ﾈ-20 タービンの履歴

昨日公開した日本初のジェットエンジンネ-20のタービンに見られた割れについて、原因その他詳細はわかりかねますが、手元にある資料から、このタービンの履歴をたどることで、考える手がかりを探ってみたいと思います。

タービンとブレードは溶接によって接合されていました。右の図は、石澤和彦著「橘花　日本初のジェットエンジン　ネ20の技術的検証」三樹書房（2006）　に掲載されているものです。溶接によるひずみを軽減するために、φ1.5ｍｍの銅線を埋め込むかたちで溶接されています。

ﾈ-20開発の中心人物である永野治氏の「ガスタービンの研究」鳳文書林（1953）には、ブレードの固定方式について

「ﾈ-20に於いて振動による翼亀裂対策のひとつとして一度振動減衰効果を期待して丸棒挿入方式を用いてみたけれども、充分な比較検討を行う前に溶接式のもので耐震強度充分となったので、生産には手馴れた溶接式を採った。」

と記述されています。

「ガスタービンの研究」には、タービンのブレード後縁から生じるクラックに対する検討対策が詳しく書かれています。

ﾈ-20はわずか7.5ヶ月間という短い開発期間で1945年（昭和20年）8月7日千葉県木更津で12分間の初飛行に成功したものの、終戦によって大部分が廃棄されて、一部が米軍によって接収されました。

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米国に渡ったﾈ-20は、1946年3月に米海軍からクライスラー社に払い下げられて、クライスラー社がガスタービンエンジンを開発してゆくための資料として、運転試験にかけられました。

クライスラー社は、運転試験に先立って分解検査を行っていますが、タービンのザイグロ（蛍光浸透）検査も行っています。それによると、タービンにはすでに次の3つの種類のクラックが入っていた、とのことです。

①.タービンブレード後縁根元付近の横方向のクラック

②タービンブレード溶接部の円周方向のクラック

③タービンブレード同士の接合部の隙間から半径方向内側に伸びるクラック

このうち、①と③が運転試験期間中に成長したことが確認されています。特に①のクラックが、第10回目の運転試験終了後（総運転時間4時間7分）大きくなっているのが確認されて、別に払い下げられていたもう一台のネ-20のタービンと交換されています。

取り外された、タービンは破壊に至るまでのスピンテストに供されています。

新たに取り付けられたタービンは、事前のザイグロ検査ではクラックは確認されませんでした。その後12回延べ7時間39分の試験が行われましたが、この試験後の検査では、クラックは確認されていません。

クライスラー社で二個一にされたﾈ-20が、現在IHI昭島に保管されているエンジンであると確認されています。

クライスラー社で試験を終わったエンジンは、放出されてジャンクショップにあったものをノースロップ工科大学が手に入れます。ノースロップ工科大学でも、アイドル運転程度の試験を行っているようです。

日本に帰ってきてからは火を入れていませんので、確認されたクラックは、クライスラー社以後日本に帰ってくる（1973年10月）までの間に入ったものだと考えられます。クライスラー社で確認されたクラックの種類のうち、今回の写真で確認できるのは、③のものです。

参考文献

石澤和彦：「橘花　日本初のジェットエンジン　ネ20の技術的検証」三樹書房（2006）

永野治：「ガスタービンの研究」鳳文書林（1953）