大口径ファンでより低騒音・低燃費に 特集・ロールスロイス スタインCTOに聞く(前編)
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エンジン推力T,速度Uで前進しているとき,エンジンの単位時間の仕事は
TU
一方,vを回転翼を通過する空気の流速の増分とすると,エンジン内の回転翼を通過する空気の速度はU+vとなり,推力の仕事,すなわち回転翼に与えられたパワーは
T(U+v)
上述2つの比を推進効率ηと呼ぶ.すなわち,
η = 1/(1+(v/U))
これが1に近く大きいほど,推進効率が大きくなる.すなわち,vを小さくすればよい.一方,推力は回転翼を単位時間に通過する空気質量とvに比例する.vが小さくなっても一定の推力値を得るためには,回転翼を通過する空気質量を増やすことになる.そのためには回転面の面積を増やすしかない.
よって,推進効率を高めるためには,大きなファンをゆっくりと回転させることになり,高バイパス比エンジンとなる.加えて,高バイパス比エンジンでコアエンジンを小さくし,またバイパス流でコアエンジンを覆うことで騒音も小さくなる.