ジェットエンジン・ロケットエンジン

ジェットエンジンやロケットエンジンは、ニュートンの第三法則に基づく反応機関である。ロケットエンジンはジェットエンジンでもあり、両者の間に具体的な差異はほとんどない。両者の推力は、エンジンの排気速度に由来する。ロケットエンジンの排気は、ノズルの喉元付近で音速に達し、ノズルの膨張によってさらに速度が倍増し、超音速の排気ガスが発生する。ジェットエンジンは、空気と燃料の燃焼を利用して、亜音速や音速で運転する。ジェットエンジンは大気中でしか作動できないが、ロケットは真空でも大気中でも作動できる。ジェットエンジンは大気中の酸素を取り出して燃焼させるが、ロケットは自分で酸素を持っている。

ロケットエンジン

ロケットエンジン、略して「ロケ」は、推進剤の塊だけで加圧ガスを発生させ、ノズルを通過する高速の推進用ジェットを作り、ロケットエンジンに推力を発生させるジェットエンジンである。ほとんどが内燃機関であり、ジェット機を形成するために外部材料を使うのではなく、内燃機関の排気を利用するのである。ジェット機の最大排気速度は、ロケットエンジンに由来する。

ロケットエンジンの仕組みは大きく分けて3つあり、使用する推進剤の種類によって若干の違いがある。一つは、推進剤を燃焼または加熱して排ガスを発生させる方法、もう一つは、排ガスを高速に加速するのに役立つ超音速推進ノズルを介して、排ガス自体の熱エネルギーを利用する方法である。そして、排気ガスの流れに反作用するように、エンジンを反対方向に押し出す。高温高圧下では、より優れた熱力学的効率を得ることができる。高温になると、音速も非常に速くなるからだ。音速は排気ガス温度の2乗にほぼ比例する。

ロケットエンジンの構造は、使用する推進剤の種類によって異なります。多くのエンジンは内燃機関であり、燃料と酸化成分の混合物、または固体と液体の混合物、あるいは気体の推進剤の塊を使用する。また、化学的に不活性な反応物を高エネルギー電源の熱交換器で加熱するタイプもある。

ジェットエンジン

ジェットエンジンは、ファン、コンプレッサー、燃焼室、タービン、ミキサー、ノズルなど多くの部品で構成されています。これらの部品の有無や配置、駆動機構によって、さまざまなタイプのジェットエンジンが提供されている。エンジンで空気を吸い込み、コンプレッサーで圧縮する。圧縮・加熱された空気は、燃焼室に送られ、燃料と混合されて燃焼する。排気ガスはタービンに送られ、エンジンを駆動するための推力を発生させる。

ジェットエンジンの種類には、ラムジェットエンジン、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、ターボプロップエンジン、ターボシャフトエンジンがある。以下の例外を除き、どのエンジンも似たような原理で動作しています。ターボファンエンジンでは、圧縮空気の一部が直接タービンに供給される。燃焼室からの排気ガスほどには加熱されないが、大量の空気を運ぶため、総推力への寄与が大きい。ターボプロップエンジンやターボファンエンジンでは、プロペラでも推力を発生させる。ターボファンでは、ヘリコプターに見られるように、総推力はプロペラで発生させる。