ジェット・エンジンを構成する部品のうち、燃焼室の直後にある高圧タービン部はもっとも過酷な運用環境にある。なにしろ高温の燃焼ガスが直撃するのだから、圧力は高く、温度も1,000度を優に超える。そこで、ブレードの内部を中空にして冷却用の空気を通している、という話は→第20回「航空機の動力系統(7)2スプール・3スプール・GTF」で紹介したことがある。
今回は、エンジンの内視鏡検査にまつわるあれこれを説明してみたい。→連載「航空機の技術とメカニズムの裏側」のこれまでの回はこちらを参照。
中空部分も検査しなければならない
ブレードの中空部分に異物や加工不良があると、放熱が適切に行われなくなり、エンジンの故障につながる可能性がある。また、運用している間に傷が生じれば、エンジンの破損という一大事も考えられる。実際、タービン・ブレード、あるいはそれを取り付けるディスクが破損する事故の事例がある。
ところが内部の中空構造が相手だから、外から見ても状態が分からない。そこで内視鏡(ボアスコープ)による検査を実施している。しかし、これも簡単な仕事ではないそうだ。
まず、エンジン内部に入り込めるぐらい細い挿入部でなければ使えない。しかも冷却用流路は複雑な形状・構造になっているから、一直線に進むだけでは仕事にならず、曲げも必要になる。そして画質が良くなければ、内部の状態を正確に把握できない。それでは検査にならない。
そこで、内視鏡でおなじみのオリンパスは、直径3mmのミニボアスコープよりも細い、挿入部の外径が2.4mmしかない細径のボアスコープを開発した。これには、グラスファイバーを束ねたファイバースコープ・タイプと、撮像素子を内蔵したビデオスコープ・タイプがある。先端部の湾曲が可能になっているのもポイントだという。
ところが、ファイバースコープはグラスファイバーの束を通して映像を得る形になるため、ファイバーの網まで見えてしまうのだそうだ。一方、ビデオスコープはそうした問題がないという。また、映像を電気的に増幅することで、照明の光量が限られていても鮮明な映像を得られるのだそうだ。
航空機の技術とメカニズムの裏側 第464回 最近の時事ネタ(17)Open Fanとデジタル・エンジニアリング
