構造設計

民間航空機エンジンでは、大型化するファン構造の軽量化が高分子マトリックス複合材料（PMC：Polymer Matrix Composite）の適用により進められた。安価なガラス繊維強化プラスチック（GFRP）や高強度の炭素繊維強化プラスチック（GFRP）など、用いる強化繊維により様々な特性が発現される。中でも、CFRPは軽量（比重：約2.0）、高強度、高剛性であり、航空機の機体に始まり、ターボファンエンジンのファン部品への適用が進められた。

現在、商用機の航空機エンジンの主流はターボファン・エンジンと呼ばれ、圧縮機の前にファンを設置してエンジン外側を迂回させて流す空気と、エンジン内側で燃焼させてから排出する空気に使い分けている。ファンのみを通過する空気流入量とエンジンで使用する空気流入量の比率はバイパス比と呼ばれ、ボーイング787機のエンジンではバイパス比が9程度と高く、燃費効率に優れている。

2021年10月に国際航空運送協会（IATA）、2022年10月に国際民間航空機関（ICAO）で、「2050年カーボンニュートラル達成」の国際的な目標が合意された。日本も国際航空分野において2050年までにカーボンニュートラルを達成することを公式に宣言しており、航空分野におけるCO2削減の動きが活発化している。この目標達成には、「SAFの活用」、「新技術の導入」、「運航方式の改善」を組み合わせる必要が示唆されているが、鍵を握る航空機ジェットエンジンの開発現状について、構造材料の切り口から観てみよう。