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航空原動機学

概要

 科学技術の粋を集めた航空機開発の歴史は、そのまま航空エンジンの開発史そのものです。より軽く、そして、より強力なエンジン開発は"空を飛ぶ"人類の夢を支えてきた大きな原動力です。アフターバーナをふかしながら、大空へ駆け上がるF-15ジェット戦闘機、大勢の人々を乗せて大洋をひとっ飛びするB-747ジャンボジェット機など、これらで活躍するのがターボファンエンジンです。その他、ターボジェット、ターボプロップ、そして現代科学技術の最先端をいく開発中のスクラムジェット(超音速燃焼ラムジェット)など、飛行速度に対応した各種のエンジンがあります。また、航空エンジンは、そのままで一つのシステムであり、広い学問分野の内容を総合して作られています。  航空原動機の分野では、これらエンジンの構造、作動原理、作動特性を初めとして、圧縮機、タービンなどの各要素についての空力、熱力の諸問題についてその内容を理解できるようにシステマチックな学習に配慮しています。

大型旅客機B777のエンジンGE90の圧縮機は、圧力比40(大気圧の40倍)、効率90%と非常に高性能です。その翼列は美しく芸術品とさえ言えますが、これは熱流体力学を応用して初めて成立します。私たちの研究室では、未来のエンジンを目指して、遠心圧縮機の内部流れの研究を長年進めています。その成果は、ターボ機械に関する学会発表において高く評価されています。

要撃戦闘機F-15Jのエンジン

未来の超音速機HYPER-Xのエンジンは、ロケットとジェットエンジンを組み合わせた複合エンジンが有力視されています。このエンジンは現在のジェットエンジンとは全く違う構造で、超音速下での燃料の燃焼がとても重要になっています。私たちの研究室では、超音速下での燃料の混合と燃焼について実験と数値解析により、より良い超音速燃焼の実現を目指しています。

遠心圧縮機の翼間を計測する装置
スクラムジェットエンジンの燃焼器を模擬した装置

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防衛大学校 システム工学群 航空宇宙工学科
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