編集版

37（1） さらなる高バイパス比化のための軽量化　ターボファンエンジンは、CO2 排出削減やエンジンの騒音低減のため、高バイパス比化、すなわちエンジンのジェット部分の空気流入量よりファン部分の空気流入量を大きくする技術がいっそう進むことが予想される。図3は、これまでのバイパス比向上の経過と、現在のJAXA の目標である。高バイパス比化に伴ってファンとそれを回転させる低圧タービンが大型化されて重量増になり、かえって燃費増になる可能性があるので、軽量化技術を導入することが求められる。JAXAでは、①ファン空力効率1ポイント以上の向上と、②ファン＋低圧タービンの10％軽量化を可能とし、耐久性や信頼性で従来と同等となる高効率軽量ファン技術と軽量低圧タービン技術を開発し、実証試験によりその有効性を確認している。（2） ファンの軽量化　JAXAの技術実証プロジェクトでは、ファンの軽量化のため炭素繊維強化プラスチックCFRP（Carbon FiberReinforced Plastic）を用いた中空構造のファンブレードの開発が行われた（図4）。ファンブレードは離陸時の鳥衝突による破損がもっとも危険となるため、鳥に相当するゼラチン塊による高速衝撃試験を行って、そのブレードが十分耐えることが確認された。（3） 高圧圧縮機および高圧タービンの高負荷化　高圧圧縮機は、多段の軸流圧縮機に加え、最終段に斜流圧縮機を適用することで、圧力比20以上を目指している。高圧タービンは図5のような構造で、固定翼（図の静翼）と回転翼（図の動翼）からなり、高圧圧縮機の回転させる駆動力を発生する。航空エンジンでもっとも過酷環境である超高温（1600 ℃）に曝される高圧タービンへの適用を目標に、長時間高温耐酸化性能を有する耐熱複合材料を検討している。その材料として、高耐酸化耐熱性のセラミックス基複合材料を適用した冷却設計技術の開発を進めている。特に長期にわたり高温過酷環境下で使用される高温大気中疲労寿命の向上に主眼を置いている。シンプルな冷却構造の適用により複雑な冷却機構を必要としなくなるようなタービン翼の開発を目指してしている。図5　ター??ンの????（図は????????????）図4　フ??ンブレードを????????で??????（図は????????????）図3　??れ??での??イパス比??????????の????（図は????????????による????に????が????????を加??た）図2　ターボフ??ンエンジン??????エンジン（図は????????????）