ジェットエンジンは低速では性能が悪くなるのでしょうか

質問

ジェットエンジンを使用している航空機は、高度が低く、速度が遅いほど効率が悪くなると聞いたのですが、その理由をお教え頂けますでしょうか。
ジェット噴流が非常に速く、これに近い速度で周囲の空気も流れていないと空気を押しても反動が抜けてしまって“ギヤ”が噛み合わないのでしょうか。 空気の薄い高空よりも、性能試験をするような、地上で静止時の方が推進力が最大になるように思えるのですが。

回答No.2

ElectricGamo · ベストアンサー

>ジェットエンジンを使用している航空機は、高度が低く、速度が遅いほど効率が悪くなると聞いたのですが、その理由をお教え頂けますでしょうか。

高度が低いと燃費が悪くなります。また、速度が遅いと、噴出したガスに運動エネルギーを持ってかれてしまうため、せっかく燃料を燃やして得た運動エネルギーを無駄に捨てていることになります。直感的にもそうですが、噴出ガスと飛行速度が同じ(相対速度がゼロ)の場合に、推進効率は最大になります。この無駄をなくす一つの手段がターボファンエンジンです。

>空気の薄い高空よりも、性能試験をするような、地上で静止時の方が推進力が最大になるように思えるのですが。

推進力が大きくなっても効率が悪くなるのです。推進力はあくまでも性能の一つの尺度であって、推進力が大きくても、燃料ばかり食ってしまってはやっていけません。ジェットエンジンを積んで経済的に成り立たせるためには高高度で高速に飛ぶ必要があります。幸いにしてジェットエンジンの売りは高速な移動手段を提供することですから、低速で飛ぶ必要はそもそもありません。もし、低高度で低速でなければならないのであるならレシプロエンジンです。

お礼

詳細なご回答ありがとうございます。 相対速度がゼロの場合に推進効率は最大となるのですね。 推力と混同しておりました。 再認識すると共にお礼申し上げます。

回答No.3

mmmma

飛行機の翼で発生している揚力は対気速度が速いほど大きくなります。
したがって低速で飛ぶ為には、高速で飛行する時と同じ姿勢では揚力が足りないため、フラップを下げます。さらに低速で飛ぶためには、さらに揚力を補うために機首を上げて翼の仰角を大きく取ります。
このため空気抵抗が増え、かつ推力の方向と進行方向がずれてしまうために効率が下がります。

では単に高度が違うだけだと…
ちょっとわかりません。空気の密度の違いによる空気抵抗の差でしょうかねぇ。

お礼

ありがとうございます。 着陸時には抗力が増すため出力を上げると聞きました。

回答No.1

kuma56

ジェットエンジンが！・・・ではなくて、ジェット機の構造がそうなっているからだと思います。
ジェット機そのものが、より早く飛ぶ事を目的として開発され、第二次大戦末期に実用かされたものです。
そして飛行機そのもののメリットも、早く移動できる！という部分が大きいと思います。
そして、現在の飛行機の用途は、軍用・民間ともある程度のスピードを要求するような使い方がほとんどだと思います。
早く飛ぶためには、高空のほうが乱気流も少なく、空気抵抗も低いでしょう。
そうすると安定してスピードが上げられる・・・・・
そうゆう状態で、さらに経済性を追求していくと、早く飛んだほうが効率のいい機体設計になるでしょうから、そういう機体で低くゆっくり飛ぶと効率が悪くなるのだと思います。
つまり、早く飛ぶ必要が無ければ、ジェットエンジンにこだわる必要も無くなり、プロペラ機(一部のものは広い意味ではジェットといえなくも無いけど・・・・)でいいので、低速時に効率のいいジェット機が無い(少ない？)だけではないでしょうか。

米軍の偵察機Ｕ２／ＴＲ１などは、その目的から言って、それほどの高速を必要としていないでしょうし、その機体設計もゆっくり飛ぶ事を目的としているようなので、低速時の方が効率のいい機体ではないでしょうか。

お礼

ありがとうございます。 移動距離に対する燃費ではそのようになるのですね。