飛行機のジェットエンジンについて質問です 圧縮機やファンの翼のついてる円板がタービン回してもらいなが

飛行機のジェットエンジンについて質問です
圧縮機やファンの翼のついてる円板がタービン回してもらいながら推進力を発生してます。
これだけだと圧縮機の回転する円板が前に進むだけです
円板に発生した力はどのようにエンジンの外筒に、またその先の機体に伝えられるのか教えてほしいです

質問者からの補足コメント

• その動画見ればわかりますか？

    補足日時：2020/10/04 13:34

• 見ましたけど言ってること難しすぎてわからなかったです笑

    補足日時：2020/10/04 13:43

• 何故こんな難しいことわかるんですか！
  ご説明ありがとうございます！

    補足日時：2020/10/04 13:53

• 力の伝え方をわかりやすく教えてほしいです！

    補足日時：2020/10/05 23:40

• いろんな意見くださりありがとうございました！

    補足日時：2020/10/10 10:08

No.8 回答者： joshua01 回答日時： 2020/10/06 22:26

こんにちは。

追加のご質問をいただいていましたね。
力の伝わり方について、さらに追加するとして、次のような説明ではいかがでしょう。

直径80cm、長さ2mの金属管を空想します。
これがジェットエンジン本体（コアユニット）です。
この金属管が強力に前進するので、ここに金具をつけておくと、飛行機を引っ張ります。
（直径3m近いジェットエンジン（ターボファン）も、ほとんどがファン（プロペラ）で、本体は意外に細い。また、推力数十トンのエンジンでも、引張金具は意外に小さい　笑）

この金属管の内側で、ちょっと後ろ寄りに、金属でできた2リットルのペットボトルを10本、がっちりと貼り付けます。
飲み口（噴射口）は後ろ向き。このボトルから強力なガスの噴射があるとボトルが前進しようとしますが、太い金属管に張り付いているので、金属管そのものが前進します。
これが、「燃焼室の推力」だということはご理解いただけるでしょう。
（なお、ボトルには小さな穴がたくさん開いていて、そこから燃料や空気を吹き込みます。穴が小さいとはいえ、燃焼室内の高圧に負けないように吹き込む必要があります。）

また、金属管のやや前方の内側には、直径20cmの細目の金属管を入れてみましょう。
太い管のちょうど中央に、同じ向き（同軸方向）で浮いたように入れますが、これを浮かせるために、太い管の内側の壁から数本の柱が伸びて細い管を支えています。

この細い管に大きなプロペラのついた直径20cmの軸をはめ込みます。
プロペラが回転すると推力が生じますが、軸が前方に抜けてしまうので、軸に抜け止めをつけ、金属管に引っかかるようにします。
実は、この細い金属管と抜け止めの組み合わせが強力な推力を支えます。
抜け止めと細い金属管の後端に強い力がかかるので、ここに頑丈でありながら摩擦の少ない「スラストベアリング」をつけます。
また、細い金属管にかかった推力はこれにつながった柱で伝えるので、この柱は前方から見ると細く（空気の流れの邪魔にならないように）、でも前後方向にはある程度の幅を持たせて強い力に耐えられるようにします。
こうなれば、ファンの推力が太い金属管、すなわちジェットエンジンのコアブロックに伝わることがご理解いただけるでしょう。

なお、軸を支えるには、当然、複数のベアリングが必要であるほか、ジェットエンジンの場合は軸も二重の軸（高圧用と、低圧/ファン用でパイプ状の軸とその内側の軸。ロールスロイス社では三重のものも）あるので、ベアリングだけでとても複雑ですが、基本的に推力のかなりの部分は１つのベアリングだけで支えています。

こんな動画もありました。


さてさて、いかがでしょうか。
お役に立てば幸いです。

No.7 回答者： joshua01 回答日時： 2020/10/05 20:32

こんにちは。

ご質問の趣旨を私が勘違いしているかもしれないのですが、
たくさん回答が集まってきていますところ、それぞれ質問の趣旨の理解が少し違っているように感じています。
次のような説明ではいかがでしょう。
「推力を受け取るのは、本来は燃焼室。でも、最近は、かなりの推力がファンのベアリングにかかる。」

　ジェットエンジンの推力（推進力）はどのように機体に伝わるのか、わかったようでわかりにくいですよね。
　例えばB787の場合、2つのエンジンが主翼についていて、最終的にはエンジンの支えの架（ストラット）が主翼を引っ張るために前進するのはご理解でしょう。
そして、ストラットの先はエンジンの筒についていますが、さて、その先は？どのように噴射力を受け取っているの？
というご質問でしょうかね。

　その意味であれば、最も基本的なのは「燃焼室」でしょうか。
　実際、ジェットエンジン開発初期においては、その推力の多くは燃焼室内の圧力が燃焼室を押す力でした。
　空気を入れた風船の口をあけると空を駆け回るのは「後ろから空気を噴射する」とも言えますが、さらに見方を変えると、風船内の圧力は全方向に均等にかかっていたはずが、出口が開くとその方向だけ圧力が下がり、逆側に飛んでいく・・・とも言えます。
ジェットエンジンは、基本的にはこの風船であり、永久にガスを吹き出すように燃料と酸素を吹き込んで燃やしているだけ・・・とも言えますので、燃焼室の前面が圧力を受け、これを支える構造が機体に推力を伝えており、現在も一部はこの力を使っています。

一方、最近は推力の相当部分が、ファン（バイパス空気）によっています。
　最近では、エンジンの見かけの入り口から吸い込まれた空気の9割以上がエンジン本体に入らずに風としてすぐに排出され、これが推力の相当部分を担っています。
　高バイパス比ターボジェット・・・といえば聞こえが良いですが、まあ、一種のプロペラ機（ターボプロップ）かな。
　その場合、ファンの推力は軸に伝わり、その軸が飛び出さないように支えるベアリング（スラストベアリング）が強力な推力を機体に伝える実質的な受け手になっています。

　なお、圧縮機の内部も高圧で多段に並んだプロペラ様のものが回っているので推力に寄与していそうですが、実際には、回転するプロペラ（ロータ）のすぐ後ろには静止翼（ステータ）が逆側の圧力を受けているうえ、これまた逆側の圧力を
受けるタービンが同じ軸についているため、ほとんど推力に寄与していません。
（とにかく燃料を爆発的に燃やすための酸素の供給のためだけに回っている）

さてさて、ちょっと単純に過ぎる説明かもしれませんが、ご質問の趣旨に合っていたでしょうか。
お役に立てば幸いです。

No.6 回答者： Bunbuk803 回答日時： 2020/10/04 16:43

まず、ジェットエンジンの構造を理解しましょう。

ジェットエンジンには大きく分けて『ターボジェット』と『ターボファン』という二種類の形態があります。

このうち、構造が簡単な『ターボジェット』を使ってエンジンの動作を説明します。

ターボジェットに限らず、ターボファンエンジンも、ジェットエンジンは、前から後ろに向かって大きく三つの部分に分かれます。

入り口に近いところが圧縮機のセクション、その次が燃焼器のセクション、そして一番後ろが高圧タービンセクションです。

この３つのセクションを貫いて、真ん中に回転軸が１本通っています。

その軸には、圧縮機セクションでは圧縮機の羽根車（＝タービン）が付いており、高圧タービンセクションでも羽根車が付いています。
この圧縮機の羽根車のことをコンプレッサタービン、高圧タービンセクションの羽根車のことを高圧タービンと呼びます。

同じ軸についているので、高圧タービンが回ればコンプレッサタービンもそれにつれて回ります。

さて、それではエンジンをかけましょう。

まず、電動モーターのようなものを使ってその回転軸を回してやります。
すると、コンプレッサタービンと高圧タービンが回り始めます。
これによりコンプレッサタービンはエンジン後方に空気を送りだすようになります。

軸の回転をどんどん速くしてやると、燃焼器に送られる空気は流速がとても速いものとなります。
実は、この燃焼室の断面積は圧縮機のセクションの断面積よりずっと小さくなっています。
その結果、燃焼器に送り込まれる空気は流速が速いだけでなく、圧力も高くなります。

その流速や圧力があるレベルより高くなったとき、燃焼器に取り付けられたスパークプラグにチッチッチッチッと間欠的に火花を飛ばしてやります。
ちょうど自動車のガソリンエンジンの点火プラグで飛ばす火花を0.2～0.3秒間隔で飛ばすようにです。

それと同時に燃焼室に燃料を霧状にして連続して吹き込みます。
すると、火花によって燃料に火が付きます。
着いた火により燃焼室内の燃焼ガスの温度が上がります。
この時、引き続き空気はあっすくきセクションから送り込まれていますから、温度が上がって膨張した燃焼ガスは、圧縮機セクションから吹き込まれた以上の速度と圧力で高圧タービンセクションに吹き出します。

その吹き出しは『高圧タービン』という風車に勢いよく当たり、その勢いのエネルギで高圧タービンは無理やり加速されます。
その軸はエンジン前方のコンプレッサタービンに直結していますから、高圧タービンが加速されるとコンプレッサタービンも加速されます。

すると燃焼器に送り込まれる圧縮機セクションからの気流の流速や圧力も高まります。
その結果、燃焼器から高圧タービンに吹き出す燃焼ガスの流速も圧力も高まり・・・

この結果、ある燃料供給量に対し、軸の回転数はある値以上には上がらず、それ以下にも下がらない一定の回転状態を維持するようになります。

このためには電動モータである回転数以上にまで回転をあげることや燃料をある量以上燃やさないといけないという条件はありますが、それさえ満足できれば、それ以降は電動モーターを外し、スパークプラグで火花を飛ばすことも必要なくなります。

この状態を『エンジンが自立した』と言います。

この状態からより多くの燃料を燃やせば軸の回転数は上がり、燃料を減らせば回転数は下がります。

あまり高い回転数にするとタービンの羽根にかかる遠心力で羽が破壊してしまいますし、あまり低い回転にすると燃焼器の火が消えてしまいます。
ジェットエンジンはこの範囲で使うということになります。

これがターボジェットと言う種類のエンジンの基本動作で、このエンジンの場合は高圧タービンセクションから後方に吹き出す燃焼ガスの勢いを推力に使います。
吹き出すジェット噴気を推力に使うことから、真の意味でのジェットエンジンはこの形式のものを指します。

では、もうひとつのエンジン『ターボファン』とはどんなエンジンかを次に説明します。

ターボファンエンジンはターボジェットエンジンを使います。
その時、ターボジェットエンジンの軸を中空にして、中にもう一本の軸を通します。
ターボジェットエンジンの軸と新たなもう一本の軸とは結合されておらず、それぞれが独立に回ります。

ではその新しい軸はどう使うか。
それは、ターボジェットエンジンを挟んで、その前と後ろに羽根車（＝タービン）をつけた構成にするのです。

後方のタービンはターボジェットエンジンの勢いの良い噴気を受けて回る風車です。
そして、前方に付けたタービンは後方のタービンで回されるプロペラです。
つまり、ターボジェットの噴流を使ってプロペラを回すエンジンなわけです。

ターボジェットエンジンが高圧タービンセクションから後方に吹き出す噴気の勢いで前に進むのに対し、ターボファンエンジンは、そのターボジェットエンジンの噴気で回したプロペラで前に進むというわけです。

ただ、プロペラと言ってもその効率を考え、回転翼から横に空気が逃げないようにプロペラの周りを円筒で囲い、プロペラの羽根もたくさんつけた格好にしています。
ジャンボなどの旅客機が使うエンジンはこの種のエンジンです。

前からエンジンを眺めると、大きな円筒の中に回転するたくさんの羽根が見えると思います。
これが『プロペラ』と説明した羽根です。
普通のプロペラ機のプロペラと区別する意味で、このターボファンエンジンのプロペラは『ファン』と呼ばれています。

それに対し、ターボジェットエンジンの噴流を受けるタービンは『低圧タービン』と呼ばれています。
これは、当たる噴流が高圧タービンよりは低い圧力になっているからです。

ターボジェットエンジンの部分と低圧タービンの部分はエンジン後方から覗くと、ファンを納めた筒よりずっと小さい一体型の筒に収められて見ることができます。
この部分のことをターボファンエンジンの『コア部分』などと呼ぶことがあります。

ターボファンエンジンの場合はファンが回転し、それがプロペラ機のプロペラと同じ原理で前進する力を生んで飛行機を前進させます。

回転するものがタダの円盤ではなくタービンと言う羽根車だということでガッテン頂けましたでしょうか。

No.5 回答者： Mokuzo100nen 回答日時： 2020/10/04 14:09

プロペラ機がプロペラだけ前に飛んで行ってしまう訳ではない。

原理的にはこれと同じですよ。

No.4 回答者： 死ぬこと以外かすり傷 回答日時： 2020/10/04 13:46

(笑)

ジェット風船の原理やね。
それを機械と燃料を使って増幅させることにより大きなモノを前に押し出す。

No.3 回答者： hagecyabinn 回答日時： 2020/10/04 13:46

タービンで空気を圧縮するんだ。

その圧縮された空気に燃料を混ぜて燃やすと、物凄い高圧高温のガスが発生するわけだ。
そのガスを後方に吹き出すことで推進力を得ているんだよ。

No.2 回答者： 死ぬこと以外かすり傷 回答日時： 2020/10/04 13:36

その辺の説明してたよ。

No.1 回答者： 死ぬこと以外かすり傷 回答日時： 2020/10/04 13:28

YouTubeに動画あったから貼り付けとくね。

見てください。