ハインケル HeS 3

ハインケル HeS 3: 歴史に名を刻んだ初のターボジェットエンジン

ハインケル HeS 3（Heinkel Strahltriebwerk 3）は、世界初のターボジェットエンジンとして名を馳せ、単体での飛行に成功した歴史的な機械です。この革新は、1930年代にドイツでの航空技術が飛躍的に進化する過程の一環として生まれました。

背景

イギリス空軍の士官、フランク・ホイットル（Frank Whittle）によって1929年に出願された遠心式ターボジェットエンジンに関する特許は、当時の航空界に大きな影響を与えました。ホイットルの発明に触発されたのは、ゲッティンゲン大学で流体力学を学んでいた学生、ハンス・フォン・オハイン（Hans von Ohain）でした。彼はホイットルの設計よりもシンプルな単板斜流ラジアルタービンのアイデアを発表し、1933年には特許を取得しました。オハインは、友人の経営する自動車整備工場を借りてジェットエンジンの実験を始めました。

彼はその後、ハインケル社に採用され、ホイットルとほぼ同時にHeS 1の開発をスタートさせました。初号機では、気体水素を用いた高速燃焼が可能でしたが、続く実験では揮発油への対応が求められ、多くの問題に直面しました。

世界初のジェットエンジン

オハインの開発チームは、ホイットルに比べて恵まれた環境でHeS 3の設計に取り組みました。初期のデザインはHeS 1に類似しつつ、8枚のブレードからなる単段のインデューサーを備えたものでした。このインデューサーは、吸入される空気に運動エネルギーを与えることで流入損失を軽減する役割を果たしました。

1938年3月には試験が行われましたが、燃焼室の配置には問題があり、不完全燃焼を引き起こしてしまいました。その後、HeS 3は再設計されHeS 3bとなります。この改良では燃焼室が遠心圧縮機の前方に配置され、燃料の混合と着火がより効果的に行えるようになりました。

HeS 3bは1939年初頭に完成し、He 118急降下爆撃機のプロトタイプに搭載されて飛行試験が行われました。この試験は極秘裏に実施され、プロペラ動力での離着陸の後、早朝にジェットエンジンを使う形式で行われました。しかし、最初のテストではタービンが焼損する結果となりました。

次に、二基目のHeS 3bはHe 178機体に搭載され、地上試験を経ずに即座に飛行試験へと進みます。1939年8月27日、テストパイロットのエーリヒ・ヴァルジッツ（Erich Warsitz）によって、世界初のジェット推進機としての初飛行に成功しました。この成果は、同社が開発したロケット推進機He 176の初飛行に約2ヶ月遅れたものの、ホイットルのグロスター E.28/39よりも1年半早いものでした。

性能と限界

しかし、HeS 3bにはいくつかの課題もありました。低出力や耐久性の不足から、最高速は計画値を下回る325 kt（600 km/h）に留まり、滞空時間も10分に制限されました。そのため、レシプロエンジン機に対する明確な優位性は示せませんでした。さらに、試作2号機（He 178 V2）では推力不足で離陸できないという問題が発生しました。最終的に、He 178はドイツ空軍博物館に展示されることになりましたが、1943年のベルリン大空襲で失われました。

仕様

• - HeS 3b:

- 寸法: 全長1.48 m, 直径0.93 m
- 重量: 360 kg
- 推力: 450 kgf (4.4 kN) @ 13,000 rpm かつ飛行速度800 km/h
- 圧力比: 2.8:1
- 燃料消費率: 2.16 lb/(lbf·h)

このように、ハインケルHeS 3は航空技術の歴史において重要な役割を果たし、その後のジェットエンジンの発展に繋がったことは間違いありません。

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