英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
ジェットエンジンは、噴流を生み出して推進に利用する熱機関。1930年代にイギリスのホイットルとドイツのオハインがターボジェットを生み出し、いまでは旅客機から戦闘機まで空の主役になっている。 このクイズでは、開発の歴史や日本の試作機、圧縮機・燃焼室・タービンの仕組み、ターボファンやラムジェットといった種類まで幅広く出題する。 やさしい問題からマニア向けの難問まで、4択で腕試しをしてみよう。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01ジェットエンジンは噴流を生成し、その何を推進に利用する熱機関？
反作用
プロペラやファンは回転翼による揚力を直接の推力としているため、同じように後方へ気流を生んでも、通常はジェット推進には含めない。
Q 02第二次世界大戦頃まで飛行機の推進装置の主流だったのは、プロペラと何の組み合わせ？
レシプロエンジン
構造的制約による出力の頭打ちと、プロペラ推進の空力的な限界から機体の性能向上に陰りが見え、新しい推進機関が検討されるようになった。
Q 03タービンからの排気に燃料を噴霧して再び燃焼させ、推力を増す仕組みは？
アフターバーナー
主に超音速飛行する航空機に搭載され、離陸時や緊急時の加速に使われる。燃料消費率が非常に悪く、騒音や有害ガスの発生といったデメリットも大きい。
Q 04第二次世界大戦末期に実用化された世界初のジェット戦闘機は？
Me262
同じ時期には世界初のジェット爆撃機Ar234も実用化された。ドイツではユンカースやBMWといったメーカーもターボジェットを製造していた。
Q 051952年にイギリスで運用が始まった世界初のジェット旅客機は？
コメット1
初期のターボジェットは耐久時間が短く、低推力・高燃費で安全性にも問題を抱えていたが、朝鮮戦争が始まる1950年頃には一応完成の域に達した。
Q 06「タービン」の語源は、何語で「回転するもの」を指す言葉？
ラテン語
タービンは連続回転機のことで、連続的にガスジェットを生成できることが大きなメリット。現代の実用ジェットエンジンの多くがガスタービン原動機を使う。
Q 07第二次世界大戦で実戦投入されたV1飛行爆弾の推進方式は？
パルスジェット
V1の生産数は、史上最多生産の有人ジェット機とされるMiG-15をも上回る。構造が簡単で安価に作れる点が、使い捨ての兵器に向いていた。
Q 08ノズルの向きを変え、従来は不可能だった機動を実現する戦闘機の装備は？
推力偏向ノズル
一部のジェットVTOL機にも採用されている。排気口は高温の排気に晒されるため、材質と構造に高度な技術と設計が要求される。
Q 09ガスタービン型のジェットエンジンが熱力学的に従うサイクルは？
ブレイトンサイクル
断熱圧縮、吸熱・等圧膨張、断熱膨張、放熱・等圧圧縮の4プロセスからなる。燃焼時の圧力が高いほど取り出せる仕事量が増えるため、燃焼前の圧縮が重要になる。
Q 10戦時中の日本がネ20エンジンで飛行を成功させた試作ジェット攻撃機は？
橘花
ネ20はドイツから技術導入を行い、BMW 003を参考に完成させたターボジェットエンジン。飛行には成功したものの、実用化には至らなかった。
Q 11吸気口が流入空気の動圧を静圧に変えて流速を減じるのは誰の定理の応用？
ベルヌーイ
吸気口は流速をマッハ0.5程度まで下げ、圧縮機の回転による衝撃波の発生を防ぐ。亜音速機と超音速機では使用する吸気口の形が異なる。
Q 121939年8月に世界初のターボジェットエンジンによる飛行を成し遂げた機体は？
He178
搭載されたエンジンはオハインが完成させたHeS 3。イギリスのグロスター E.28/39が本格的な飛行を行ったのは、約2年後の1941年5月だった。
Q 13飛行中にジェットエンジンの燃焼室内で燃焼が停止する現象を何という？
フレームアウト
点火系統は始動時とこの現象からの再着火に使われ、正常な運転状態になれば作動を止める。離着陸中や荒天中の飛行では、予防のため連続作動系統を使う場合もある。
Q 14旅客機がスラストリバーサを使って自力で後進することを何という？
Q 21ユンカースやBMWが製造したターボジェットが備えた圧縮機の方式は？
軸流式
世界初のターボジェット機やイギリスのE.28/39は、信頼性は高いが圧縮率の低い遠心式圧縮機を採用していた。
Q 22ホンダジェットのエンジンHF120で高圧圧縮機に使われる素材は？
チタン合金
HF120では最終段の圧縮機が遠心式になっている。遠心式は構造が単純で丈夫なため、比較的低出力のエンジンでは今なお使われている。
Q 23ホイットルのジェットエンジン特許が1935年に失効した理由は？
更新料の未納
ホイットルは1929年に論文を軍需省へ上申し、翌年に自費で特許を出願していた。しかし査読した上官のグリフィスは、航空機用には不適と判断した。
Q 24軍需省がホイットルのエンジンの量産化を委託した自動車メーカーは？
パワーバック
騒音や設備への悪影響、舞い上がった異物を吸い込む危険があるため、日本では禁止されている。旅客機の後退はトーイング・トラクタで押して行う。
Q 15ホイットルが空軍幼年学校の最初の受験で不合格になった理由は？
体格の不足
特訓で体を鍛え、半年後に偽名で再受験して採用された。優れた模型飛行機を作る器用さが教官の目に留まり、1926年に航空士官学校へ進んでいる。
Q 16博士課程を終えたばかりのオハインにジェットエンジン開発を着手させた企業は？
ハインケル
ホイットルの特許は機密扱いされず専門誌などで広く紹介されたため、各国の空軍や技術者が注目し、一部では後追いが始まった。オハインはその1人だった。
Q 17こんごう型護衛艦や戦車M1エイブラムスが駆動力に用いるエンジンは？
ターボシャフト
始動性が蒸気タービンやディーゼルエンジンより優れているため、常用しない発電所や洪水対応の大規模ポンプ場の動力源としても採用される。
Q 18ターボプロップエンジンは出力の約何%をプロペラの駆動に使う？
90%
ジェット排気による推力も10%程度あるとされる。タービン出力の一部は圧縮機の駆動に使われ、残りが減速機を介してプロペラを回す。
Q 19ホイットルが1936年に空軍の元同僚2人と設立した会社は？
パワージェッツ
蒸気タービン大手の工場の一角で、実証モデルの試作に取り掛かった。ホイットルは空軍中尉の身分だったため、出社は当初、週6時間だけ許されていた。
Q 20燃焼室・タービン・排気ノズルの各セクションをまとめた呼び名は？
ホット・セクション
高温条件下の大荷重に耐えるため、構成部品には耐熱強度に優れた材料が使われる。空気入口やファン、圧縮機などはコールド・セクションと呼ばれる。
ローバー
W.1を3倍にスケールアップした実戦型W.2の開発を巡り、ホイットルは委託先の技術陣と鋭く対立した。生産契約はのちにロールス・ロイスへ譲渡された。
Q 25ボーイング777に搭載されるGE90の圧縮機は大気圧の約何倍の高圧を生む？
40倍
初期のジェットエンジンの圧縮率は大気圧の数倍と小さかった。F-15に搭載されているF100では約30倍に達する。
Q 26SR-71とその原型機に搭載されたプラット・アンド・ホイットニーのエンジンは？
J58
製造元はこのエンジンをターボジェットと分類しているが、ターボ・ラムジェットエンジンに分類している事例も多く見られる。
Q 27単一のドーナツ状の燃焼室ライナを備える燃焼室の形式は？
アニュラ型
燃焼が安定して吹き消えもなく、出口の温度分布が均一で排気煙も少ないが、整備性は良くない。初期のジェットエンジンではカン型が採用されていた。
Q 28ギヤードターボファンエンジンが大型ファンの回転を減速するのに使う歯車は？
遊星歯車
減速ギヤーのないターボファンでは、タービンと大きなファンの回転数が同期する。ファンが大きくなるほど、タービンの高回転はファンに適さなくなる。
Q 29タービンブレード取り付け部の、ジグザグに入り組んだ噛み合わせ形状の通称は？
クリスマスツリー
熱膨張に対して適当な逃げを持たせ、ブレード根本への応力集中を防ぐ工夫。運転終了後にエンジンが冷えると、この部分の隙間が広がる。
Q 30燃焼室で「一次空気」として燃焼領域に取り込まれるのは空気流量のどれくらい？
25%程
残りの空気は二次空気と呼ばれ、燃焼室ライナの内部冷却と燃焼ガスの希釈、完全燃焼しなかった燃料の二次燃焼に利用される。