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次世代超合金開発-科学技術学術政策研究所(NISTEP)
２０１０年４月２２日 次世代超合金開発 ～航空ニッポン復活を願って～ 独立行政法人 物質・材料研究機構 超耐熱材料センター ロールス・ロイス航空宇宙材料センター（兼務） 原田広史 高効率中型機ボーイング787 超高効率エンジン開発が不可欠 超高効率エンジン GE Rolls Royce (JAL機に採用) (ANA機に採用) ボーイング787のCO2削減効果予測 東京-札幌間の乗客1名あたりCO2発生量 2010- ANA機内誌より ジェットエンジンの仕組み （ファンジェットエンジン） 推力の9０％ 同10% タービンブレード • 熱膨張した燃焼ガスの圧力を回転力に変えてファンを 回し、推力の大部分を得る • 燃焼ガス温度を上げるほど効率向上（=燃費改善） • タービンブレードの耐熱性向上が必要 離陸時の燃焼ガス温度は1600℃以上 タービンブレード （ニッケルベース超合金の融点は1350℃） ・内部空冷（精密鋳造による中空鋳物） ・セラミック遮熱コーティング（YSZ） ・フィルム冷却（表面への空気吹きだし） メタル温度を～1050℃にコントロール 空冷は効率ロスの原因 超合金の耐用温度40℃向上（冷却空気減 少）ごとに1％ずつ効率向上（１機1年1億円 ｍ 以上の燃費削減） ｍ ０ ２ １ 超合金タービンブレードの進化 Ni （ベース）-Co-Cr-Mo-W-Al-Ta- （Re-Ru）合金 ミクロ構造 普通鋳造 一方向凝固 単結晶凝固 （多結晶） （柱結晶） （単結晶） タービンブレードの鋳造方法 普通鋳造 一方向凝固 単結晶凝固 溶かして 流し込む 加熱 コイル 結晶成長 結晶成長 結晶成長
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