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解決済みの質問

自動車はなぜジェットエンジンにしないの?

 航空機ではプロペラ機やヘリコプターもジェットエンジン(ターボプロップ及びターボシャフト)が主流ですが、自動車にジェットエンジンを利用しないのは何故なのでしょうか?(試作車ならあるのかもしれませんが、市販車は無いですよね)

 航空機部門のある三菱やスバルあたりが作ってもよさそうに思うのですが、大きさや、騒音などで技術的に難しいのでしょうか?

投稿日時 - 2003-10-14 02:36:23

QNo.679060

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

>大きさや、騒音などで技術的に難しいのでしょうか?

『大きさ』は、ジェットエンジン全般にガソリンや軽油を燃料とするレシプロエンジンよりは小型軽量だと思います。
ヘリコプター用のターボシャフトエンジン(約550馬力)で重量わずか94kgというものもあり(フランス・チュルボメカ社TM3191M)、レシプロエンジンに比べ、小型・軽量・大出力のターボシャフトエンジンが実用化されたことで、ヘリコプターが民間でも使われるようになったわけですから。(それ以前は、ほとんどがレシプロエンジンを搭載した軍用ヘリ)

『騒音』も、ターボプロップやターボシャフトの構造から見て、直接燃焼ガスを後方に噴射して飛行するターボジェットやターボファンに比べれば、低減化は容易だと思います。若干の出力の低下を我慢すれば、所謂マフラーのような物を付けることも可能でしょう。(この点に関しては、ANo.#4の方以外は、ターボジェット・ターボファンとターボプロップ・ターボシャフトの構造の区別がついていないようです。)

やはり、一番の理由は『燃費』でしょう。

航空機用ターボプロップ/ターボシャフトエンジンの燃料消費量(50~100μg/J。一般的にターボシャフトの方が多い)から、大雑把に計算して、ターボプロップやターボシャフトを搭載した自動車の燃費は、良くても1km/リットルくらいになるのではないかと思います。
(1J=2.68452×10^6HPh、ジェット燃料の比重を0.8として、100馬力の出力で1時間走行すると、約20~40リットルを消費するという計算になります。)

ちなみに、一般的な自動車ではありませんが、アメリカ陸軍のM1A1戦車には、アブコライカミングAGT-1500C(1,500HP/3,000rpm、重量約1.1t)ターボシャフトエンジンが使われていますし、戦車のトランスミッションは普通乗用車以上に複雑ですから、作る気さえあれば作れるだけの技術は既にあるわけです。(軍用車両だから、燃費が悪くても(路上走行時250m/リットル)、許されるわけで、市販車で1km以下/リットルなんて到底許されない数字でしょう。)

投稿日時 - 2003-10-14 08:40:49

お礼

質問のジェットエンジンを理解していただきありがとうございます。

>ターボプロップやターボシャフトを搭載した自動車の燃費は、良くても1km/リットルくらいになるのではないかと思います

そんなに悪いのですか!
国際線用の旅客機の燃費を計算(気流などの影響を無視して、飛行時間・輸送量・輸送距離)を簡単に計算したら、自動車と遜色ないかなと思いましたが、旅客機は高速で、しかも信号待ちなど無いからそうなったのかもしれません。

今後、技術が向上し燃費が、2~3倍に伸びたとしても、これでは話になりませんね。

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 10:37:34

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回答(7)

ANo.7

他の方々が述べられているように、ジェットエンジンは自動車に用いるにはその特性上問題が多すぎるのです。確かにジェットエンジンは軽量で大出力が得られるエンジンですが、陸上の交通に使うにはその噴射の速度と車両の速度の差があまりにも大きすぎるため、推進効率が極めて低くなってしまいます。航空機でも飛行速度の遅いものではジェットよりもプロペラのほうが推進効率がよいという理由でプロペラが使われますし、旅客機などに使われるターボファンエンジンなども高速のジェットを噴射するよりも速度の遅い(飛行速度に近い)大量のエアを噴射したほうが効率がよいので採用されています。地上をせいぜい百数十キロ程度で走る乗り物である自動車に使用するには、車体に対して不釣合いなほど大きな噴射口から低速の大量のジェットを噴射する必要が出てきて、とても現実的とは言えないでしょう。

レスポンスの問題も重大な課題です。ジェットエンジンのような速度型エンジン(燃焼ガスの速度エネルギーを利用するエンジン)では、一定の回転数を外れると極端に効率が悪くなるのが一般的です。自動車のように絶えず回転数の変化を強いられるような用途にはまるで不向きである上に、回転数の変化も俊敏に行うことは難しいのです。ジェットエンジンでは出力の調整は燃料の流量によって行われますが、瞬時に大きな出力が必要だからといっていきなり大量の燃料を送り込むと燃焼室の温度が異常に高くなりエンジンを破壊してしまいます。

また、高温で高速のジェットを噴射するような車両が街中を走った場合の危険性もあります。周囲に燃えやすいものがあれば、直接火災の原因にもなりますし、ジェットに直接人が触れるようなことがあれば大火傷や高速のジェットで吹き飛ばされるなどの事故も起こるでしょう。騒音の問題も重大です。ジェットの速度を利用するエンジンである以上、マフラーなどの消音機を装着することは事実上不可能ですし、仮に何かの方法でマフラーを装着してエンジン内部の騒音を消音できても、マフラーの出口からの高速のジェットが再び騒音を発生してしまうので無意味です。また、高温での連続燃焼が起こるためNOxの排出が多く公害問題も絡んできます。

ジェットエンジンよりは、ガスタービン(ターボシャフト)エンジンのほうが、まだ実用化される可能性は高いでしょう。このエンジンは基本的にはジェットエンジンと同じですが、ジェットの噴射を直接推進力として使うのではなく、ジェットの噴射口に出力用のタービンを設けタービンの回転として出力を得るエンジンです。エネルギーの回収をタービンで行うため消音機の取り付けも可能ですし、高速のジェットを外部に噴射することもありません。ヘリコプターや船舶・プロペラ機や発電用のエンジンとして広く用いられています。このエンジンも容積型(ピストンなど用いる普通のエンジン)エンジンに比べ小型軽量で大出力が得られ、一定の回転数でまわしているのであれば熱効率も高いのが特徴です。ある一定の回転数でのみの運転であればガソリンエンジンやディーゼルエンジンより同じ出力での燃費はよいのですが、回転数が効率のよい範囲を外れてしまうと極端に効率が落ちてしまいます。そのためヘリコプターや航空機・船舶や発電用などの一定の回転数での運転が可能(これらの物はエンジンの回転数を変えずにローターやプロペラのピッチを変えることで速度などを変えてい増すし、発電機では回転数は常に一定であるほうが好ましい)な機械では多数の採用例があるのです。自動車でも実験的な試みはなされていますが、レスポンスの問題
や有効な回転域の狭さの問題が解決できないようで、実用にいたっていません。直接エンジンの出力を駆動力に使うのではなく、ガスタービンエンジンで発電機を回しその電力でモーターを回すという方法での実験車ではかなり高い動力性能と高燃費を記録した物もあるようです。ただ、現在ではEVやFCEVの研究のほうが盛んで、このタイプの物の研究は下火のようです。個人的にはガスタービンエンジンと電気モーターを用いたハイブリッド車は興味がありますが・・・

投稿日時 - 2003-10-14 09:38:55

お礼

航空機のカテが無いので、車のカテで質問しましたが、ジェットエンジンと書くと、多くの方がジェット噴流で推進するターボジェットやターボファンエンジンと思われ、ジェット後流の危険を指摘するご回答が多かったのですが、ターボプロップのようにドライブシャフトをジェットで回転させ、タイヤで駆動させれば走行には問題ないと思います。

やはり問題は、レスポンスと燃費でしょうか。

この質問を思いついたのは、近年各分野の技術革新(接触式のアナログレコードから、非接触式のCDの出現、飛行機のレシプロからジェットへの変換、真空管からIC・MOSなどその他沢山)がある中で自動車の動力は原理的に100年以上変っていないので、どうしてかなぁと単純な動機からでした。

別の見方をすれば、自動車は早い時期に完成の域に達していたということかもしれませんね。

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 10:57:12

ANo.5

試作車と言うか海外のゼロヨン車には存在します。

しかし、次の理由で市販はまずないでしょう。

1.構造上コーナーを曲がるのが難しい。エンジンより後方に「ジェット噴射」と言われる推進力が生まれるので地上では「直進」ならともかく曲がれない(笑)。

2.騒音。他の回答者も書かれているようにジェットエンジンには構造上「消音機」が役に立たない(と言うか「ジェット噴射」が発生するので付けられない)ので静かにするのは難しい。(技術的には不可能では無いにしても、ただでさえ高いエンジンが更に高くなる)

3.燃費が違う。ゼロヨンに使われるエンジンは100m/L(1Lで100m)前後で50L積んでも5kmしか走れない(笑)。改良してもガソリン車の燃費には遠く及ばない。

4.「騒音・燃費・排気」の三つがガソリン車に遠く及ばない。ガソリン車はもちろんディーゼル車も「環境」に適した車を車を作らないといけない時代に実用化は不可能。(作ってもコストがかかるので1000万以下では作れないし「車検」の排ガス規制に通らないので実用化出来ない)


技術的には自動車にも載せられます。しかし、上記の理由で「車検」の通らない車ではあるし、マーチクラスを作ったとしても1000万円以上する(「車検」の通る車にしようとすると下手すると「億」以上)のでは誰も買わないような車を作っても意味が無いので市販化は無いでしょう。これからは、燃料電池車が普及し「より静かによりクリーンに」に移行していくと思います。

投稿日時 - 2003-10-14 04:29:17

お礼

>エンジンより後方に「ジェット噴射」と言われる推進力が生まれるので地上では「直進」ならともかく曲がれない。

ジェットエンジンと言っても、戦闘機やジャンボジェットの様に直接ジェット噴流で走らせるのではなく、プロペラ機に使用しているジェットエンジン(ターボプロップ)を小型化して、プロペラの代りにタイヤを付け、タイヤで推進させるのですから、問題ないと思いますが・・・。

>3.燃費が違う
燃費については、よくわかりませんが、ジェットエンジンはレシプロより効率が高いと思うので、レシプロより小さくても同じ出力・トルクを得られるのではないでしょうか?まして、灯油(ケロシン)はガソリンより値段が安いですから。そうであれば、結果的にはそれほど燃費は悪くならないと思いますがどうでしょうか?

コストは、これもわからないですが、大量生産すれば何とかならないかな。車検も法整備が必要になりますね。

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 10:15:29

ANo.4

まずはジェットエンジンは制御が難しいです。
通常のエンジンと違ってレスポンスは遅いですので車なんかに使うには実用性に欠けます。


>プロペラ機やヘリコプターもジェットエンジン(ターボプロップ及びターボシャフト)が主流ですが、

この辺が問題ですね。ターボプロップとかと戦闘機なんかのジェットエンジンを同じにすると前出の解答のようになるのでしょうが。
ある意味ではターボプロップの構造はターボ搭載エンジンの車の構造と近いです。

どちらにせよ車と航空機との構造と制御の関係で向き不向きがあるということです。

投稿日時 - 2003-10-14 04:14:59

お礼

>通常のエンジンと違ってレスポンスは遅いですので車なんかに使うには実用性に欠けます。

なるほど。たしかにレスポンスは遅そうですね。気づきませんでした。

>ターボプロップの構造はターボ搭載エンジンの車の構造と近いです。
仰るとおりだと思います。

やはり、制御ですか。
自動車は、航空機と違って、発進・停止の頻度が高く、追越しや危険回避のためには反応が早い必要がありますね。

ジェットエンジンは、灯油(ストーブなどに使うのとは多少違いますが)が燃料なので、自動車用ができれば、燃費が安くなると思ったのですが、うまくいかないのでしょうね。

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 10:00:30

ANo.3

こんばんは、

簡単にお答えしますね。

1.危ない 後ろに人がいたら黒こげです。
2.燃費が悪すぎる
3.騒音がひどすぎる
5.市販したとして、採算がとれない
6.タイヤが駆動して進む訳ではないので操縦性に難あり過ぎ
7.バックはどうやってするのか?逆噴射?
8.後ろを走っている車が焼けちゃう
9.ジェットエンジンがでかいので積むのが大変

など、難点を挙げたらきりがありません。
ジェットエンジンを積んだ車が登場するのは、
海外のドラッグカーレースくらいではないでしょうか?

投稿日時 - 2003-10-14 03:55:06

お礼

>1.危ない 後ろに人がいたら黒こげです。
>8.後ろを走っている車が焼けちゃう
直接ジェット噴流で進むわけではないのに危険ですか?

>6.タイヤが駆動して進む訳ではないので操縦性に難あり過ぎ
タイヤを駆動させて進むのです。(質問の書き方が悪かったかもしれませんね。今はプロペラ機もジェットでプロペラを回転させており、プロペラの代りにタイヤを付けると思ってください)

>7.バックはどうやってするのか?逆噴射?
駆動はタイヤなので現行の自動車と同じように、ギヤを1つかませます。

質問の書き方が悪かったかもしれませんね。ジェットエンジンといっても、ジェット噴流で進むだけがジェットエンジンではなく、今はプロペラ機もジェットでプロペラを回転させており、いわば、シャフトの回転をジェットで行うか、ピストンで行うかの違いなんですが・・・。プロペラの代りにタイヤを付けると思ってください。

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 09:50:59

ANo.2

>騒音

小さい,模型用のジェットエンジンでさえ凄い騒音がしま
す。
(録音されたファイルを聞く機会があったのですが,
それでも完全にレベルメーターで±0dbを振り切っていました。)

ちょっと強い推力5kgmfのジェットエンジンでも
http://www.cis.fukuoka-u.ac.jp/~ymgt/st_mjet.htm
コレだけの騒音対策設備が必要になります。

それが1トン近い車両を動かす時になると,
とてつもない騒音になります。

もしも街中で走らせたとしたならば…
少なくとも乗っている人には緊急車両の音は聴こえないでしょうね。

投稿日時 - 2003-10-14 03:08:44

お礼

>模型用のジェットエンジンでさえ凄い騒音がします。

昔、私はUコン機を飛ばしていましたが、当時すでに模型用のジェットエンジンがありました。
実際の音は聞いたこと無いのですが、確かにすごい音がすると雑誌で読んだ記憶があります。

でも、これも#1さんのお礼欄に記入したように、ジェット噴流で推進するタイプのエンジンなので、プロペラ機に使用しているジェットエンジンなら、そこまでうるさくはならないのではないでしょうか?

それと、模型用は小型の通常エンジン(2スト)でも、かなりカン高くうるさいですよね。模型用のあの音から、そのまま1000cc程度にスケールアップし自動車のエンジンを想定したら、聞くに堪えないと思ってしまいますが、そうではありませんし、実際の自動車のエンジンもマフラーをはずせば、かなり大きい音だと思いますが、どうでしょうか?

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 09:37:56

ANo.1

あのね~
ジェットエンジンて如何ゆう物か知っているの?
ジェットエンジンはマッハ1付近で一番実力を発揮するエンジンなのです。
通常、自動車は100キロ程度しかスピードを出さないので、その位のスピードではエンジンが非常に不安定でエンストを起こしたり、燃費も大変悪く、使い物にならないと思います。
どんなに良い物でも使う場所を間違えると無用の長物に成ってしまうという見本みたいな物ですね。
レースカーにはジェットを積んだ物も有ります。
また、余談ですが新宿の地下には大型のターボジェットがあり、新宿界隈の冷暖房をそれにより賄っているそうです。
あと、確かに排気ガスや騒音の問題もあるし、車に載るほど小さくするのも大変でしょう。

投稿日時 - 2003-10-14 03:08:16

お礼

騒音や大きさがネックになるとは思いましたが、やはりそうでしょうね。

>ジェットエンジンはマッハ1付近で一番実力を発揮するエンジンなのです。

プロペラ機で例えると何回転くらいですか?
YS-11は音速どころか、せいぜい時速350Km程度だったと思いますが。

質問の内容は、ジェットエンジンと言っても、戦闘機やジャンボジェットの様に直接ジェット噴流で走らせるのではなく、プロペラ機に使用しているジェットエンジンを小型化して、プロペラの代りにタイヤを付ければ可能じゃないかなと思ったからですが・・・

ご回答ありがとうございました。

投稿日時 - 2003-10-14 09:35:06

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