ご存知ですか: マクドネル・ダグラスはMD-90にプロファン・エンジンを搭載することを検討していました

それでも

標準の -30、-30ER、および -30IGW を含む複数のバージョンの MD-90 を製造しましたが、同社はさらに多くのバージョンを提案しました。ロサンゼルス・タイムズ紙によると、彼らは乗客約114人を収容できる-10のような短いタイプと、最大180席の拡張オプションである-40を検討したという。しかし、航空機メーカーが研究に注力した非常に奇妙な設計が 1 つありました。プロファンエンジンを搭載したMD-94X.

写真：NASA |ウィキメディア・コモンズ

プロファンは、他のエンジンに比べて効率が高く、比較的単純であることから、数十年前に市場に大きな影響を与えると予想されていたタイプの発電所であり、業界最大の技術的進歩となった可能性があります。しかし、さまざまな要因が最終的にプロファンエンジンの可能性を制限してしまいました。その結果、ほとんどの実験的プロジェクトは廃止されました.

MD-94X は、30% 近くを超える前例のない効率向上を約束しており、ジェット燃料価格が高止まりしていれば、航空機には長期的な将来があったかもしれません。それにもかかわらず、燃料価格の引き下げによりメーカーはプログラムを中止することになった。このユニークな航空機とそれが提供するすべてを詳しく見てみましょう。

新しい種類のエンジンを搭載した新しい航空機

マクドネル・ダグラスは、革新をもたらし、ボーイングの潜在的な7J7プロファン航空機と競合し、燃料コストを削減することを期待して、ゼネラル・エレクトリックと協力して、開発中のGE36アンダクトファン（UDF）エンジンをMD-80の派生モデルに搭載しました。 GE の GE36 は NASA によって開始された研究に基づいており、727 に代わる上記の 7J7 での使用に最適なエンジンでした。提案されている MD-90 航空機にはプラット・アンド・ホイットニー/アリソン 578-DX プロファン・エンジンが検討されたことは注目に値しますが、さまざまな複雑さのため GE が勝ちました。

写真：ダッチ |ウィメディア・コモンズ

GE36 デモンストレーション モデルの開発における重要な要素は、薄くても堅牢な湾曲したエンジン ブレードの製造を容易にする、強力な強度を備えた新開発の複合材料でした。プロトタイプのエンジンは以前ボーイング 727 に搭載され、数十回飛行しました。しかし、マクドネル・ダグラスとGEは正式かつ非常に希望の持てる計画を進め、エンジンと航空機の間のプロジェクトに12億ドル近くをつぎ込んだ。

従来のエンジンとは異なる独自のコンセプト

プロファンのようなオープンローター エンジンは、ターボファン ジェット エンジンの性能とターボプロップの燃料効率を組み合わせようとするハイブリッド パワープラントです。ファンブレードが露出したこのエンジンは、空気を送り込むためのダクトが著しく欠如している点を除き、ターボファンと非常によく似た構造を備えています。

MD-94X に搭載されているものと同様、プロファン エンジンは、大きくねじれた短いファン ブレードを特徴とし、多くの場合、複合材などの高度な軽量素材で作られています。これらのブレードはプロペラに似ており、燃料コストの数分の一でジェット エンジンと同様の速度を達成できます。これらのエンジンには二重反転ブレードが搭載されていることが多く、これにより効率が向上し、空気力学のバランスが保たれます。ファンブレードが露出しているため、これらのエンジンの清掃やオーバーホールが容易になる可能性もあります。

プロファンエンジンとターボファンの間にはいくつかの重要な違いがあることがすぐにわかります。そのうち最も重要なものは次の 4 つです。

1. ブレード構成
2. 超高バイパス比
3. 中間走行時の動作速度
4. 騒音レベル

プロファンエンジンの独特なブレード構成についてはすでに説明しましたが、これらのパワープラントは高いバイパス比も備えており、これはより高い動作効率と相関しています。さらに、この種のエンジンは航空機を中速速度まで押し上げ、ターボファンを搭載した航空機の速度には及ばないものの、ターボプロップの数値を上回ります。最後に、プロファンの騒音レベルも高くなります。

全体として、プロファンエンジンは有望に見え、航空会社にとって燃料コストを削減する魅力的な方法であった可能性があります。これを念頭に置いて、マクドネル・ダグラスはすぐにプロファンを動力とする航空機の製造に着手しました。これらのエンジンの可能性に気づいたのはアメリカのメーカーだけではなく、多くのマクドネル・ダグラスの競合他社もプロファン動力の実験用航空機の研究に資金をつぎ込んでいた。

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たった1年で大きな進歩があった

この航空機には160人から180人の乗客が座ることができるキャビンの構成に応じて、カナードノーズプレーン、サイドスティック飛行制御など、当時の先進技術を備えています。 1987 年 4 月 5 日、このプロジェクトに関与した最初のテストベッド MD-80 の左側には概念実証の GE36 が搭載されましたが、右側には依然として従来のジェット エンジンが搭載されていました。このようにして、両社はデータを収集し、キャビンの騒音、振動、そして最も重要なことに、このエンジンタイプの特徴である燃費の違いを比較することができました。

写真：アンドリュー・トーマス |ウィキメディア・コモンズ

不一致のエンジンを搭載したこの実験航空機は、1987 年 5 月 18 日に最初の研究飛行のために空に飛び立った。まず GE36 に 8 ブレードのアンダクト ファン 2 基を搭載し、次に前部ファンに 10 ブレード、後部ファンに 8 ブレードを搭載してテストした。後者の構成には問題があったため、マクドネル・ダグラスとGEは、飛行数を増やす前に元の設計に戻しました。機械的な問題はあったものの、彼らは航空機が 1992 年までに認証を取得できると確信していました。

クライマックスとは逆の結末

1988 年 3 月 25 日までにテストは完了し、実験用 MD-80 は 93 回の飛行で 165 時間の飛行を達成し、最高マッハ 0.865 の速度、最高 37,000 フィートの高度で飛行しました。その成果、デモ機、そして自信をもとに、両社は MD-80 を北米から英国まで飛行させ、1988 年のファンボロー国際航空ショーで一般公開することになりました。彼らの計画の一部には、デモンストレーション飛行を提供しながら航空会社へのマーケティングを開始することが含まれていましたが、話はこれで終わりです。

AP通信によると40% 近くの燃料消費量削減という約束は、1 人の顧客に旅客機の購入を説得するには十分ではありませんでした。この売上不振は、問題が自然に解決したためである可能性があります。インフレを調整すると、1980 年 5 月の石油 1 バレルあたりのコストは約 140 ドルでしたが、5 年後も依然として高値で約 83 ドルでした。

しかし、価格はその後数か月間で 30 ドルまで大幅に下落し、その後数年間は低価格のままでした。今後数年間に予期せぬ機械的および安全性の問題が発生する可能性がある真新しいエンジン技術に投資する必要性はもはやなくなり、当時の医学博士副社長ジョン・ウルフは次のように述べています。

「私たちの顧客は、それを購入することに興味がないと言いました。」