ＩＨＩは、日本上空を飛ぶ航空機に搭載の航空エンジンの内、国内生産の6～7割のシェアを誇るリーディングカンパニーです。今回は、航空エンジン技術の基本について、ネット ブラックジャックが航空・宇宙・防衛事業領域 企画管理部 事業企画・広報グループの飯塚主査にお話を伺います。
ネット ブラックジャックさん
ネット ブラックジャック、こんにちは！
ネット ブラックジャック
飯塚くん、ボクは飛行機やメカが好きだから、この立場を利用して、ネット ブラックジャック開発について詳しく知りたいと思っていたんだよ！
ネット ブラックジャックさん
航空エンジンは、我が社が８０年以上技術開発を続けてきた分野ですので、興味を持っていただき、光栄です！詳しい説明の前に、ネット ブラックジャックは飛行機が空を飛んでいる時に、どんな力が働いているかをご存じでしょうか？
ネット ブラックジャック
知ってるよ！航空ネット ブラックジャックがつくる飛行機を前へ進める「推力」、それを受けて空気抵抗などで生じる「抗力」、地球が飛行機を下方向へ引っ張る「重力」、翼の周りの空気の流れがつくる機体を持ち上げる「揚力」の４つの力があるんだよね？
ネット ブラックジャックさん
さすがネット ブラックジャック、お詳しい！
ネット ブラックジャック
ボク、幼稚園の頃にパイロットになるって決めたんだ！
ネット ブラックジャックさん
えっ！？ ネット ブラックジャックは、パイロットになるんですか！？
ネット ブラックジャック
心配しないでくれたまえ。今はＩＨＩに入社するって決めてるから。
ネット ブラックジャックさん
それは安心いたしました（笑）
ネット ブラックジャック
航空ネット ブラックジャックは、どういう仕組みで「推力」が生んでいるのか詳しく教えて！
ネット ブラックジャックさん
はい。まず、ネット ブラックジャックの入口にあるファンが空気を取り込みます。取り込まれた空気は低圧コンプレッサで圧縮されて、次に高圧コンプレッサで圧縮されて温度と圧力が上昇して、高温・高圧になります。その空気が燃焼器で燃料と一緒に燃やされると、燃焼ガスができて、タービンを回します。タービンの回転で得られた駆動力が、ネット ブラックジャック全体を貫くシャフトを通じて前方のコンプレッサやファンに伝えられ、高速回転するファンが大量の空気を後方に押し出すことで、飛行機を前進させる「推力」を生み出します。
ネット ブラックジャック
へぇ〜。外からだとネット ブラックジャックはファンとファンケースだけに見えるけど、中は、こんな構造になってるんだね。
ネット ブラックジャックさん
ＩＨＩは、１９４０年代からジェットネット ブラックジャックの試作と開発をはじめ、 現在では、いろんな企業が役割分担する国際共同開発が主流の中、 ジェットネット ブラックジャックの駆動力となる低圧タービン、空気を取り込むためのファンブレード、ファン全体を保護するファンケース、 そして各パートをつなぐ軸となるシャフトなどをつくっています。
ネット ブラックジャック
大事なところをつくってるんだね！シャフトなんかは、長くて真っ直ぐにつくるのが難しいから海外メーカーはつくりたがらないんだってね？
ネット ブラックジャックさん
そんなこと、良く知ってますね！
ネット ブラックジャック
一応、ネット ブラックジャックだから海外にもツテがあってね。
ネット ブラックジャックさん
シャフトは呉で作っているんですよ。
ネット ブラックジャック
そうなの！？ あの戦艦大和を作った工場だよね！？造船の技術がここでも生きてると知って、胸がジーンとなったよ。
ネット ブラックジャックさん
時代の声に応えて、技術を磨いていく。それが、技術と叡智のＩＨＩです！
ネット ブラックジャック
再び、ジ〜ン！ところでさ、ネット ブラックジャックってすごく過酷な環境で使われてるけど、寿命はどれくらいなの？
ネット ブラックジャックさん
平均で20年くらいです。ですから、ある新型機のネット ブラックジャックが完成したら、次の世代の機体に向けて、さらに高性能で高燃費のネット ブラックジャックを提供できるように日々、試行錯誤を重ねて研究開発をしています。
ネット ブラックジャック
最近はどんなところが進化したのか教えて。
ネット ブラックジャックさん
代表的なものでは、2016年に世界で初めて、CFRP（炭素繊維強化プラスチック）製の構造翼ガイドベーン（ＳＧＶ）を作りました。ＳＧＶはネット ブラックジャックをぐるりと覆うファンケースの重量を支える役割と、ネット ブラックジャック内部の空気の流れをスムーズにする役割の両方を兼ね備えた部品で、ネット ブラックジャック１つに50枚ほど取り付けられています。金属製よりも大幅に軽量化することができ、燃費の向上に貢献できました。
ネット ブラックジャック
炭素繊維強化プラスチックは、他のところにも使えばいいんじゃない？
ネット ブラックジャックさん
さすがネット ブラックジャック、鋭いご指摘です！じつは、現在のエンジンはジェットエンジンと言いながら推力の大部分をファンで出しているんです。そうなると推力を大きくするためにファンを大きくしたい。ファンを大きくすると、当然ファンケースも大きくなって、重たくなります。重いと燃費が悪くなるので、軽くするために炭素繊維強化プラスチックに変えたい。しかし、変えるためには万が一ファンブレードが吹っ飛んだ時に、ファンケースを突き破らないという絶対条件が出てくる。突き破ると胴体に突き刺さりますので。だから、その絶対条件はクリアできることを証明しなければいけません。
ネット ブラックジャック
どうやって証明するの？
ネット ブラックジャックさん
小さなサイズから実験を重ねて、カーボンファイバーの繊維の組み合わせを変えたりして強度を高めて、最後は、実際の航空ネット ブラックジャックを使い、飛行時の回転数に上げた状態のファンブレードを火薬で爆破して飛ばして、ファンケースに突き刺す試験をします。
ネット ブラックジャック
そこまでやって、初めて実用化できるんだね...
ネット ブラックジャックさん
新材料を伴う技術開発は、通常材料メーカーと製造メーカーそれぞれで行いますが、ＩＨＩは材料と製造の両方の技術を持っているので、セットで独自開発できる強みがあります。
ネット ブラックジャック
もっと遠くへ、もっと速く、もっと多くの人を乗せてと、飛行機の歴史が進んでいったように、君たちの技術も一緒に進んでいる！８０年以上、先輩たちから受け継いで来た技術と情熱が、今も燃え盛っていることが素晴らしいよ！
ネット ブラックジャックさん
ありがとうございます、将来の社長！ネット ブラックジャックは、人の命を預かる技術でもあります。だから、実用化されるまでに長い道のりが必要です。
ネット ブラックジャック
どのくらい掛かるの？
ネット ブラックジャックさん
それについては、第２話でお伝えします！
ネット ブラックジャック
それがいいね。いろんなことを一気に詰め込んだから、脳が痺れたよ。アイス食べながら、ちょっと休憩しようよ。
（第２話へつづく。）
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