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【超音速旅客機 コンコルド】マッハ2の飛行を可能にしたエンジン部品|オリンパス593 高圧タービン

・コンコルド(Concorde)は音速の2倍(マッハ2)を超える速度で飛行していた超音速旅客機。民間機では唯一のアフターバーナー付きターボジェットエンジンを搭載。1967年~2003年の間、ブリティッシュ・エアウェイズ(BA)とエールフランス(AF)によって運航されていた。

マッハ2.05で巡航飛行中の際、各エンジンは1基あたり36,000馬力に相当する推進力を発生する強力な「ロールスロイス/スネクマ製 オリンパス593」が搭載されていた。

そのエンジンの心臓部となる高圧タービンブレード(HPT)を紹介します。

 

Concorde 216 (G-BOAF) last flightArpingstone, Public domain, ウィキメディア・コモンズ経由で

オリンパス593 高圧タービンブレード

SST Concorde

RR / Snecma Olympus593

High Pressure Turbine Blade  (HPT)

  • エンジン型式:RR Olympus 593 Mk610
  • 開発年:1966年
  • 最大推力:38,050 lb(アフターバーナー使用時)
  • 高圧段 最大回転数(N2):9,016 rpm
  • タービン入口温度:1150 ℃(最大)
  • 材質:ニッケル基耐熱超合金 Nimonic(開発当初)~IN100(1998年時点)
  • 結晶構造:鍛造(開発当初)~精密鋳造
  • 冷却方式:コンベクション
  • サイズ:全長 約18cm 重量 450グラム
  • 備考:開発当時(1960年後半)、寿命の長いタービン素材として有名だったニッケル基耐熱合金 Nimonicを採用していたが、1998年の時点ではIN100を使った鋳造タイプ(画像のブレード)に変更されている。また、翼表面にはアルミナイズ・コーティングが施されている。高圧圧縮機5段目から抽出した約400℃の空気でブレード内部を空冷することで耐熱温度は1150℃に達した。ちなみに、同時期に登場したB747は1190℃前後だった。

Olympus 593 ABNimbus227, CC BY-SA 4.0, ウィキメディア・コモンズ経由で

タービンブレードの画像

・オリンパス593エンジンの燃費や性能の決め手となる高圧タービンブレード。

サイズは長さ18㎝・重さ450グラム、計87枚で構成される1段の高圧タービンで、7段の高圧圧縮機を最大9,000rpmで駆動する。

PW4000、CF6、Trentといった現代のエンジン、その高圧タービンはどれ全長が10㎝・重さは250グラム程度。オリンパス593の高圧タービンブレードはかなり大きな部類に入る。

高圧タービンブレード 約18cm

高圧タービンブレード 背側

コンベクションクーリング用 18個の冷却孔

・冷却孔は根元から先端へ貫通している

タービンブレード_オリンパス593‗JT9・左からオリンパス593(低圧タービン)、(高圧タービン)、JT9D(高圧タービン)

RR オリンパス593 Mk610 仕様
最大推力38,050 lb(アフターバーナー使用時)、31,350 lb(未使用時)
サイズ全長:7.11m、直径:1.21m
重量3,175 kg
構成圧縮機:低圧7段、高圧7段
タービン:低圧1段、高圧1段
総圧力比15.5:1
推力重量比5.4
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