00Amin

موتورهای هوایی > به زبان ساده

امتیاز دادن به این موضوع:

6 ارسال ها در این موضوع

موتوری که ملخ هواگردها را به گردش در می اورد ممکن است یک موتورپیستونی ویا توربین گازی باشد. موتورهای پیستونی ازهمان نوع موتورهایی هستند که در اتوموبیل وموتورسیکلت نیز به کار میروند. ولیکن امروزه این نوع موتورها تنها در هواپیما های کم قدرت کاربرد دارند هواپیماهای بزرگ حمل ونقل < جنگنده ها وبمب افکنها >همگی از موتورهای توربین گازی استفاده می کنند. توربین گازی شبیه پنکه است با این تفاوت که مثل اسیاب بادی عمل میکند. بدنه اصلی توربین صفحه گرد یا چرخشی است که دور تا دورش از پرههای کوچکی تشکیل شده. گازهای داغی که ازاحتراق مخلوط سوخت وهوا درداخل موتور حاصل میشود با عبور از لابه لای این پره ها توربین را با سرعت و دقت قابل ملاحظهای میچرخاند . تنورها یا محفظه های احتراق موتور توربینی کم وبیش نظیر مشعل جوشکاری و یا اجاق گاز عمل مینمایند بدین معنی که چون سوخت دایمی دریافت میکنند لذا از لحظه روشن شدن موتور تا خاموشی ان همچنان شعله ور باقی میمانند. هوایی که داخل تنوره با سوخت کافی مخلوط وسوزانده می شود به شدت داغ گردیده وانبساط می یابد وچون فضای کافی ندارد لذا باسرعت وفشار فوق العاده زیادی به طرفه بیرون جریان پیدا نموده ودر سرراه خود با پره های توربین برخورد مینماید. حال ببینیم که هوای تنوره های موتور از کجا تامین میشود؟ در یک سر موتور توربین قرار گرفته ودر اثر جریان گازهای داغ ازمیان پره هایش به چرخش در میاید: ولی در سر دیگر موتور چرخ استوانه ای مهمی به نام < کمپرسور> قرار دارد که دور تا دور سطح جانبی ان را پره های کوچکی فرا گرفته است. گردش کمپروسور سبب میشود که این پره ها هوای مقابل موتور را به درون مکیده وبه قسمت احتراق هدایت کنند. در فاصله بین کمپروسور وتوربین تنوره های قسمت احتراق قرار دارند که با سوزاندن هوا گازهای مورد نیاز توربین را تامین میکنند. در موتورهای توربین داری که به ملخ نیز مجهز هستند (موتورهای توربوپراپ) توربین موتور دارای دو وظیفه است : نخست این که کمپرسور را میگرداند ودوم اینکه قدرت لازم را برای چرخاندن شفت ملخ تامین میکند. در اینگونه موارد توربین گازی دارای قدرتی است که برای چرخاندن کمپرسور هوا در دهانه موتور وچرخاندن ملخ در بیرون ان کافی است. لیکن جعبه دنده ای به نام <جعبه دنده تقلیل > هم لازم است تا از سرعت چرخش کم کند زیرا از نظر فنی بهترین سرعت چرخش برای توربین گازی 10تا 12 بار بیشتر از سرعت مطلوب برای چرخش ملخ است در بعضی موتورها دو توربین جداگانه کار گذاشته میشود : یکی برای چرخاندن کمپرسور ودیگری برای چرخاندن جعبه دنده ملخ. در این حالت شفت بین کمپرسور و توربین اول باید یک لوله توخالی باشد تا شفت بین جعبه دنده وتوربین دوم از داخل ان بگذرد. امروزه بیشتر هواپیماها از جت بدون ملخ استفاده می کنند. با این حال حتی در موتودهای جت معمولی هم از توربین گازی استفاده می کنند. نام صحیح این نوع موتورها<توربوجت>است. با توجه به این که موتورهای توربوجت بدون ملخ هستند.شاید با تعجب سوال کنید که : در این صورت توربین گازی به چه درد میخوره؟! در پاسخ باید گفت گرچه کاراصلی موتور توربوجت تولید گازهای جت در عقب خود است . ولی بدون تامین مداوم هوا برای قسمت احتراق غیر ممکن است . اینجاست که وجود یک کمپرسور مناسب ضروری بوده وساده ترین وراحترین روش برای کمپرسور استفاده از توربین است . بزرگترین امتیاز موتور جت ان است که نسبت به موتور پیستونی هم قدرت خود از وزن کمتر وسامانه های ساده تر برخوردار است. برگرفته از کتاب دانش پرواز برای همه
0

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر
قابلی نداشت. عکس مناسب در این زمینه نداشتم . ضمنا موتورهای جت به مراتب مطمعن تر هستند و برای افزایش قدرت انها موانع کمتری وجود دارد
0

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر
[size=18][/size]موتور هاي جتي كه در اكثر هواپيما ها استفاده مي شود(و موتور موشك كروز تام هاوك) از فشاري كه گاز هاي خروجي رو به عقب ايجاد مي كنند براي به پيش بردن هواگرد بهره مي برند ولي در گونه هاي جت ملخ دار(توربو پراپ ها) تمام قدرت گاز هاي خروجي موتور را توربين ها مي گيرند و به ملخ و كمپرسور ارائه مي دهند. در موتور بالگرد ها هم چنين فرآيندي رخ مي دهد.
براي موتور جت مورد استفاده هواپيما نسبت كنارگذر بسيار مهم و مورد توجه است. در هواپيما هاي تجاري(كه امكانش وجود دارد) قطر فن را بسيار زياد مي گيرند و در واقع به شكلي موتور توربو پراپ درست مي كنند. رسيدن به يك قدرت مشخص با فن مقرون به صرفه تر است نسبت به اين كه با سوزاندن مقدار زيادي سوخت و انبساط آن به نيرو مورد نياز دست پيدا كرد. هواي مورد نياز موتور تنها بخش كوچكي از حجم هواي جا به جا شده توسط فن را تشكيل مي دهد. بقيه هوا مانند عملكرد پنكه به عقب رانده مي شود تا با نيروي عكس العمل آن هواگرد به جلو رانده شود. بهترين وبه صرفه ترين نسبت كنارگذر موجود دوازده و نيم است(يعني هوايي كه از كنار موتور توسط فن جا به جا مي شود دوازده ونيم برابر هواييست كه از درون موتور عبور مي كند!) كه جنرال الكتريك توانسته براي موتور هاي غول پيكر مدرن وقوي دريم لاينر(بوئينگ777) و بعد از آن بوئينگ787 به آن دست پيدا كند.تفاوت اين مدل با جت ملخدار(توربو پراپ) در هدايت هواييست كه از كنار موتور مي گذرد. با نگاه كردن به يك موتور مورد استفاده در يك هواپيماي جت تجاري بزرگ در مي يابيم كه هواي جابه جا شده با فن با همان پوسته دور موتور رو به عقب هدايت مي شوند(كه براي كاهش قابل توجه سرعت در هنگام فرود و توقف بخشي از همين هوا را با باز كردن دريچه هايي رو به جلو هدايت مي كنند) در حالي كه در يك جت ملخ دار هواي جا به جا شده با ملخ در هيچ كانالي هدايت نمي شود. موتور هاي توربو فن به سرعت هاي بالاتري با صرف انرژي كمتري نسبت به توربو پراپ ها دست پيدا مي كنند ولي به دليل سادگي و اقتصادي تر بودن موتورهاي توربو پراپ از آن ها در جاهايي استفاده مي كنند كه دست يابي به قدرت مهمتر از سرعت باشد.موتورهاي توربو پراپ به هيچ عنوان نمي توانند به سرعت صوت نزديك شوند چون با همان مشكلي مواجه مي شوند كه موتورهاي پيستوني ملخي با آن مواجه بودند(در سرعت نزديك صوت به دليل سرعت زياد چرخش ملخ عملا تبديل به بشقابي مي شود كه پساي بسيار زيادي ايجاد مي كند).
در موتور هاي بالگرد ها نيروي مورد نياز مجموعه محركه از شفتي كه از موتور خارج مي شود تأمين مي شود. در بيان قدرت موتورهاي بكار رفته در بالگرد ها نيز از واحد «شفت-اسب بخار» استفاده مي شود ؛ يعني خروجي قدرت موتور كه همان شفت است فلان مقدار قدرت و توان را در اختيار مجموعه مي گذارد. اين نيرو توسط جعبه دنده به دور مورد نياز قسمت هاي گردنده از جمله روتور اصلي و ملخ تعادلي تبديل مي شود.
0

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر
در مورد موتورهای هواپیماهای مدل هم میشه توضیحاتی قرار بدید ؟ با تشکر . و همچنین موتورهای جت مانند دست ساز .
0

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر
در هواپيما هاي مدل (تاآنجا كه من تحقيق كردم) از دو نوع موتور استفاده مي شود مگر در موارد بسيار خاص كه سازنده توان فني-علمي و مالي ساخت يك موتور ويژه رو داشته باشه. عموما يا از [color=olive]موتورهاي پيستوني كوچك [/color]استفاده مي شود يا از [color=olive]موتور پالس جت[/color]. موتور هاي پيستوني كه در انواع و اقسام و اندازه هاي متفاوت موجود است و براي استفاده در هواپيماي مدل بايد به آن ملخ نصب كرد. اما پالس جت رو بايد ساخت(خيلي بعيده كسي كه يك پالس جت رو با مشقت ساخته به ديگران بفروشش!). نقشه و روند ساخت موتور پالس جت در اينترنت موجوده و نحوه كار اون هم توضيح داده شده. اين موتور توانايي اين رو داره كه يك هواپيما سايز متوسط رو به سرعت هاي 100 تا حتي 160 كيلو متر بر ساعت هم برسونه(ركورد رسمي اين موتور 120 كيلومتر بر ساعته). اصل واساس پيشرانش اين موتور با ساير موتورهاي جت يكيست(خروج پرفشار [color=darkred]گازهاي داغ[/color]) اما نحوه كار آن متفاوت است.وقتي هوا در جلوي محفظه احتراق به مقدار كافي جمع شود(اين موتور كمپرسور نداره) فشار ايجاد شده دريچه هاي محفظه احتراق را باز مي كند(به حالت فنري آنها را جابه جا مي كند. در واقع دريچه ها همانند يك گل چند پر هستند كه گلبرگ ها با پرپر زدن نقش دريچه را ايفا مي كنند) و احتراق صورت مي گيرد. چون اين كار به طور متناوب(نه پيوسته) صورت مي گيرد به آن پالس جت مي گويند ودر هنگام كاركرد صداي تق تق مانندي توليد مي كند. اين موتور در حين كار به دليل فقدان هواي كنارگذر(خنك كننده) به شدت داغ مي شود تا حدي كه موتور [color=red]سرخ[/color] مي شود. به همين دليل بايد اين موتور را يا در بيرون بدنه نصب كرد يا اگر در داخل بدنه كار گذاشته مي شود با ساير اجزا فاصله مطمئن داشته باشد و هوا از كل دور موتور نيز به راحتي و به مقدار كافي(براي خنك كردن) عبور كند.



[color=brown]
ويرايش شد . استفاده از فونت بزرگ براي تمام پست مجاز نيست .

Babakim1[/color]
0

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر
[b]چکیده [/b]
يکی از انواع موتورهای درونسوز موتورهای جت هستند. در اين نوع موتورها نيز همانند موتورهای پيستونی انرژی ‌ها به يکديگر تبديل می‌شوند. يعنی در داخل اين موتورها انرژی شيميايی به انرژی حرارتی و انرژی حرارتی به فدرت و انرژی مکانيکی تبديل می‌شود...

[b]مروري كوتاه بر ساختار موتورهاي جت[/b]

يکی از انواع موتورهای درونسوز موتورهای جت هستند. در اين نوع موتورها نيز همانند موتورهای پيستونی انرژی ‌ها به يکديگر تبديل می‌شوند. يعنی در داخل اين موتورها انرژی شيميايی به انرژی حرارتی و انرژی حرارتی به فدرت و انرژی مکانيکی تبديل می‌شود.

بطور کلی موتور جت را می‌توان مانند يک لوله دانست که از يک طرف هوا وارد شده و با مقدار مشخصی سوحت مخلوط گشته و در نهايت پس از احتراق از لوله تنگ‌تری (اگزوز) خارج می‌شود. از آنجائيکه هوای ورودی با مقداری سوحت ترکيب شده و محترق می‌شود، دارای انرژی زيادی گشته و در هنگام خروج گازهای داغ که با شدت و سرعت زيادی همراه است، نيروی زيادی را به هواپيما وارد می‌کند. عکس‌العمل اين نيرو که در جهت مخالف (به طرف جلو) و مساوی ‌آن خواهد بود، نيروی تراست ناميده می‌شود.

اختلافی که بين موتورهای پيستونی و موتورهای جت هواپيما وجود دارد اينست که در موتورهای پيستونی، ملخ مقدار خيلی زيادی هوا را با شتاب کم به طرف عقب هواپيما می‌فرستد و بدين وسيله ايجاد نيروی تراست می‌کند در حاليکه موتور جت مقدار کمی هوا را با شتاب زياد به عقب موتور و از لوله اگزوز بيرون فرستاده و ايجاد نيروی تراست يا جلوبرنده می‌نمايد.

[b]انواع موتورهای تنفسی و غير تنفسی[/b]

[b]رمجت[/b]
ساده‌ترين نمونه موتور جت، رمجت است که تنها در هنگام حرکت تراست توليد می‌کند. در اين نوع موتور بجای استفاده از کمپرسور برای متراکم ساختن هوا، از طريق شاکهای بوجود آمده در سرعتهای بالا هوا متراکم می‌شود و به محفظه احتراق فرستاده می‌شود. بنابراين مشکل رمجت در هنگام استارت موتور و در سرعتهای پايين است.

نمونه‌ای از اين موتور در شکل زير نشان داده شده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-1%7E0.jpg[/img]

[b]· موتور راکت [/b]

موتور راکت نيز مانند يک موتور جت است با اين تفاوت که از اکسيژن مايع و ذخيره شده در کپسولها بجای هوای اتمسفر استفاده می‌کند. بنابراين اين موتور می‌تواند در خارج از جو نيز پرواز نمايد و به همين دليل برای سفينه‌ها و ماهواره‌ها از راکت استفاده می‌شود.

[b]· توربوجت[/b]

اين نوع موتور بعد از موتورهای رمجت و پالس جت بدليل داشتن قطعات گردنده‌ای مانند کمپرسور ، توربين و محفظه احتراق کاملترين موتور جت است و چون انرژی حرارتی در توربين به انرژی مکانيکی تبديل می‌شود و توربين کمپرسور را نيز می‌گرداند اين موتور را Gas Turbine Engine نيز می‌نامند.

طرز کار اين موتور چنين است که کمپرسور هوا را به داخل موتور می‌کشد و آنرا تحت تراکم قرار می‌دهد. سپس هوای فشرده شده وارد محفظه احتراق شده و به مقدار مناسب سوخت مخلوط گرديده و در ابتدا توسط شمع محترق می‌شود. گازهای سوخته شده با حرارت و انرژی زياد مجبورند از روی پره‌های توربين عبور کنند. عبور گازهای سوخته از روی پره‌های توربين آنها را به حرکت در می‌آورد و در اينجاست که انرژی حرارتی تبديل به انرژی مکانيکی می‌شود. پس از اينکه توربين گشت، کمپرسور که بوسيله شفتی به توربين متصل است، نيز می‌گردد و بعد نوبت به قطعات گردنده ديگر موتور می‌رسد. در پايان گازهای سوخته شده با سرعتی فوق‌العاده زياد از دهانه اگزوز عبور می‌کنند که عکس‌العمل آنها همان نيروی تراست می‌باشد.

[b]· موتورهای جت ملخ‌دار يا توربوپراپ[/b]

اين نوع موتورها موتورهايی هستند که هم از توربين و هم از ملخ استفاده می‌کنند. ساختمان اين موتور بطور کلی چندان تفاوتی با موتورهای جت معمولی ندارد اما دارای طرز کاری کاملا متفاوت است. بدين معنی که بيشتر نيروی تراست از ملخ حاصل شده و مقدار کمی از آن ناشی از گازهای خروجی لوله اگزوز است. چون توربين به قدرت زيادی احتياج دارد تا ملخ را با نيروی Torque مناسبی به گردش در آورد، لذا اکثر انرژی حاصله از محفظه احتراق صرف گرداندن توربين می‌شود.

يکی ديگر از ويژگيهای موتورهای توربوپراپ وجود جعبه دنده تقليل دهنده دور موتور به ملخ است که بوسيله آن دور زياد موتور جت به دور کم و مورد نياز ملخ تبديل می‌شود. توربين اين نوع موتورها معمولا از يک رديف بيشتر است و چون بايستی اکثر انرژی حرارتی توسط اين توربينها جذب و به نيروی مکانيکی تبديل شود، موتور توربوپراپ دارای مزايای زير است :

- مصرف کم سوخت در سرعتهای زير صوت

- قدرت کشش بيشتر در هنگام برخاست در باندهای کوتاه

- وزن کمتر موتورها نسبت به قدرت آنها

- تعمير و نگهداری راحت‌تر

- عمر طولانی موتورها نسبت به ساير موتورهای جت

- قابليت نشستن در باندهای کوتاه و خاکی.

[b]· موتورهای توربوفن[/b]

موتورهای توربوفن شبيه موتورهای توربوپراپ هستند، باين تفاوت که پره‌های فن از پره‌های ملخ کوچکتر بوده و داخل فضای بسته‌ای در جلو کمپرسور تعبيه شده‌‌اند. اين نوع موتورها کاربرد وسيعتری از ساير موتورهای جت دارند.

اگر فنها در جلو کمپرسور باشند به آنها Forward Fan Turbofan Engine می‌گويند و اگر فن بعد از توربين قرار گرفته باشد آنها را Aft Fan Turbofan Engine می‌نامند.

کار اصلی فن مانند ملخ ، کشيدن هوا به داخل کمپرسور است. وزن کمتر، مکانيزم ساده‌تر و قدرت پرواز در ارتفاعات باعث شده که امروزه بيشتر از موتورهای توربوفن جهت هواپيماهای پهن‌پيکر استفاده شود. اکثر موتورهای توربوفن معمولا دو کمپرسوری يا Twin Spool بوده و دارای سه محور هستند. سه محور مذکور در داخل يکديگر قرار داشته و چون بايد بتوانند در دورهای مختلف گردش کنند، بنابراين در بين آنها از بيرينگهای مخصوص استفاده شده است.

فن که در جلوی موتور قرار دارد هوا را پس از عبور از خود فشرده کرده و آنرا به دو قسمت تقسيم می‌کند. مقداری از اين هوا وارد کمپرسور فشار متوسط شده و سپس وارد کمپرسور فشار بالا می‌گردد و نهايتا با فشار قابل ملاحظه وارد محفظه احتراق می‌شود. قسمت ديگر هوايی که از فن عبور می‌کند، مستقيما وارد اتمسفر شده و يا از طريق مجرای کانال شکلی به عقب موتور هدايت می‌شود. اين نوع موتورها که قدرت بسيار خوبی توليد می‌کنند، به موتورهای سه شفته معروفند.

در شکل زير تعدادی از انواع موتورهای ذکر شده را می‌‌توان مشاهده کرد.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-2%7E0.jpg[/img]

[b]سيکل فعاليت موتورهای جت[/b]

سيکل کاری موتورهای جت شبيه موتورهای پيستونی است. در هر موتور مراحل مکش، تراکم و، احتراق و خروج گازهای سوخته از اگزوز يکسان می‌باشد. اين اعمال در موتور پيستونی نوبتی است ولی در موتور جت به صورت دائم می‌باشد. يعنی هوا به صورت دائم وارد کمپرسور شده و کمپرسور نيز بطور دائم هوا را تحت تراکم قرار می‌دهد. هوای متراکم شده نيز مرتبا وارد منطقه احتراق شده و سوخت بطور پيوسته به داخل اين هوا پاشيده می‌شود. عمل احتراق پس از اينکه شمع جرقه زد بصورت دائم مانند يک بخاری انجام می‌شود. بدين ترتيب تبديل انرژی حرارتی به انرژی مکانيکی هميشگی و خروج گازهای داغ نيز دائمی است و در نتيجه تراست هم دائما برقرار خواهد بود.

برخلاف موتورهای جت، در موتورهای پيستونی در هر مقطعی از زمان کاری موتور، يکی از سيلندرها در حال احتراق است و بقيه سيلندرها در حالتهای ديگر هستند و بجای توليد توان مصرف کننده‌اند. به همين دليل با وزن مساوی قدرت موتور جت چندين برابر قدرت موتور پيستونی خواهد بود.

[b]· قسمتهای اصلی موتور جت[/b]

موتورهای جت از قسمتهای اصلی زير تشکيل شده است که به ترتيب از جلوی موتور به عقب عبارتند از:

- مجرای ورودی هوا

- کمپرسورها

- محفظه احتراق

- توربين

- پس سوز

- اگزوز

در شکل بعد اجزاء يک موتور جت نشان داده شده است.

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-3%7E0.jpg[/img]

[b]1. مجرای ورودی هوا (Air Inlet Duct)[/b]

طرح و شکل مجاری ورودی هوا در کارآيی موتورهای جت يکی از مهمترين عوامل بوده و نقش بسزائی را در پرواز ايفا می‌نمايد.

طراحی و ساخت اين مجاری بايد به گونه‌ای باشد که در شرايط مختلف پرواز با سرعتهای زير و بالای صوت، در ارتفاع و شرايط جوی گوناگون بتوانند هوای کنترل شده و مورد نياز موتور را از دهانه خود عبور داده و تحت فشاری معين بطرف کمپرسور هدايت کنند.

[b]2. کمپرسورها(Compressors)[/b]

کمپرسورها از نظر ساختمان و نحوه تراکم هوا به دو دسته تقسيم می‌شوند:

- کمپرسورهای ديسکی ((Centrifugal Flow Compressors

اين نوع کمپرسورها دارای ديسکی هستند که برروی آن تيغه‌هائی بصورت مجرای واگرا جوش داده شده است. در اثر چرخيدن ديسک کمپرسور که بوسيله شفت موتور انجام می‌شود، جريان هوا در امتداد شعاع ديسک با نيروی گريز از مرکز از بين تيغه‌های روی ديسک عبور می‌کند و به دليل شکل خصوص تيغه‌ها (واگرا) سرعت هوا کم و فشار آن زياد می‌شود. چون ديسک کمپرسور در اثر چرخش و دوران زياد به هوا سرعت هم می‌بخشد، در نتيجه هوا پس از عبور از ديسک کمپرسور، هم فشار و هم سرعتش زياد می‌شود. زمانيکه هوا به نوک پره‌های ايمپلر می‌رسد فشار و سرعتش نسبت به هوای ورودی کمپرسور خيلی زيادتر می‌شود. هوا پس از عبور از کمپرسور به قطعه‌ای به نام ديفيوزر وارد می‌شود. اين قطعه دارای پره‌های ثابتی است که در اطراف کمپرسور قرار گرفته‌اند و بازهم باعث ازدياد فشار و کاهش سرعت آن می‌شوند. بطور کلی هر دو دستگاه، کمپرسور و ديفيوزر شار هوا را زياد می‌کنند.

هوا پس از عبور از ديفيوزر وارد محفظه احتراق شده و قبل از رسيدن به محفظه احتراق باز هم به علت واگرا بودن (Air Adapter) فشارش زياد و سرعتش کم می‌شود. اين ازدياد فشار نهائی، آمادگی هوا را جهت احتراق بيشتر می‌کند. در محفظه احتراق، سوخت به داخل هوای فشرده شده پاشيده شده و مخلوط سوخت و هوا بوسيله شمع محترق می‌گردد. در اثر احتراق مخلوط سوخت و هوا، گازهای منبسط شده با درجه حرارت زياد وارد نازل توربين شده و باعث گشتن توربين و در نتيجه گردش کمپرسور و متعلقات گردنده آن می‌شوند. گازهای سوخته سپس وارد اگزوز شده و با سرعت زياد از دهانه اگزوز خارج می‌شوند که عکس‌العمل آنها باعث بوجود آمدن تراست خواهد شد.

- کمپرسور محوری (Axial Compressor)

کمپرسور محوری به شکل استوانه بوده و دارای پره‌های گردنده (Rotor) و پره‌های ثابت (Stator) می‌باشد. اين پره‌ها پشت سر هم در اطراف محور کمپرسور و عمود بر آن قرار دارند. هر رديف دور تا دور دايره‌ای از پره‌های گردنده، هوا را متراکم و به رديف دايره‌ای شکل پره‌های ثابت تحويل می‌دهند. پره‌های ثابت نيز هوای متراکم را گرفته و در خط مستقيمی که به موازات محور کمپرسور است به درون رديف پره‌های گردنده بعدی می‌فرستند و اين کار تا انتهای کمپرسور ادامه می‌يابد. پره‌های گردنده بر روی محيط خارجی يک ديسک سوار شده‌اند ورديف دوم که شامل پره‌های ثابت است از داخل برروی پوسته موتور نصب شده‌اند.

هر رديف پره‌های گردنده و ثابت را يک مرحله (Stage) می‌گويند. در اين نوع کمپرسورهای محوری هر چه تعداد مراحل آن بيشتر باشد، حجم هوای زيادتری را متراکم کرده و در نتيجه موتور دارای تراست بيشتری خواهد بود. امروزه بيشتر موتورهای جت دارای کمپرسور محوری چند مرحله‌ای هستند.

با افزايش فشار هوا در هر مرحله از حجم آن نيز کاسته شده و برای جای دادن آن به فضای کمتری نياز است. چون اين نوع کمپرسورها به صورت همگرا ساخته شده و پره‌های آنها رفته رفته کوتاهتر می‌شوند، پره‌های گردنده که به شکل مقاطع آيروديناميکی يا ايرفويل هستند، هوا را از جلو کمپرسور گرفته و پس از متراکم نمودن، آنرا به طرف عقب کمپرسور هدايت می‌کنند. جنس اين پره‌ها از آلياژ آلومينيوم، تيتانيوم و فولاد است.

مسير جريان هوا در داخل موتورهای جت بنا به نحوه طراحی موتور متفاوت است. در طراحی موتورهای خطی يا مستقيم موتور طوری طراحی شده که دارای دهانه ورودی کوچکتر و همچنين متناسب با سيستم By Pass باشد. بطور کلی مسير جريان هوا در تمام موتورهای جت نسبتا مشابه است.

در شکل زير هر دو نمونه کمپرسور نشان داده شده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-4%7E1.jpg[/img]

[b]واماندگی کمپرسور (Compressor Stall)[/b]

در صورتيکه مراحل آخر کمپرسور فشار کمتری توليد کنند و stageهای جلوی کمپرسور overload شوند و تحت فشار زيادی قرار گيرند، ناهماهنگی بين رديفهای جلو و عقب کمپرسور بوجود می‌آيد که توام با حرارت زياد و لرزش زياد موتور و همراه با صدای ناهنجار کمپرسور است. اين حالت را اصطلاحا واماندگی کمپرسور می‌گويند. برای از بين بردن اين پديده از سيستمی بنام Air Flow Control System استفاده می‌شود. بدين ترتيب که از طريق شيرهايی بنام Air Bleed Valve در Stage های وسط و آخر کمپرسور، بار کمپرسور را در اين حوالی کم می‌کنند. بنابراين خطر واماندگی کمپرسور از بين می‌رود و همچنين بطور اتوماتيک، با تغيير زاويه پره‌های ورودی هوا به داخل کمپرسور از واماندگی کمپرسور جلوگيری به عمل می‌آيد.

[b]· موتورهای دو کمپرسوری(Twin Spool Compressor)[/b]

روش ديگر برای جلوگيری از استال کمپرسور دو تکه‌ای بودن کمپرسور می‌باشد. اين نوع کمپرسورها دارای يک کمپرسور فشار ضعيف و يک کمپرسور فشار قوی می‌باشند. کمپرسور فشار ضعيف در جلو و فشار قوی در عقب موتور قرار دارند و بوسيله دو شفت که به دو توربين متصل هستند هر کدام با دور معينی می‌گردند.

لازم به توضيح است که توربين فشار قوی کمپرسور فشار قوی و توربين فشار ضعيف کمپرسور فشار ضعيف را می‌گرداند.

طرح دو کمپرسوری خطر واماندگی کمپرسور را از بين برده و با وزن کمتر دارای نسبت تراکم زيادتری در مقايسه با ساير کمپرسورها می‌باشد.

[b]3. محفظه احتراق (Combustion Chamber)[/b]

بعد از کمپرسور و دي،يوزر قسمتی به نام محفظه احتراق وجود دارد که از يک يا چند محفظه، چند شمع، چند سوخت پاش و يک يا دو عدد Drain Valve تشکيل شده است. هوای فشرده پس از خروج از کمپرسور و عبور از ديفيوزر، وارد محقظه احتراق می‌شود. سوخت مناسب توسط سوخت پاشها به داخل هوای متراکم پاشيده می‌شود. هوا در اثر تراکم حرارتش بالا رفته و به محض اضافه شدن سوخت، مخاوط مناسب جهت احتراق آماده می‌شود. جرقه لازم در هنگام Starting توسط شمعها توليد شده و مخلوط محترق می‌شود. البته برای ايمنی بيشتر قبل از پاشيده شدن سوخت سيستم جرقه روشن شده و شمعها شروع به جرقه زدن می‌کنند تا به محض پاشيدن سوخت احتراق فورا انجام شده و از انجار جلوگيری به عمل آيد. بدين ترتيب انرژی موجود در مخلوط هوا و سوخت در اثر احتراق تبديل به انرژی حرارتی شده و انرژی جنبشی هوای عبوری از موتور را افزايش می‌دهد.

محفظه احتراق که شبيه تنور است پس از يکبار جرقه زدن شمعها تا پايان کار موتور روشن می‌ماند و ديگر نيازی به جرقه شمعها نيست و سيستم Ignition همراه با استارت خاموش می‌شود.

بطور معمول چهار نوع محفظه احتراق وجود دارد که عبارتند از:

- محفظه‌های لوله‌ای يا استوانه‌ای (can type)

- محفظه‌های لوله‌ای-حلقه‌ای (cannular)

- محفظه‌های حلقه‌ای (annular)

- محفظه‌های حلقه‌ای دوبله(double annular)

[b]· عمل احتراق در محفظه احتراق[/b]

همانطور که اشاره شد هوای کمپرسور به علت فشار و سرعت زياد در جهت وارد شدن به محظه احتراق به ديفيوزر می‌رود. اين دستگاه به علت شکل مخصوصی که دارد باز هم فشار هوا را زياد کرده و از سرعت آن می‌کاهد و آنگاه که برای سوختن مناسب باشد، آنرا وارد محفظه احتراق می‌نمايد.

سوخت مورد استفاده موتورهای جت از نوع سوخت سنگينی به نام JP-4 است که نوعی نفت سنگين می‌باشد. نسبت مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق از 1/45 تا 1/130 می‌تواند تغيير کند. از کل هوای ورودی به محفظه احتراق 4/1 آن به مصرف سوخت می‌رسد و بقيه هوا يعنی 75% آن به مصرف خنک کردن شعله، رقيق کردن آن و ساختن واشری از هوای فشرده جهت جلوگيری از برخورد شعله به ديواره محفظه و همچنين نگهداشتن شعله در وسط و بالاخره خاموش کردن شعله داخل محفظه احتراق می‌رسد. گازهای داغ با فشار زياد از قسمت انتهايی محفظه احتراق که بتدريج تنگتر شده و مانند يک لوله مخروطی است، عبور می‌کند و باعث افزايش سرعت گازهای داغ شده و آنها را به طرف پره‌های ثابت توربين و سيس پره‌های گردنده توربين هدايت می‌کند.

در شکل زير نمونه‌ای از يک محفظه احتراق لوله‌ای حلقوی و يک نمونه حلقه‌ای ديده می‌شود.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/pic-5%7E0.jpg[/img]
[b]4. توربين[/b]
گازهای خروجی که از محفظه احتراق خارج می‌شوند با سرعت ، فشار و حرارت خيلی زياد وارد محيطی بنام نازل توربينی می‌شوند و از آنجا وارد پره‌های گردنده توربين شده و انرژی حرارتی در توربين به انرژی مکانيکی تبديل می‌شود و توربين را می‌چرخاند. در اثر گردش توربين کمپرسور ، متعلقات گردنده موتور نيز توسط شفتی که بين توربين و آنها قرار دارد، گردانده می‌شوند. توربينها همه از نوع محوری هستند و ممکن است يک رديفه، دو رديفه، چهار رديفه و يا بيشتر باشند.

يک رديف پره‌های ثابت و يک رديف پره‌های گردنده را يک stage توربين می‌گويند. توربين در موتورهای جت ملخ‌دار، علاوه بر کمپرسور و متعلقات گردنده، ملخ را نيز می‌گرداند.

کمپرسورهای دوتکه‌ای که يکی H.P. Compressor و ديگری L.P. Compressor می‌باشد، توسط تورينهايی که يکی H.P. Turbine و ديگری L.P. Turbine است، می‌گردند. بعضی ديگر از انواع جتهای ملخ‌دار، دارای دو شفت متصل به دو توربين هستند که يکی کمپرسور و ديگری ملخ را می‌گرداند. اين توربينها را توربين آزاد می‌نامند. گازهای سوخته شده هنگام ورود به توربين دارای حرارتی بين 700 تا 1200 درجه سانتيگراد هستند. قبل از رسيدن گاز سوخته شده و داغ به پره‌های توربين، ترموکوپل‌هائی در سر راه آنها قرار داده شده است که دقيقا حرارت گازها را اندازه‌گيری نموده و به کابين خلبان در نشاندهنده I.T.T يا E.G.T منعکس می‌نمايد. چون پره‌های توربين دائما مواجه با حرارت زياد گازهای سوخته شده هستند، برای آنکه پره‌ها نسوزند و يا کارآئی آنها از بين نرود، از هوای مراحل آخر کمپرسور استفاده می‌کنند و آنرا از روی پره‌های توربين عبور می‌دهند. چون حرارت اين هوا از حرارت پره‌های توربين خيلی کمتر است، در نتيجه هوای خنک کننده‌ای برای پره‌های توربين محسوب می‌شود و توربين ديسک و پره‌ها را خنک می‌کند.

در شکل صفحه بعد يک نمونه توربين به همراه پره آن نشان داده شده است. حفراتی که به منظور خنک کاری بر روی پره تعبيه شده‌اند نيز ، در شکل ديده می‌شود.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-6%7E0.jpg[/img]

[b]5. پس سوز (After Burner) [/b]
پس سوز قطعه‌ايست مانند رمجت که دارای تعدادی سوخت‌پاش و شمع می‌باشد و امروزه در روی اکثر موتورهای جت شکاری مورد استفاده قرار می‌گيرد. بطور معمول 75% هوای کمپرسور به مصرف خنک کردن سيستم‌های داغ موتور که محفظه احتراق و توربينها می‌باشند، می‌رسد. اين هوای اضافی همراه با اگزوز موتور از توربين خارج می‌شود. بنابراين اگر در داخل اين اگزوز مقداری سوخت پاشيده شود و شمع نيز جرقه بزند، سوخت با اکسيژن موجود در هوای اگزوز مخلوط شده و محترق می‌شود و همانند رمجت عمل می‌کند و نيروی عکس‌العمل خيلی زيادی به موتور هواپيما می‌دهد که برابر 75% نيروی تراست موتور می‌باشد.

در هواپيمای جت شکاری به هنگام برخاست و زمان عمليات نظامی، فرار از تيررس دشمن، دنبال کردن هواپيماهای دشمن و ... از اين سيستم استفاده می‌شود. زمان استفاده از اين سيستم بدليل مصرف زياد سوخت خيلی کم است.

در اين سيستم لوله اگزوز بصورت متغير ساخته می‌شود تا آمادگی لازم برای خارج کردن تمام اگزوز در زمان استفاده از پس‌سوز و توليد نيروی عکس‌العمل را داشته باشد.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/pic-7%7E0.jpg[/img]

[b]6. اگزوز (Exhaust System)[/b]

سيستم اگزوز بعد از توربين قرار دارد و از سه قسمت زير تشکيل شده است:

- مخروط بيرونی

- مخروط درونی

- لوله دم

اين قسمت گازهای داغ را از توربين دريافت می‌کند. گازها که از پره‌های گردنده آخر توربين خارج می‌شوند، تمايل دارند در همان جهت که از پره توربين خارج شده‌اند به حرکت دورانی خود ادامه دهند. چنين موردی سبب بی‌نظمی و آشفتگی انبساطی اگزوز می‌شود. بطور کلی سيستم اگزوز از توربولانس اگزوز جلوگيری نموده و آنها را به موازات محور طولی موتور، به سمت خارج هدايت می‌کند. در بين مخروط بيرونی و درونی از سرعت گازها کاسته شده و به فشار آنها افزوده می‌شود. اما با عبور اگزوز از دم، دومرتبه سرعت آنها افزايش می‌يابد. از طرفی چون خروج گازها با سروصدای زيادی توام است لذا بمنظور جلوگيری از سروصدای زياد و ناراحتی گوشها، سيستم اگزوز را با صدا خفه کن مجهز می‌کنند. صدا خفه کن باعث افزايش فرکانس صوتی گازهای خروجی شده و صدا را غير قابل شنيدن می‌کنند.

سيستم اگزوز بطور معمول 30 تا 40 درصد انرژی بوجود آمده در محفظه احتراق را به نيروی تراست تبديل می‌کند و بدين صورت باعث جلو رفتن و پرواز هواپيما می‌شود. بقيه انرژی حاصله به مصرف گرداندن توربين می‌رسد. در بعضی از هواپيماها قطعه‌ای بنام Thrust Reverser وجود دارد که به هنگام فرود برای متوقف نمودن هواپيما بسيار موثر می‌باشد.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/pic-8%7E0.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/pic-9%7E0.jpg[/img]
در شکل بالا موتور توربو جت با دو توربين و دو کمپرسور و همچنين يک موتور توربوجت با پس‌سوز نشان داده شده است.

[b]7. متعلقات گردنده موتور جت (Jet Engine Accessory Section)[/b]

اين قسمت در موتورهای کمپرسور محوری در زير سيستم کمپرسور تعبيه شده است. اين متعلفات دارای چند جعبه دنده هستند که هر يک از قطعات گردنده را با دور مناسب به شفت اصلی کمپرسور متصل می‌کند و هر کدام دارای RPM مخصوصی می‌باشند.

متعلقات گردنده يک موتور جت عبارتند از :

- پمپ‌های روغن

- پمپ هيدروليک

- پمپ‌های فشار سوخت

- ژنراتورها

- استارتر

- دوران‌نمای موتور

و قطعات ديگر که بنا به نياز موتور و با RPM مناسب روی آن تعبيه شده‌اند.

[b]سيستم‌های موتور جت(Jet Engine System)[/b]

سيستم‌های موتور جت عبارتند از :

[b]· سيستم روغن[/b]

در موتورهای جت مانند موتورها پيستونی قطعات کردنده و بيرينگهائی وجود دارد که در اثر اصطکاک امکان فرسوده شدن و ازدياد حرارت در آنها وجود داردکه با روغت‌کاری آنها می‌توان از اين فرسودگی و اصطکاک جلوگری نمود. سيستم روغنکاری موتور جت از يک سيستم مدار بسته استفاده می‌کند. قطعات مهم سيستم روغنکاری جت عينا همانند دستگاههای موجود در سيستم روغنکاری موتورهای پيستونی می‌باشد که شامل موارد زير است:

- باک روغن

- پمپ روغن

- فيلتر روغن

- دستگاه خنک کننده روغن موتور

- نشاندهنده فشار روغن

- نشاندهنده مقدار روغن.

[b]· سيستم سوخت[/b]

نوع سوختهائی که در موتورهای جت مورد استفاده قرار می‌گيرد دارای خصوصياتی است که بتوانند کارائی خوب و گسترده‌ای در حد مطلوب داشته و از نظر اقتصادی نيز مقرون به صرفه باشند. اصولا سوختها از نقطير نفت خام بدست می‌آيند و دو نوع هستند:

- هيدروکربنهای سنگين مانند انواع نفتها

- هيدروکربنهای سبک مانند انواع بنزين

سوخت موتورهای جت ممعمولا از نوع اول است اما امروزه سوخت اکثر موتورهای جت در ايران و ساير کشورها انواع سوختهای Jet Petroleum است که معروفترين آنها JP-4 بوده که يک سوخت استاندارد است.

سوختهایJP بايد دارای شرايط زير باشند:

- در هر شرايط جوی چه در روی زمين و چه در ارتفاعات قادر به روشن ساختن موتور باشند.

- ارزش حرارتی مطلوبی داشته باشند.

- تحت هر شرايطی در موتور عمل احتراق را انجام داده و نيروی موثر را توليد کنند.

- خطر آتش سوزی را به حداقل برسانند.

- تاثير مضری بر روی قطعات سيستم سوخت نداشته باشند.

قطعات مهم سيستم سوخت عبارتند از :

- سيستم کنترل و اندازه‌گيری سوخت

- سيستم فشار

- سيستم بوستر پمپها

- سيستم گرمکن سوخت بوسيله روغن

- سوخت‌پاشها

- سيستم تزريق آب

[b]· سيستم جرقه[/b]

گرداندن موتور جت بوسيله استارتر می‌تواند دوران مناسبی را به کمپرسور بدهد. در اثر گرديدن کمپرسور، هوای متراکم و مورد نياز مخلوط بوجود می‌آيد و اين هوای متراکم وارد سيتم محفظه احتراق می‌شود. در اين موقع سيتم جرقه روشن شده و خلبان با بکار انداختن سيستم سوخت که با بحرکت درآوردن Throttle صورت می‌پذيرد سوخت مورد نياز زمان starting را به محفظه احتراق می‌فرستد و اکنون که در محفظه احتراق هوای متراکم و جرقه و سوخت وجود دارد، احتراق انجام می‌شود.

در موتور جت تا زمانيکه موتور روشن بوده و دور آن در حالت ثابت باشد، شمعها و سيستم جرقه کار می‌کنند و همزمان با خاموش شدن استارتر، سيستم جرقه نيز خاموش می‌شود. روی هم رفته سيستم جرقه در موتور جت کمتر ار يک دقيقه کار می‌کند.

قطعات مهم سيستم جرقه عبارتند از:

- باطری هواپيما

- تقويت کننده ولتاژ

- کابل ولتاژ قوی

- شمع‌ها

[b]· استارتر[/b]

انواع استارترهائی که در موتور جت مورد استفاده قرار می‌گيرند عبارتند از:

- استارتر الکتريکی

اين نوع استارتر که معمولا در هواپيماهای کوچک مورد استفاده قرارمی‌گيرند، الکتريکی بوده و با برق باطری يا برق دستگاه زمينیAPU کار می‌کنند.

- استارتر فشنگی

اين استارتر از منفجر شدن مواد داخل يک فشنگ که در استارتر تعبيه شده و گذشتن گازها با فشار و سرعت زياد از روی پره توربين داخل استارتر آنرا به حرکت در می‌آورد و همين انرژی باعث گشتن کمپرسور و در نتيجه روشن شدن موتور جت می‌شود. اين نوع استارترها مخصوص هواپيمای شکاری است.

- استارترهائی که با هوا کار می‌کنند

در بعضی از هواپيماهای نظامی و غير نظامی استارترها با فشار هوا کارمی‌کنند. اين نوع استارتر ها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و ديرتر خراب می‌شود. فشار هوای مورد نياز جهت گرداندن استارتر توسط دستگاهی که Gas Turbine Compressor نام دارد، توليد می‌شود.

[url=http://www.raha.co.ir/ReportDetails.aspx?section=engineering&Id=113]منبع[/url]
1

به اشتراک گذاشتن این پست


لینک به پست
اشتراک در سایت های دیگر

لطفا وارد سیستم شوید برای ارسال نظر

شما قادر خواهید بود بعد از ورود به سیستم این نظر را ترک نمایید



ورود به سیستم