飛行機のエンジンの吸い込み

質問

飛行機に乗って 窓からエンジンを見ていたときですが 雲の中を飛んでいても雲の乱れがほとんどありません。
かなりの風力があると思うのですが、なぜ雲は動かないのでしょうか？

回答No.4

funflier · ベストアンサー

＞かなりの風力があると思うのですが

この観点からだけ考えたことを述べます。他には、確かに一瞬で通過しているであるとか、
雲に比べればエンジンの断面積がずっと小さいとかも理由だと思います。

多分、「ジェットエンジンならば、常時ものすごい勢いで空気を吸い込み、ものすごい勢いで
吹き出しているに違いない」とお考えだと思うのですが、飛行中、実際はそれ程ではないの
です。これには、推進効率というものも関係します。

これは最近別回答した分ですが、ジェットエンジンの推進効率は飛行速度と排気速度を
一致させるほど良くなります。旅客機の新しい機種の方が、直径の大きなファンを持つ
ハイバイパス比のターボファンエンジンを搭載しているのはこのためです。
排気（exhaust）側を見た場合、エンジン本体（ガスゼネレーター、コアエンジン）が作り出す
高速の排気と、それによって回される大きなファンの排気の比（空気量での比）が大きい
方が飛行速度との差が無くなり効率が良いのです。
http://okwave.jp/qa/q6324835.html
語弊を恐れずに言うならば、大きなプロペラを回して「ゆっくり、大量に」空気を吐き出して
飛ぶのと近い状態だということです。こうなると、飛行中は飛行機自体の飛行速度に比べて
しまえば「ものすごい勢い」の排気でもないのです。旧式の機体で排気速度と飛行速度との
差は３割程度、比較的新しい機体ではもっと近い差です。

入口（intake)側も、機体停止でエンジンを全開付近まで回せば、大量の空気を吸い込んで
いますし、他の回答に指摘もあるように、地面から竜巻状の渦が発生するのを見ることも
あります。これは停止状態でエンジンを試験するための運転（エンジンランナップ、run-up)
では割りに見かけます。ですが、飛行中は「押し込まれて」いる状態もあります。特に、減速
でエンジンを絞って降下中はこの状態です。エンジン出力を入口と出口の圧力差（ＥＰＲ、
engine-pressure-ratio)で見るエンジンでは、降下中この数値が１以下の０.９等になる場合
もあります。押し込まれるので入口の方が圧力に関しては高くなるのです。従って、どの飛行
状態でどこを見て雲が動かないと思われたか解りませんが、最近の旅客機が実際の飛行中
では、エンジンについてはそれ程の「風力」で吸い込んではいない、というのも一因として言えると
思います。

お礼

下降中に雲の中に入るときエンジンの周りの雲がほとんど動いていないのを見て質問しました。おっしゃる通り「ジェットエンジンならば、常時ものすごい勢いで空気を吸い込み、ものすごい勢いで吹き出しているに違いない」と思ったのは間違いありません。
理論的には何となく（すみません）理解できるのですが、感覚的にはやっぱり不思議です。
どうもありがとうございました。

回答No.3

Kon1701

飛行機が地上にいるとき、滑走路に溜まった水や雪が吹き飛ぶのは見たことがあります。吸い込み側の地上に小さな竜巻みたいな空気の流れが見えたこともあります。

で、雲の中ですが、雲自体霧みたいなものなので少々流れがあっても機内からは見ないかな、と思います。きれいな流れだど濃淡みたいな感じになるのかもしれませんが、もともと薄いので見えないかもしれないですね。でも、飛行機の後ろには大きな渦のようなものは出来ますから、それは機外からは見えるかもしれませんが、旅客機から見るのは無理かと思います。

あと、飛行機の巡航中は900Km/h前後になります。秒速にすると250ｍですね。飛行機の翼の前の席に座っていたとして、機首からエンジンまで25mとすると0.1秒ですね。雲に入るのも出るのも一瞬・・・。乱流のような多少なりとも不規則な流れだと早すぎて見えないかもしれないな、と思います。

お礼

雲の中だと理解はできるのですが、雲の上の晴天の状態から少しずつ雲の中に下降しているときにも雲の動きがないので質問しました。

どうもありがとうございました。

回答No.2

kakibesuto

通過している部分周辺の水蒸気は動いています。
近くで見ると透明なので分からないだけです。

お礼

イメージ的には 雲が吹き飛ばされると思っていたのですが 水蒸気だとみえませんね。
ありがとうございました。

回答No.1

rimurokku

素人考えですが。
エンジンの前から吸い込まれる空気も、後ろにはき出される排気も、それほど移動していません。
なぜならば、吹き出される排気に押されて、飛行機の方が前に進んで居るからです。
むしろ、前進する飛行が切り裂く雲の方が乱れそうです。

でも、飛行機の近くで相当に雲が攪乱されても、雲全体が移動したり動くには、飛行機そのものの大きさがあまりにも小さすぎます。
飛行機に乗っていて、遙か彼方のすれ違う飛行機を見たことはありませんか。
大きな雲のその中に、豆粒ほどの飛行機が吸い込まれるように入ってゆくのを。

祭りで食べる綿菓子を針でつついても、針のごく周りの綿菓子は少しだけ変形しますが、綿菓子全体に変化がないのと同じ事で、自然の雲の中に入ってゆく飛行機はあまりにも小さすぎます。

お礼

なるほど 小さな窓からエンジンと雲だけを見て エンジンからは相当な排気風があるとの先入観があったかもしれません。ありがとうございました。