ここから本文です

ターボファンエンジンのファンと、プロペラの違いについて教えてください。

kwmrhdysさん

2011/5/2519:44:39

ターボファンエンジンのファンと、プロペラの違いについて教えてください。

プロペラ機のプロペラは、先端のスピードが音速に近づくと効率が落ちてしまい、決して水平飛行では音速を超えれませんが、ターボファンエンジンの、先端のファンでは同様の問題は起きないのでしょうか?

ボーイング777や、F-22のファンの先端のスピードは十分音速を超えていると思うのですが。

補足777のエンジンGE90-115のファンは、2,602rpmで直径3.25mですので、
3.25×3.14×2602×60÷1000で、時速1500キロとなり
十分音速を超えていると思うのですが・・・・。

タービンにしても、ファンほど直径が大きくないものの
毎分10000回点以上の速度で回転しますので、これも音速を超えると思います。

閲覧数:
2,788
回答数:
1

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

wizerd_01さん

2011/5/2622:28:09

戦闘機など遷音速や超音速域で飛行する航空機の
インテークに流入空気の速度を低下させる工夫があります。

旅客機などは、そこまでの高速性能を求めていませんし、
MAXパワーを出しても音速を超える事を前提としていませんので、
そういった工夫はありません。

では、なぜ高速回転をしているにも拘らず、音速を超えないかというと、
ファンの回転半径が小さいからです。
ターボプロップの場合、エンジン出力の80%~90%でプロペラを回転させ、
推力を得なければならないので、プロペラブレードの回転半径は大きくなります。

回転半径が大きければ、ブレード端の移動距離は長くなりますので、
ターボプロップの軸回転速度とターボファンの軸回転速度が同じとすると、
ターボプロップのブレード端の速度の方が速い事になります。
従って、ターボプロップの場合、回転を落とす必要があるのです。

(補足を受けて)
そう言われてみればそうですね。

だとすると、
ブレード間の距離や、ケーシングの有り無しに関係しているのかもしれませんね。
(形状も、衝撃波を作りにくい形状なのでしょう)


タービンの写真を見ていて気が付きました。
タービンとプロペラブレードでは、
流入空気に対する『翼弦線の角度』が異っています。

プロペラの場合、流入空気に対して垂直に近い角度でブレードが回りますが、
タービンの場合、平行に近い角度で取り付いています。

要は、プロペラの場合、ブレードに揚力を発生させなくてはならないため、
流入空気流に垂直(回転方向に寝かす)ようにしなければなりませんが、
タービンの場合、揚力は必要としない(後方に空気を送れば良い)ので
流入空気流に対して平行(回転方向に立てる)でも良いのでは?

回転方向に寝かせた場合、回転数による制限が(音速の壁)が出来ますが、
回転方向に立てれば、正面からの流入する空気速度が音速を超えてなければO.Kということになると思います。
(タービンの場合、ブレードの間隔が狭いため、分厚い円盤(スリット付き)が回っている様な状態となり、回転方向への空気抵抗は無視できるのでは?)

戦闘機など遷音速や超音速域で飛行する航空機の
インテークに流入空気の速度を低下させる工夫があります。...

質問した人からのコメント

2011/6/1 10:56:28

うーん・・・タービンもプロペラも 羽の角度は 同じように思いますよ?

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問や知恵ノートは選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。