飛行機の次世代燃料

Question

飛行機って、ガソリンが燃料ですよね。（間違っていたらすみません）

車や発電所は、化石燃料枯渇問題、環境問題などから、化石燃料に依存しないための研究、たとえばハイブリッド、原子力、風力などに力を入れているようですが、飛行機はガソリン（化石燃料）以外のものを燃料とした研究が行われているのでしょうか？

現在、世界中で飛行機がいっぱい飛んでいますが、化石燃料が枯渇すると言われ四半世紀、いつまで飛行機を利用できるのか心配です。

速度、燃費向上についての研究・記事は目にしたことがあるのですが、ガソリン代替燃料は全然聞いたことがないのでおたずねします。

ki61 · Accepted Answer

おはようございます。

No.2の方がおっしゃっているように、
ジェット燃料については極端な話燃えるものならなんでもいいのです。
ピストンエンジン機は燃料の爆発力でシリンダーを押さなければいけないので
ある程度爆発力の強い燃料を使う必要がありますので、
現在はガソリンを使っています。

しかしジェットエンジンは最初にタービンを回して空気を圧縮し、
そこに燃料を混ぜて点火し、燃え上がった炎は空いている排気口から吹き出ます。
この吹き出るときの反作用で進むので、強い爆発力を必要としません。
そのため一般ジェット燃料のJet-Aは灯油(ケロシン)系です。
またこれとは別にJet-Bがあり、こちらはガソリン系です。
主に大出力を必要とする軍用機等に使われています。

第二次世界大戦中、敗戦間際になり燃料が枯渇し始めた日本帝国軍は
戦闘機のピストンエンジンの燃料に
ガソリン50%、アルコール50%を混ぜた燃料などを使っていました。
ガソリンだけの航空隊もありましたが、航空隊の用途によって違ったようです。

またジェットエンジンに関しては、
松の根から抽出した「松根油」を使っていました。
もっとも敗戦時までに日本はジェットエンジンは開発していたものの、
具体的な実用に耐えるものではありませんでした。
特攻機に使用される予定だったため、松根油を使用し、
また実用に耐えうるための安定性は必要なかったという話もあります。

もし今すぐ化石燃料がなくなったら、
ピストンエンジン搭載の航空機は飛べなくなってしまうと思いますが、
ジェットエンジンのほうは代替燃料を何かしら使うことが出来るでしょう。

ただジェット燃料は燃費はすごく悪いです。
私が昔乗ってたターボシャフトエンジンのヘリは、
一時間に70リットルは使ってました。

今のところ化石燃料を使用したエンジンと同等の力をもつエンジンが
開発されていないので、おっしゃるとおり、
当分燃費向上と速度向上に関する技術が発達するでしょう。

過去に火薬ロケット・液体ロケットエンジンを搭載した航空機もありましたが
ロケット燃料が危険すぎて扱いきれなかったみたいですね・・

starflora · Answer

これは、飛行機の次世代燃料という質問ですが、次世代は「ない」のだというのも答えになりえると思います。フロンがオゾン層を破壊し、重大な環境破壊をもたらすというので、「代替フロン」というものが主張されましたが、これは、従来型のフロンに比して環境破壊の規模が小さい物質であって、代替フロンにすれば、これで問題は解決かと言うと、実は解決などしていないのです。当面の一時的な対処索で、代替フロンでも環境破壊は継続し、実質的には将来はやはり危ないということになります。
　　
　　（そういうことは、公開では知らせないで、何時の間にか、代替フロンと称されているものの内容が変化して行くのかも知れません。フロンというのは、一種類の物質ではなく、或る特徴を持った化学物質の総称で、色々な種類のフロンがあるのです。代替フロンというのも、フロンの一種です）。
　
　　話のなかで、飛行船がよいという話が出てきましたが、この発想方向を更に進めると、飛行機は使わないという方向の考えにもなります。それでは、世界貿易や、人員・情報・物資の航空輸送ができなくなり、困るというのもあるでしょうが、純粋に水素を燃料として飛ぶ飛行機でも、環境負荷はあります。代表的化石燃料である石油が払底するので、では、天然ガス等の未開発の化石燃料を、あるいは、合成ハイドロカーボンとか、化石燃料以外の天然燃料の転用・応用というのもよいのかも知れませんが、実質的にどれだけの効果があるのかという疑問があります。
　　
　　或る意味で、飛行機は、莫大な化石燃料・ハイドロカーボンを消費する訳で、ジャンボジェット飛行機が一機、アメリカからヨーロッパあるいはアジアに飛べば、どれだけの化石燃料が消費されるか、もの凄い量になります。勿論、自動車などのハイドロカーボンの消費も、一台一台では、あまり大きくありませんが、数が多いので莫大な量になるのですから、一概に飛行機がハイドロカーボンを消費し過ぎるという訳でもありません。
　　
　　しかし、膨大な化石燃料を燃やしたり、膨大な排気や廃棄物質を大気や地球に排出することに人間は慣れてしまたのだと言えます。それも「僅か一世紀ほどで」です。無限の容量があるように思えた大洋の水も、大気の空気も、汚染がはっきり分かるぐらいに膨大な規模で汚染されてしまっています。
　　
　　ここにきて、まだ、ハイドロカーボンを莫大に消費する飛行機や自動車や火力発電を続けるのかと思うと、どうするのか、という思いにもなりますが、一度にやめることができないのですし、やめる時には、「破綻（カタストフィ）」として「崩壊」としてやめるのだろうとも思えます。
　　
　　次世代なになにとか、代替なになに、とかが安易に発想され過ぎているようにも思います。地球には住めなくなるので、代替地球として、次世代地球として、火星を地球化してとか、宇宙ステーションを造ってかというと、現在の段階では、空想に聞こえるというか、あるいは、非現実なことに聞こえるでしょう。
　　
　　航空輸送のシステムを現在の飛行機ではなく、何か別のシステムで、というのが、代替燃料の更に先の「代替飛行機」でしょうが、そういうものを考えないと、どうしようもないのではないかという思いもします。水素を純粋に燃料とする場合、生成物は水ですから、環境汚染にはならず、水素は無制限であるということになりますが、水素をエネルギー源として、分離し、量をまとめるのに、やはり二酸化炭素等の発生・排出が起こるのではないかという危惧がありますし、熱収支から言えば、水素の燃料で飛行機を飛ばしても、過剰な熱をどうするのか、という問題が起こります。
　　
　　そういう意味で、代替燃料をもし考えるなら、別の種類のハイドロカーボン（天然ガスにせよ、人工石油にせよ）は、一種のまやかしだと考えねばならないでしょう。純粋な水素を燃料としたものが候補になるでしょうが、これも、一時的な対策のような気もします。ヘリウム飛行船がよいという話になります。
　　
　　現在の飛行機輸送がなくなれば、世界経済に影響が出てきて、観光産業も被害を受け、世界のあいだの物資の移動や、国家間の連関にも影響が出てくるというのはそうでしょうが、使えなくなれば、しかたがないのだとも言えます。現在の世界経済技術文明のありようの変更を受け入れ考えねばならないということになるでしょう。（石油がなくなっても、代替飛行機燃料はまだまだあると言うのは、まだまだ、大気をもっと排気汚染しても大丈夫とか、地球を廃棄物や熱で汚染しても大丈夫と言っているようにも聞こえます）。
　
　　代替燃料の具体的な話は他の方がされていますので、少し違う視点から考えてみました。

nozomi500 · Answer

燃費を考えたら「飛行船」を燃料電池で飛ばす、というのはあります。（太陽電池では無理でしょう）
実用化しようという会社もあるらしいですよ。
（爆発したのはヒンデンブルグ号じゃなかったですか？原因はともかく、燃え上がったのは水素です。燃えてさえなければ、飛行船ほど安全な乗り物はなくて、落ちる時もだんだん浮力を失うからゆっくり落ちてくる）

液体水素は宇宙ロケットの燃料ですが、これは燃料電池でなく（電力は燃料電池につかっているけど）、ただの燃料ですね。燃料電池の水素については、いろんな保存方法が考えられているようです。（燃料電池、水素、で検索するといっぱい）

YUZURU · Answer

個人的には、メッサーシュミットＭｅ１６３や秋水に搭載されたワルターロケットモーターを見直して欲しいところですが、これらの燃料には、過酸化水素と水酸化ヒドラジンが使われていました、爆発事故が絶えませんでしたが、これらの事故は、燃料系統の強度と取りまわしが悪かったのが原因で、その証拠に、メッサーシュミットＭｅ２６２にロケットを追加したＣ型や、Ｍｅ１６３の改良Ｃ型やＭｅ２６３などでは、爆発事故は（私の知る限り）無かったです。
まあ、でもしょうが無いので、とうもろこしなどから作るアルコールでジェットエンジンを回し、離陸の時に補助ロケットを使う、Ｍｅ２６２Ｃタイプのエンジン配置が理想的だと思います。（両翼にジェットエンジン、お尻のとこからロケット）これだと、多少非力なジェットエンジンでも、離陸に必要な推力が得られると思います。まあ、固体燃料の補助ロケットを使って、離陸後切り離し、回収再利用ってのも、いいかも。

それと、輸送用に大型飛行船なんてどうでしょう、浮力はヘリュウム又は水素（ツエッペリン号の事故は、静電気が原因、水素のせいじゃありませんしね）、推進力はアルコールレシプロエンジン、又は、水素エンジンで発電して、モーターでプロペラを回すなんて、いいと思います。

うーん、今すぐでも実用化できそう（笑）

ARC · Answer

＞この水素源は興味ありますが、何でしょうね・・・？ 
＞「液体水素」でしょうか・・・？ 

まさか(笑)。そんなの、危なっかしくてしょうがないですよ～。
メタノールとか、液化プロパンガス(LPG)、天然ガスのたぐいだと思いますよ。


ボーイングのニュースリリース(英文)
http://www.boeing.com/news/releases/2001/q4/nr_011127a.html

によると、まずは小型機で試験を重ねて、最終的には旅客機の発電用の補助動力装置(ＡＰＵ)の置き換えを目指しているみたいですね。メインエンジンの代替は考えていないらしいです。

noname#12265 · Answer

>飛行機って、ガソリンが燃料ですよね

　レシプロエンジンの飛行機（プロペラ機）の燃料はガソリンですが、ジェット機の燃料はkerosine(またはkerosene＝ケロシン）で、これは米語の別名ならlamp oil、英語ならparafine oil、即ち灯油です。

>ガソリン代替燃料は全然聞いたことがないのでおたずねします。

　本質的にガスタービンエンジン（＝ジェットエンジン）は、燃料に対してかなりフレキシブルな特性を持っています。今のところケロシンが最も熱力学的効率を高められますが、その特性上、代替燃料に対しても寛容なエンジンである、と言えます。
　勿論ケロシンを使うほどは高推進力を得られないと思いますが、ケロシンが無くなったら全く使えなくなる、とゆぅ事はありません。植物油をベースにしたモノとか１００％化学合成で生産可能なモノなど、色々使える燃料がありそぅです（自動車と違い排ガス規制も無いので、代替燃料を探すのは結構ラクなんではないか？とゆぅ気もします）

　最も、そんな事情があってかどぅかは判りませんが、大々的にケロシンの代替ジェット燃料を研究している話は聞いた事はありません・・・・ま、恐らく、石油会社や大学レベルでは結構研究が進んでいると思われますが。

MiJun · Answer

最近の新聞記事ですが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?
「米ボーイング、燃料電池旅客機を開発」

この水素源は興味ありますが、何でしょうね・・・？
「液体水素」でしょうか・・・？

ご参考まで。

参考URL：http://www3.nikkei.co.jp/kensaku/kekka.cfm?id=2001112802254

飛行機の次世代燃料

この回答への補足

燃費を考えたら「飛行船」を燃料電池で飛ばす、というのはあります。

おはようございます。

＞この水素源は興味ありますが、何でしょうね・・・？

>飛行機って、ガソリンが燃料ですよね

最近の新聞記事ですが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?

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