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宇宙航空研究開発機構

aFJR(高効率軽量ファン・タービン技術実証)プロジェクト

航空機のエンジンは、地球温暖化、石油資源の枯渇や、国際民間航空機関(ICAO)や国際航空輸送協会(IATA)による環境基準の強化などにより、燃費が良く、CO2(二酸化炭素)やNOx(窒素酸化物)等の排気成分が少ない性能が求められています。今後20年間で航空輸送量が約2倍に増加すると予測される中、次世代エンジン技術の開発により環境負荷軽減に貢献することは非常に重要であり、乗客やエアラインなど、ユーザーからの要望が強い燃費低減技術の獲得によって我が国の航空エンジン産業の国際競争力強化に貢献できます。
「高効率軽量ファン・タービン技術実証(aFJR: Advanced Fan Jet Research)」では、国内のエンジンメーカーが実績豊富な「ファン」および「低圧タービン」について環境適合性を向上する技術を開発・実証し、次世代エンジンの国際共同開発において設計分担を狙える技術レベルを目指します。

現在の旅客機に搭載されているターボファンエンジンは、CO2排出削減やエンジン騒音低減のため、高バイパス比化が一層進むことが予想されますが、高バイパス比化に伴ってファンとそれを回転させる低圧タービンの大型化をともなうので、重量増によって燃費改善効果を低下させないよう軽量化技術を導入し、ファンなどの要素効率を高めることが必要となります。
「aFJR」では、ファン及び低圧タービンの要素モジュールにおいて、(1)ファン空力効率1ポイント以上の向上と、(2)ファン+低圧タービンの10%軽量化を可能とし、耐久性や信頼性で従来と同等となる高効率軽量ファン技術と軽量低圧タービン技術を開発し、実証試験によりその有効性を確認する計画です。

※高バイパス比:エンジンのジェット部分(コアエンジン)の空気流入量よりファン部分の空気流入量を大きくする技術

高効率軽量ファン技術

高バイパス比化に伴うファンの大口径化に対応するため、先進シミュレーション技術及び複合材評価技術を応用することにより、空力効率が高くて軽量なファンブレード技術を開発します。回転するファンブレードを支えるメタルディスクについても、高強度化技術により軽量化を進めます。更に、ファンから出る騒音を低減するため必須のアイテムとなっている吸音ライナーを新しい材料で製作できるようにし、大口径のファンに適した軽量化を実現します。

軽量低圧タービン技術

ファンの回転駆動力を発生する低圧タービンの重量増を抑制するため、過回転防止設計技術の開発や高信頼性評価により、耐熱複合材(セラミックス基複合材(CMC))を適用した超軽量低圧タービン技術を実現します。

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