飛行機の燃料(5)燃費改善と空力対策

これまで、主として燃料を「積む」場面に関する話を取り上げてきた。軍用機でも民航機でも、長い時間、あるいは長い距離を飛行するには、できるだけ燃料を多く積みたいところだが、そうすると機体が重くなる。クルマも同じだが、燃費を良くすることも同じように重要だ。そこで今回は、飛行機における燃費改善について考えてみたい。

どうすれば燃費が良くなるのか

まず、真っ先に思いつくのはエンジンの改善であろう。同じ推進力を、より少ない燃料消費で発揮できれば、結果として燃費が向上する。高バイパス比のターボファン・エンジンは、それを実現するための究極の姿であるといえる。

もう1つの燃費改善施策は、抵抗の低減である。飛行機が飛ぶ際に発生する抵抗は主として空力的なものだが、細かく分けるといろいろな種類がある。例えば、機体の形状に関わる抵抗があれば、機体の表面を流れる空気流に起因する摩擦抵抗もある。

「えっ」というところでは、機体表面の塗装がある。塗装をはがして塗り直すと表面の平滑度が増して、摩擦抵抗が減るので燃費の改善につながる。それによって得られる燃料費の節減効果で、塗装にかかる費用のモトがとれるという話もあるぐらいだからすごい。

なにしろ、機体の表面を水洗いして汚れを落とすだけでも燃料消費がコンマ何パーセントか減る、なんていう話もあるぐらいだ。そこら辺の乗用車と違い、スピードが速い上に燃料消費の絶対量が多いから、摩擦抵抗低減の効果も大きいわけだ。

ただし軍用機の場合、表面がツルツル・ピカピカだと光を反射しやすくなって存在を暴露する原因を作るので、ツヤ消し塗装が一般的である。たぶん、ツルツル・ピカピカの民航機と比べると抵抗が大きいだろう。もっとも、戦闘機なら表面積は小さいから、まだマシ。厄介なのは大型の輸送機や爆撃機であろう。

極端なことをいえば、塗装すると塗料の分だけ機体が重くなるわけだから、塗装なんかはがしてしまえ、ということになりかねない。実際、記録に挑戦する場面で「機体を少しでも軽くしたい」といって塗装をはがした事例はある。しかし、それでは機体が長持ちしないので、これは「最後の手段」である。

塗装だけでもこんな調子だから、無論、機体の表面が凸凹しているのはよろしくない。突出物があったり、窓や扉のところが凹んだりしていれば、塗装とか機体の汚れとかいうのとは桁が違うレベルで抵抗が増えてしまう。だから、空港でスポットに居並ぶ旅客機を見てみるといい。表面は凸凹が極力抑えられたツルンツルンである。

ただし、そういう話になると軍用機はいささか様相を異にする。武器や増槽などの「吊るしもの」が不可欠だ。また、自らの身を護るための電子戦装置のアンテナ、通信するためのアンテナ、敵を探知・識別するためのセンサー機器など、機体の表面に突出する「ひっつきもの」がたくさんある。

当然、「吊るしもの」や「ひっつきもの」は抵抗を増やして燃費を悪化させる要素になるが、任務を果たすことの方が優先される。その辺は、経済性がとことん重んじられる民航機と違う。