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スーパークルーズ(超音速巡航)について

それは言えませんさん

2009/12/1022:59:03

スーパークルーズ(超音速巡航)について

F-22などに装備されているスーパークルーズ(超音速巡航)ですが、
アフターバーナーを焚かずにどうして飛行が続けられるのでしょうか。
アフターバーナーを焚かないと推進力を得られないと思うのですが、実際はどうなのか
おしえてください。

補足ということは、F-22に関しては、エンジンで推進力を得→熱放出→赤外線レーダーに反応みたいに
なって見つかってしまうと思うのですが。

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ベストアンサーに選ばれた回答

gal********さん

編集あり2009/12/1308:53:50

現在のJET戦闘機のエンジンは、
民間機のそれとおなじターボファン(かつてはターボジェット)です。
ターボジェットエンジンは、燃焼室で燃焼した高熱排気をノズルより噴出させています。
ターボジェットエンジンは低速時の推進力が非効率でした。
これに対し、ターボファンエンジンは、
ターボジェットのコンプレッサーの直前にファンを持ち、
このファンで発生する噴流の一部を燃焼室を迂回して、直接推進力とします。
戦闘機のような高速(超音速)飛行するエンジンは低バイアス比とよばれ、
迂回する噴流量が小さく設計されます。
なお、ターボファンエンジンは、迂回する噴流は素の空気ですから、
アフターバーナーの効果(ターボジェットより排気の酸素量が大きいから)も高くなります。


さて、肝心のスーパークルーズについてですが、
単純に搭載エンジンのアフターバーナー未使用時の推力が大きいだけです。

F22搭載のP&W F119エンジンは特にバイアス比が低く設計されていて、
ターボジェットに近いエンジンです。
さらに、ファンの効果により取り込まれる空気がターボジェットより多いので、
燃焼効率が高く、推力もその分上げられるのです。

ただし、超低バイアス比のため、アフターバーナーの効果は、
通常の低バイアス比エンジンより効率が悪いと考えられます。

【捕捉に対して】
>ということは、F-22に関しては、エンジンで推進力を得→熱放出→赤外線レーダーに反応みたいに

これは全てのJETエンジンに共通する問題です。

アフターバーナー使用中は、エンジンの噴出孔付近で燃料を再燃焼させるので、
赤外線追尾ミサイルにとっては格好の標的のとなります。

F-22では推力変更ノズルのおかげで、
A/Bの再燃焼がノズル付近よりエンジン内部に近いため、
従来機より有利といわれています。

もともとターボファンエンジンは迂回した空気により噴射熱が抑えられるので、
さらに有利となっています。
ですから、F-22のスーパークルーズには、熱探知され難い問う視点からも、とても有利です。

質問した人からのコメント

2009/12/13 22:04:20

降参 皆様ありがとうございました。とても分かりやすかったです。本当にありがとうございました。

ベストアンサー以外の回答

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ibu********さん

編集あり2009/12/1314:44:23

視点がずれてます。普通の飛行をする為に、アフターバーナーは焚きません。あれは、特殊な推進強化装置のようなものだと考えてください。F-22のエンジンは他に類を見ない超強力なものなので、アフターバーナーを焚かなくても超音速が出せるわけです。
F-22の最大の売りのひとつです。もちろん、F-22も何かしらの時にはアフターバーナーも使用することもあります。

spu********さん

編集あり2009/12/1106:10:56

アフターバーナー(A/B)無しでも十分な推力は得られます。
超音速機は超音速飛行中常にA/Bを焚いているわけではなく、そこまでの加速に必要で、A/Bを使わずに音速飛行できる機体もありました(F-14Dなどは短時間A/Bなし音速飛行ができる)

現在戦闘機のエンジンの主流のターボファンは、コアになるターボジェットの吸気側にファンがあり、圧縮タービンの吸気補助に使われ、一部の空気を迂回(バイパス)させて排気と混合することで高速すぎて非効率な排気速度を効率的な速度にする。
吸気と迂回させる空気量(バイパス比)を調節することで必要な速度に効率的なエンジンに出来る。
戦闘機は高速が必要だからバイパス比が低いものを使用する。

ターボファンや原型のターボジェットは推力調整の反応が少ないため、A/Bを非効率(使用時の燃費が2倍以上悪くなる)を承知で出力調整を容易にする(A/Bの出力増強で操作幅が広がる)ため装備している。
ちなみにバイパス比の多少の違いはA/Bの出力効率に大きな影響は無い。(ターボジェット=バイパス比0 でも機能する)
A/Bの使用は電波反射に影響は無いが、赤外線放射の低減を考えると熱反応ステルスとしてA/B非使用の超音速巡航は有効かもしれない。

古い機体だとコンコルドは搭載量を犠牲にして燃料バカ喰いのターボジェット+A/Bで無理やり超音速巡航していた。

2009/12/1101:03:31

F22の基本要求は「アフターバーナーなしで戦闘状態でスーパークルーズが出来る」でした。
ステルス性が重視される機体でアフターバーナーを使用するのはステルス性能が極端に落ちる為です。
勿論F22はアフターバーナーを使用する事も出来ますが、後ろから見ればF15と違い「ペラン」としたノズルですね。
あの偏向ノズルは上下に20℃可動します、これによって運動性能も高まる訳です。
余談ですが、基本運用では武装はウエポンベイに格納されて外からは一切見えません。当然ハードポイントに吊り下げも出来ますがステルス性能はガタ落ちになります。
まず初めにステルスありきで全てが開発されている訳です。

F22の基本要求は「アフターバーナーなしで戦闘状態でスーパークルーズが出来る」でした。...

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