ジェットエンジン
ほとんど全ての旅客機用ジェットエンジンと軍用エンジンのいくつかは、主に着陸滑走距離の短縮化のために逆推力装置や逆噴射装置、スラストリバーサと呼ばれる機構を備える。逆噴射装置はエンジン出力レバーに取付けてある逆推力レーバーを操作することで作動して、エンジン排気、またはファンによるバイパス流をエンジン前方に偏向することで後方への推力を発生させ、着陸時の機速を減少させるために用いられる。逆噴射装置により実際に利用できる逆推進力は離陸推力の40-50%である。機速を遅くなるまで使用していると、エンジン後部からの排気ガスが再びエンジンに吸入されることでエンジンが停止する再吸入ストールが発生する。
ターボジェットや低バイパス比のターボファンでは排気ノズルの後ろでハの字型スポイラー・ドアを展開するクラムシェル・ドア型や排気ノズルのケース側面にリバーサドアを取付けて、ブロッカドアが後部へ向かう空気の流れを遮断すると同時にリバーサドアのカウルが開いて、側面に開口部が生まれて、ここからカスケードベーンを介して偏向された高温排気そのものを斜め前方に偏向するターゲット型のタービン・リバーサが多い。一方、高バイパス比のターボファンではファンでバイパスした空気流のみを斜め前方に偏向するファン・リバーサが主体である。
ラジアル・タービンは遠心圧縮機と構造や外観がほとんど同じであるが、ガスの流れる方向は正反対である。遠心圧縮機のインペラーに対応するものはラジアル・タービンではタービン・ホイール(Turbine Wheel)に相当する。遠心圧縮機のディフューザに対応するものがラジアル・タービンのノズル(Nozzle)に相当する。ラジアル・タービンのガス流体はタービンの外から中心に向かって流れ、タービン・ホイールを回転させて直結するエンジン・シャフトを回転させる。ラジアル・タービンは軸流タービンと比べ構造が簡単で製作も容易であるが、大型化するとタービン・ホイールに働く遠心力が過大になるばかりでなく、作動流体にも遠心力によって進行方向と逆向きの力が過大になり効率が悪くなる。このような理由から航空ジェットエンジンにラジアル・タービンを採用することは最近ではなくなった。
燃焼直後の燃焼領域のガスは1,600 - 2,000°C程になるが、二次空気と混合希釈される混合・冷却領域で冷却されタービン入口直前では800 - 1,000°C前後まで低下する。
燃焼室直前の圧縮空気の流速は100 - 200m/sであるが、燃焼室ライナはその流れから火炎を保護し、部分的に10 - 20m/s程度に減速された燃焼領域を作り出す。燃焼室ケーシングと燃焼室ライナの間および燃焼室ライナに設けられた孔には空気が流れ、燃焼領域に流れる空気量が調節されるとともに高温に晒されるライナが冷却される。
燃料コントロール装置によって高圧に加圧され、なおかつ調整された燃料はノズルから噴射されて霧状にされる。始動時は圧縮空気の流れの中で、ノズル近くに位置する点火栓の電気火花によって霧状の燃料に点火される。一次空気の持っていた軸方向での運動量は旋回案内羽根によって旋回運動に変換され、燃料ノズルから噴射される霧状の燃料との混合とその初期燃焼に必要な時間だけ旋回しながら燃焼領域の前部を形成する。最初に点火栓によって点火された後は、火炎は自ら燃焼領域内で維持するため、電気火花は始動時だけ放たれる。
エンジンの停止時に燃料が燃焼室内に残留することで、次回の始動時に燃料過多となってホット・スタートや燃焼室の焼損の可能性があるため、底部にドレンバルブを設けてドレンタンクへ残留燃料を排出するようになっている。
F n = W a g ( V j − V a ) + W f g V j + A j ( P s j − P a m ) {\displaystyle F_{\mathrm {n} }={\frac {W_{\mathrm {a} }}{g}}(V_{\mathrm {j} }-V_{\mathrm {a} })+{\frac {W_{\mathrm {f} }}{g}}V_{\mathrm {j} }+A_{\mathrm {j} }(P_{\mathrm {sj} }-P_{\mathrm {am} })}
ここで、
Wa は吸入空気流量(kg/s または lb/s)
Wf は燃料流量(kg/s または lb/s)
g は重力加速度(9.8 m/s または 32.2 ft/s)
Va は飛行速度(m/sまたはft/s)
Vj は排気ガス速度(m/s または ft/s)
Aj は(ジェット・エンジン出口面積(ft または m)
Pam は大気圧(kgf/m または lbf/ft)
Psj はジェット・ノズル出口静圧(kgf/m または lbf/ft)
である。
燃焼室の入口圧力と出口圧力の比を圧力損失 (Pressure Loss) と呼び、燃焼室での圧力損失は、燃焼室出口圧力の総圧/燃焼室入口圧力の総圧で表される。これは過流や摩擦によって生じるものであり、出来るだけ1に近い方が良いがおおむね0.93 - 0.98であり、失われた圧力が2 - 7%であることを示す。
ジェットエンジンの黎明期に存在した圧縮機を外部動力(通常はレシプロエンジン)で駆動する形式のエンジンで、タービンは持たない。モータージェットやサーモジェット(セコンド・カンピニによる命名)と呼ばれた。ガスタービンエンジンの実現が困難であった時期に考案・試作されたが、燃焼ガスにより得られる推力はごく小さく、レシプロエンジン駆動のプロペラ推進に及ぶものではなかったために計画や実験の段階で開発が放棄されたものが多い。
エンジンの回転力を利用する補機の一群は、アクセサリー・ドライブ・ギア・ボックスという名前の単一ユニットでまとめられ、圧縮機かファンケースの下部や側面、又は上部といった位置に備えられている。圧縮機軸から傘歯車と垂直軸で構成されたギアボックス駆動軸を介して駆動される。多くの場合、以下の補機類が含まれる。
トランスファーギア・ボックス
燃料ポンプ
燃料コントロール装置
主滑油ポンプ、排油ポンプ、滑油フィルタ、調圧弁
電動始動機(直流モーター)またはアルタネータ(発電機/電動スタータ)
ニューマテック・スターター(空気圧スタータ)
油圧ポンプ
交流発電機とCSD(発電機定速駆動装置)
電動始動機、アルタネータ、ニューマテック・スターターはエンジン始動時において使用される始動装置(スタータ)である。燃料ポンプと燃料コントロール装置は燃料系統で使用される。主滑油ポンプ・排油ポンプ・滑油フィルタ・調圧弁は滑油系統で使用される。交流発電機とアルタネータの発電機での使用時では機体側への電気・電子系統への電力を供給するために使用され、CSDを介して一定の回転速度で回転する、油圧ポンプは機体側への油圧系統に圧力油を供給するために使用される。
エンジンによっては整備性などのために滑油ポンプ類をアクセサリー・ギア・ボックスには含まずに、別にギアで接続した形式のものもある。こういったエンジンとギアで接続された補機類を総称して「アクセサリー・ドライブ」と呼ぶ。
回転翼機のターボシャフトエンジンでは、エンジン停止時でも油圧による操縦性を維持しながらオートローテーションが行えるように、油圧ポンプはアクセサリー・ギア・ボックスには含まれずに、メインローター側のトランスミッションに接続されている。
タービンの回転力により圧縮機を駆動して空気を圧縮し、その燃焼によって得られる排気流のみで推力を得る純粋なジェット推進式エンジン。ガスタービン型のジェットエンジンとしては最も基本的なもので、フランク・ホイットルやハンス・フォン・オハインが製作した初期のジェットエンジンもこのタイプであり、第二次世界大戦前後に研究・開発が飛躍的に進んで一気に普及した。ただし、排気流速がエンジン搭載機の速度より遥かに大きいために効率が悪く、後述するターボファンエンジンが完成するとそれに取って代わられていった。ジェット流量が1軸式ガスタービンの回転数と一体となり出力調整が自由に出来ない。