ジェット燃料は航空機エンジン内でどのように送られるのか

Sep 03, 2023

ジェット燃料は、燃焼のために点火される前に、さまざまなサブシステムを通過します。

ジェット エンジン内の燃料ルーティング サブシステムは、燃焼用に高圧、高温のクリーンな燃料を供給することを目的としています。 エンジンの燃料効率は、燃焼器に入る燃料の最適な圧力と温度によって決まります。

航空機から供給された燃料 (翼タンクから) は、燃料ポンプの低圧段階に入ります。 低圧 (場合によってはインペラ) システムは、燃料を約 150 psi まで加圧し、高圧ポンプのキャビテーションを防ぎます。 燃料は高圧ギア システムに入る前にストレーナを通過し、そこで燃料はさらに 1,800 psi 近くまで加圧されます。

燃料ポンプの中間段 (低圧システムと高圧システムの間) に取り付けられた圧力トランスミッターは、燃料圧力の測定値をコックピット制御装置に送信します。 飛行ステージに応じて燃圧を最適化し、効率よく燃焼させます。

高圧燃料は燃料油熱交換器 (FOHE) に入り、そこで燃料が加熱されると同時にエンジン オイルが冷却されます。 FOHE は、加圧燃料が通過する金属管で構成されています。 高温のエンジンオイルが金属チューブの周りを流れ、燃料を外側から加熱します。

注目すべき点は、燃料が漏れてオイルと混合し、エンジン内で発煙や発火が発生する可能性があることを防ぐために、FOHE 内の金属チューブを定期的に検査する必要があることです。

燃料は燃料フィルターに入り、フィルターエレメントを使用して汚染物質が除去されます。 燃料フィルターは一般に、入ってくる燃料が外側からフィルターエレメントに入り、調査のためにフィルター面に汚染物質や破片が残るように設計されています。

一部の燃料システム構成は、追加の濾過のための 2 番目のフィルター (または洗浄スクリーン) で構成されています。 燃料フィルターに取り付けられた圧力スイッチは、差圧の読み取り値をコックピット制御装置に送信し、燃料フィルターの詰まり警告表示に使用されます。

比較的少量の燃料が、作動機構に加圧および加熱された燃料を使用するサーボ システムに送られます。 一部のサーボ システムには、燃料計量バルブ、可変ブリード バルブ、可変ベーン バルブが含まれています。 シュラウドやケース冷却のためにバイパス空気を導く他のバルブも、作動に燃料を使用する場合があります。

一部のエンジン構成では、サーボシステムに送る前に、指定されたサーボ燃料ヒーターを介してサーボ燃料をさらに加熱する必要がある場合があることに注意してください。 追加の加熱により、小さな氷の結晶（燃料中に存在する可能性があります）が敏感なサーボシステムに侵入するのを防ぎます。

この段階で、燃料流量送信機は、燃焼のために供給された燃料の総質量流量を測定します。 さらに、Integrated Drive Generator (IDG) システムが搭載されたエンジンでは、IDG オイルを燃料で冷却する必要があります。 このような場合、燃料は IDG FOHE を通過し、そこで燃料は IDG オイルを冷却しながらさらに加熱されます。

高圧、高温の計量燃料は燃焼の準備が整い、燃料ノズルに送られます。 デュアル フロー ノズルは、さまざまな飛行条件に対応する一次スプレー パターンと二次スプレー パターンで構成されます。 たとえば、プライマリ フローは、エンジンの始動、負荷のかかる状態、アイドリングなどの低出力設定に使用されます。 離陸などの高出力設定では、二次燃料の流れが一次燃料の流れを補完します。

燃料ノズルはまた、低出力設定で火炎を保持することにより、減速中のエンジンの失火を防ぎます。 燃料ノズルから分散された霧化燃料は、燃料と油の混合物が点火されて燃焼する前に、コンプレッサーからの加圧空気と均質化されます。

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ライター - オマールは航空愛好家であり、博士号を取得しています。 航空宇宙工学の博士号を取得。 オマール氏は長年にわたる技術および研究の経験を活かし、研究に基づいた航空実務に注力することを目指しています。 仕事とは別に、オマールは旅行、航空現場の訪問、飛行機の観察に情熱を持っています。 カナダのバンクーバーに拠点を置く