ジェットエンジンのバイパス比と騒音

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航空機のエンジンの種類

航空機のエンジンは、一般的にはジェット機とプロペラ機と認識している方が多いかと思いますが、少し細かく見ていきたいと思います。

ジェットエンジンにも、「ターボジェットエンジン」と「ターボファンエンジン」の二種類に別けられます。「ターボジェットエンジン」は、戦闘機や攻撃機などの軍用機で使われています。前方から取り入れた空気を全て燃焼させるようになっていて、非常に騒音が大きいです。現在はほぼ軍用機のみで使われていますが、昔は民間旅客機でも日本航空が使用していたコンベアー880などで用いられていましたし、コンコルドもこちらの種類のエンジンです。一方、「ターボファンエンジン」はエンジンの前側にファンがあるのが特徴で、ターボジェットエンジンと比べて太いのが特徴で、民間旅客機や軍用機でも輸送機・早期警戒機などで使われているエンジンです。ターボジェットエンジンのように取り入れた空気を全て燃焼させるわけではなく、大部分はそのまま後方に排出し、一部のみを燃焼します。

一方、プロペラ機のエンジンでもタービンエンジンでプロペラを廻す「ターボプロップエンジン」と、構造的には自動車と同じ「レシプロエンジン」の二種類があります。

ジェットエンジンとバイパス比

ターボファンエンジンにおいて、燃焼させずにそのまま外側を通す空気量と、燃焼させる空気量の比率を「バイパス比」と呼んでいます。同じ出力のエンジンでも、バイパス比の高い(燃焼させずに外部を通す空気量の比率の高い)エンジンの方が、燃焼させる空気の量が少ないため、より低燃費であるといえると思います。また、このバイパス比が高い方が低騒音でもあります。B727やB737-200、DC9-41など(既に日本の航空会社からは引退しています)の機体についていたエンジンはバイパス比が低く、かなりやかましいものでした。ですが現在の日本の航空会社は既にほとんどが低騒音機になっています。ちなみにターボジェットエンジンはいわばこのバイパス比が「0:1」のエンジンとも言え、最高にやかましい存在です。私も大学時代に米軍厚木基地のすぐそば(大和―相模大塚間)を通る相鉄線を使っていましたが、ごくたまに離陸と鉢合わせ、爆音を聞かされたときもありました。ひどい時は3機編隊離陸した時もあり、これでは近隣住民はたまりません。私も民間機専用空港であれば近くに住みたいですが、軍用機が離発着する空港には絶対に近くに住みたいと思うことはないでしょう。

過去の旅客機と騒音

まずコンコルドは例外として(あれは完全に戦闘機並みの騒音です。離陸時と音速突破時はアフターバーナも焚いていますし)、過去に搭載されていたジェット機のエンジンを大雑把に分けてみると、

  • ターボジェットエンジン:DC-8-32、コンベアー880など
  • 低バイパス比ターボファンエンジン:DC-9-40、B737-200など
  • それ以降のターボファンエンジン:B-747、B-777など

のようになります。当然上の方が騒音は大きいです。ただ現状でも航空機に正対した(=エンジンの吸気口に正対した)場合の騒音(例:目の前のスポットに駐機しようと向かってくる航空機のエンジンが出す騒音)は結構うるさいです。もうターボジェットエンジン時代の離陸時の音は忘れましたが、低バイパス時代はかなりうるさかったように思います。その低バイパス比も80年代終わりくらいには少なくなり、90年代前半にはほぼ引退が解消しています。

話は変わりますが、伊丹空港で騒音が問題になり関西新空港が計画されて建設そして開港する間は、「計画時はターボジェットエンジンの機体も結構いたが、開港時にはすっかりそれ以降のターボファンエンジンの機体ばかりになっていた」というある意味で一番変化の激しかった時代でした。つまり、「もしかしたら反対運動が起こらず最初の候補地の神戸市沖に関西新空港が建設されたかもしれないし、また5km沖合というのがいくら何でも沖合過ぎたのではないか」という疑問が出てきます。事実それ以降にやはり海上空港として開港した中部国際空港や北九州空港はだいたい1km程度ですしもし関西空港が神戸市沖であればあそこまで低迷することもなかったのではないかということもいえるかもしれません。