エアターボロケット

ターボロケットは、ジェットエンジンとロケットの要素を組み合わせた航空機エンジンの一種です。一般的に、タービンによって駆動される多段ファンで構成され、タービン入口周辺に取り付けられた一連の小型ロケット型モーターから排出される高温ガスによってタービンが駆動されます。タービンの排気ガスはファンの吐出空気と混合され、コンプレッサーからの空気と燃焼した後、収束・拡散推進ノズルから排出されます。

空気ターボラムジェットエンジンは、ターボジェットエンジンとラムジェットエンジンの特徴を融合させた複合サイクルエンジンです。^{[ 2 ] [ 3 ]}ターボラムジェットは、基本的にラムジェットの中にターボジェットを搭載したハイブリッドエンジンです。^{[ 4 ]}ターボジェットコアは、ターボジェットノズルの下流に燃焼室があるダクト内に搭載されています。ターボラムジェットは、離陸時や低速飛行時にはターボジェットモードで運転できますが、その後ラムジェットモードに切り替えて高マッハ数まで加速します。^{[ 5 ]}

エンジンの動作は、ディフューザーのすぐ下流にあるバイパスフラップを使用して制御されます。低速飛行中は、制御可能なフラップがバイパスダクトを閉じ、空気をターボジェットの圧縮機セクションに直接送り込みます。高速飛行中は、フラップがターボジェットへの流れを遮断し、エンジンはラムジェットのように動作して、後部燃焼室を使用して推力を発生させます。エンジンは、離陸時および高度上昇中はターボジェットとして動作を開始します。高亜音速に達すると、ターボジェットの下流にあるエンジンの部分がアフターバーナーとして使用され、飛行機を音速以上に加速させます。^{[ 6 ]}

低速では、空気は吸気口を通過し、軸流圧縮機によって圧縮されます。この圧縮機は、燃焼室からの高温高圧ガスによって駆動されるタービンによって駆動されます。 ^{[ 7 ]}これらの初期段階はターボジェットの動作と非常によく似ていますが、いくつかの違いがあります。まず、ターボラムジェットの燃焼器は、多くの場合、主気流から分離されています。圧縮機からの空気と燃料を組み合わせて燃焼させる代わりに、ターボラムジェットの燃焼器は、航空機に搭載された水素と酸素を燃焼器の燃料として使用する場合があります。^{[ 8 ]}

コンプレッサーで圧縮された空気は、エンジンの燃焼器とタービン部を迂回し、そこでタービン排気と混合されます。タービン排気は燃料過剰（つまり、燃焼器がすべての燃料を燃焼しない）になるように設計することができ、圧縮空気と混合されると、再び燃焼する準備ができた高温の燃料空気混合気が生成されます。この空気にさらに燃料が噴射され、再び燃焼されます。排気は推進ノズルから噴射され、推力を発生させます。^{[ 9 ]}

掲載されている図は、ラムジェット運転に必要なコンプレッサー周囲のバイパスダクトが欠落している。これは再加熱機能を備えた低バイパスターボジェットエンジンである。

ターボラムジェットエンジンは、スペースが限られている場合に使用されます。これは、ラムジェットエンジンとターボジェットエンジンを別々に搭載するよりもスペースを節約できるためです。ラムジェットは作動を開始する前に高速で飛行している必要があるため、ラムジェットエンジン搭載機は自力で滑走路から離陸することができません。これが、ガスタービンエンジンファミリーの一員であるターボジェットの利点です。ターボジェットは、エンジンの動きだけで流入する空気の流れを圧縮するのではなく、流入する空気を圧縮し、離陸時や低速時にエンジンが作動できるようにする追加の回転機械を備えています。巡航飛行中のマッハ3～3.5の速度では、ターボジェットはタービンブレードの温度制限のために作動できませんが、この設計では、ターボジェットとラムジェットの両方の優れた特徴を1つのエンジンに組み合わせることで、ゼロ速度からマッハ3を超える速度まで作動することができます。^{[ 6 ]}

• ケレブロック、ジャック・L. (1992).航空機エンジンとガスタービン（第2 版）. マサチューセッツ州ケンブリッジ：MITプレス. ISBN 978-0-262-11162-1。
• ハイザー、ウィリアム・H.、プ​​ラット、デイビッド・T. (1994).極超音速空気吸入推進。AIAA教育シリーズ。ワシントンDC：アメリカ航空宇宙学会。ISBN 1-56347-035-7。