航空エンジンの歴史をお茶漬け感覚でさらさらと(多分完成

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

これまでの紹介してきたエンジンには大きな欠点がありまして、エンジンは回転数や出力によって適切な燃料の噴射量やら点火時期やらがあるのですが、それらの調整を全部手動でやっていました、これをアナログコンピューターを使い自動化したのがBMW801 http://t.co/ws0RGZip

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ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

もっとも、細かい部分では他のR-2800などでも自動制御されている所があるそうですが、一応有名所ということで

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

Fw190に使われているので有名なエンジンですが、このエンジンにはコマンドゲレートという装置が搭載されこれにより燃料の流量、プロペラピッチ、過給機のセッティング、燃料・空気の混合と点火のタイミング等がスロットルレバーで調整できるようになり、今のエンジン制御の先駆けと言われることも

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

WW1の後軒並み航空エンジンには機械式、極稀にターボが過給器として搭載されていますが、採用された理由としては高度上昇によって空気の密度が低下することによってエンジンの馬力が低下するのを防ぐためがひとつと、軽量なエンジンで高いパワーを得るためでした。(目的としては前者が主のようです

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

過給器は空気を圧縮して空気の密度を上げてあげることが目的なのですが、理科の実験でやったように急激に密度を上げると空気の温度が上昇して過給器の効果が薄くなったり、オクタン価が低い燃料では異常燃焼の原因になったりするそうです。

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

そこで、今の車ではインタークーラーという過給器で加給した空気を一度冷却する装置が付けられているのですが、低オクタンな燃料を使っていたドイツと日本は(ドイツは戦争の前半は87オクタンあたりが標準で日本も似たような値だったと記憶してます、正確には陸軍と海軍で値が違いますが

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

インタークーラーだけでは不十分なので、加給した空気に水を噴射しその水が蒸発する気化熱を利用して加給した空気を冷やす装置を搭載することにしました。実際にはただの水では高度が高くなり温度が低くなると凍結したりするのでエタノールやその他も混ぜたもので、これが水メタノール噴射装置です。

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

これは正確な言い方ではありませんが、日本やドイツで積極的に水メタノール噴射装置が利用されたのは高オクタン価ガソリンが潤沢に容易出来なかったのが一番の理由であって、連合軍の高オクタンガソリンにあわせて作られたエンジンに対抗するための苦肉の策の側面が強いと言えるのではないでしょうか？

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

もちろん水メタノール噴射にも弱点がありまして、エンジンを腐食させたり、余分な装置がつく分整備性が悪化したり、MW50というドイツで使われた水メタノール噴射装置は10分程度しか持つ量しか水を入れられなかったり、重量増の原因になったり、欠点も多い装置なのです。

みなせ ★C102不参加 @Ton_beri

メタノールが中途半端に酸化したりCOなどと結びつくと、蟻酸が作られてエンジンを傷めるんですね。　これは最近のガソリンエンジンでもそうだったり。　@futaba_AFB 水メタノール噴射にも弱点がありまして、エンジンを腐食させたり、

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

これはバイオマス燃料を使う上で問題になったりしていたように記憶してます。@Ton_beri メタノールが中途半端に酸化したりCOなどと結びつくと、蟻酸が作られてエンジンを傷めるんですね。　これは最近のガソリンエンジンでもそうだったり。

MAE @CHE_M26_7

@futaba_AFB 日産やトヨタは、「ガイアックス入れたら保証は無い」と言い切ってたみたいですね。わたしも敬遠してました。しかし、一部の安物欧州車では「オーバーヒート防止に効果がある」とも言われてました。

みなせ ★C102不参加 @Ton_beri

エタノールの場合だと酢酸ですね。他にも点火時機を調整したりと、バイオマスでガソリンを代替するのは大変らしいですね。　@futaba_AFB これはバイオマス燃料を使う上で問題になったりしていたように記憶してます。

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

さて、ここまで水メタノール噴射装置についていろいろつぶやいて来ましたが、WW2の航空エンジンの過給器は性能にどういうふうに影響したのかを見てみましょう

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

もちろん、高オクタンガソリンとインタークーラーを組み合わせた英米の航空機エンジンでも水メタノール噴射装置でもかなりの効果を発揮していて、F6Fなんかで使われたR-2800は水メタノール噴射装置を使って2800馬力まで搾り出したり

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

P-51Hには水メタノール噴射装置が取り付けられたマーリンエンジンが使われたそうですが、こちらは2200馬力まで出てます。おかしいですよね、元はせいぜい1750馬力程度のエンジンですよ、排気量はゼロ戦に使われた栄と同じぐらいなのに(ﾌﾞﾂﾌﾞﾂﾌﾞﾂ

ありじごく @bergamotflavor

@futaba_AFB せんせーナイトロオキサイドの話もするんですかやー？

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

ナイトロはドイツのGM1という装置で戦争の末期で使われたようですが、あんまり一般的じゃないのと、そこまでは教えられるほど理解ができてないので今回はオミットでorz @bergamotflavor せんせーナイトロオキサイドの話もするんですかやー？

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

とはいえ、リノのエアレースではポピュラーな改造方法ではあるんですよね～ナイトロも組み合わせたマーリンは3800馬力(ダゴレッドとか)を叩き出すそうで、原型エンジンの5倍以上の出力ですよ @bergamotflavor せんせーナイトロオキサイドの話もするんですかやー？

ありじごく @bergamotflavor

@futaba_AFB ナイトロは燃焼効率が格段にいいですからのー。ウエットショット時にエンジン発熱を奪うので熱損失分も少ない。けど減るのが難点ですわなー。

ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

というわけで、久々にこのグラフなのです。 http://t.co/JXfNEeeq

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ぼろ太@C102 日曜日 東地区 “ア” ブロック 27b @futaba_AFB

グラフにあるのはスピットファイアMk.Ⅴ Bf109G スピットファイア Mk.Ⅸ P47Dでこれで大体のWW2で採用された過給器の形式を網羅しているので、だいたいこういう感じで性能に影響が出たと考えてください。