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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-35戦闘機、大勢の人々を乗せて大洋をひとっ飛びするB-777旅客機など、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B-777のエンジンGE90の圧縮機は、圧力比40(大気圧の40倍)、効率90%以上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設計されています。私たちの研究室では、圧縮機やファンの内部流れの研究に取り組んでおり、さらなる高効率エンジンの実現を目指しています。

F-35戦闘機のエンジン(P&W)
超音速旅客機のCG映像(JAXA)

未来の超音速機のエンジンは、ラムジェットとターボ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、超音速流中の燃料の噴射・混合と着火・保炎について実験と数値解析を実施し、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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問い合わせ先
防衛大学校 システム工学群 航空宇宙工学科
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Tel:046-841-3810