موتور جت طراحی و اسمبل وکارایی
ارسال شده: پنجشنبه ۱۴۰۰/۲/۳۰ - ۰۷:۴۴
ابتدا در اینجاا بگم برای موتورهای توربین گاز ، معیارهای اصلی بهره وری کلی ، وزن ، کشش اضافی و قابلیت اطمینان هستند. بازده کلی یعنی به بازدهی تبدیل می شود که موتور با آن قدرت جریان سوخت را به توان محرک تبدیل میکنه. این محصول بازده ترمودینامیکی فرآیند است که قدرت جریان سوخت را به توان شافت (در اینجا کارایی ترمودینامیکی موتور) و بازده پیشرانه (تبدیل از قدرت شافت به نیروی محرکه ، خوب میتونیم با کاهش وزن و افزایش راندمان توربین گاز . بنابراین ، موتورهای هواپیماهای برد بلندتر (هم اکنون تمام راهروهای دوقلو) از نظر وزن و هزینه بین موتور و وزن سوخت ، با افزایش دامنه ، بازده بالاتری دارند.
راندمان پیشرانه در اینجا به عنوان نیروی محرکه تحویل داده شده به هواپیما (که برابر با سرعت رانش سرعت هوا است) تقسیم شده توسط نیروی شفت ورودی به پیشرانه تعریف می شود.
موتورهای جت هواپیما را با نیروی بزرگی که به وسیله رانش فوق العاده ای تولید می شود و باعث پرواز سریع هواپیما می شود ، به جلو می برند.موتور جت سیستمی است که بر مبنای قانون سوم نیوتن، نیروی مورد نیاز جهت حرکت اجسام را ایجاد میکندهدف اصلی سیستم پیشرانش هواپیماها، ایجاد نیرویی رو به جلو است که منجر به حرکت اینگونه از وسایل شود. به نیروی ایجاد شده، «تراست» (Thrust) گفته میشود. مبنای کاری هواپیماهای مبتنی بر جت و مدلهای پرهای، همین مفهوم است. نیروی تراست است.خوب میدونید موتور هواپیما یک توربین گازی هست و ازچرخه برایتون پیروی میکنه یک موتور جت مبتنی بر توربین گاز به سیستمی گفته میشود که در آن، از هوا به عنوان سیال کاری بهره میگیرند.مراحل کاری موتور جت مبتنی بر توربین گاز به ترتیب زیر هستند:
کمپرسور فشار هوای ورودی را افزایش میدهد.کمپرسور
در موتورهای توربینی، هوا در کمپرسور و به دو صورت عمده فشرده میشود. این فرآیند در بعضی از کمپرسورها به شکل محوری و در بعضی دیگر به صورت گریز از مرکز رخ میدهدکمپرسورهای گریز از مرکز معمولا از پره به عنوان شتابدهنده هوا و همچنین از دیفیوزر به منظور بالا بردن فشار آن استفاده میکننددر کمپرسورهای محوری از مجموعهای پره روی یک محور به منظور شتاب دادن هوا استفاده میشود. در این کمپرسورها با استفاده از ورقههای ثابتی (استاتور) فشار هوای ورودی افزایش مییابد.توجه داشته باشید که میزان فشردگی حاصل شده در یک کمپرسور گریز از مرکز، بسیار بیشتر از نوع محوری آن است. این بیان به این معنا است که به منظور افزایش فشار به یک میزان مشخص، به کمپرسوری چند مرحلهای از نوع محوری نیازمند هستیم و این در حالی است که احتمال دارد همان میزان افزایش فشار تنها در یک مرحله در یک کمپرسور گریز از مرکز انجام شود.طراحی موتوری که مبتنی بر کمپرسور گریز از مرکز باشد، به نسبت موتوری که در آن از کمپرسور محوری استفاده شده باشد، به سطح ورودی بیشتری نیازمند است. این اختلاف سطح مقطع ورودی به این دلیل است که در کمپرسور محوری، جریان پس از فشرده شدن بایستی دوباره به سمت محفظه احتراق هدایت شود؛ همچنین خود کمپرسور محوری نیز از حجم بیشتری برخوردار است. بنابراین موتوری که در آن از کمپرسور گریز از مرکز استفاده شده به نسبت کمپرسورهای محوری از نظر ظاهر، چاقتر و همچنین کوتاه تر به نظر میرسدلازم به ذکر است که حداقل نیمی از آنچه که از یک موتور جت در هر وظیفه ای انتظار می رود وابسته به شفت و یا واضح تر بگویم نوع شفت و عملکرد آن است ، به همین منظور ضروری است عنوان کنم که با توجه به استرس بسیار زیادی که این قسمت از موتور در کنار حرارت زیاد تحمل می کند ، مواد بکار رفته در تولید آن اهمیت صد چندان به خود می گیرد همین عامل باعث شده تا از گذشته تا کنون شاهد استفاده عمده از آلیاژ های خاصی ار استیل (فولاد) به عنوان ماتریکس در کنار مواد دیگری همچون کربن و بعضا نیکل و ایریدیم هم در تولید آن باشیم . پس از شفت (محور) نوبت به اسپول (به معنای قرقره) می رسد ، همان گونه که از نام آن نیز پیداست این قطعه ، استوانه ای است با مرکزی تو خالی که در قسمت خالی مرکزی آن شفت قرار می گیرد درست شبیه به قرقره خیاطی ، در واقع اسپول ها از خود حرکتی ندارند و دوران شفت باعث حرکت آن ها حول نقطه مرکزی شان می شوداسپول ها را می توان بستر نهایی نصب تجهیزات دوران کننده ای مثل روتور ، توربین و کمپرسور دانست بدین گونه که تمامی اجزا نام برده همزمان در گونه های کوچکتر بصورت مستقیم و بدون واسطه و در گونه های بزرگتر با واسطه روی اسپول نصب می شوند و حرکت خود را از آن می گیرند روتور ها همان طور که از نامشان نیز پیداست قطعات متحرک موتور هستند در واقع می توان آخرین قطعات دوران کننده موتور را روتور ها دانستروتور ها را در نمونه های بزرگتر بصورت چند تکه تهیه و اسمبل (مونتاژ) می شوند . از هیمن رو در ابتدا قطعه اصلی به نام دیسک را با روش هایی مانند قالب گیری و تراشکاری عمدتا" از فلز تیتانیوم بوجود می آورندبعد از تهیه دیسک روتور از آلیاژ خاصی از تیتانیوم با اندازه و شکل مشخص شیارهایی را با هدف محل قرار گیری پره ها (توربین یا کمپروسور) در اطراف آن پدید می آورند سپس مطابق با اندازه این شیار ها و نوع طراحی مورد نظر ، پره ها را با استفاده از روش های قالب گیری و ریخته گری (خود به دو نوع) معمولا" از استیل (فولاد) و مواد کریستالی و نیز گاهی اوقات از تیتانیوم به تولید رسانده و با دست در شیارهای اطراف دیسک به ترتیب از آخرین به اولین بر اساس شماره در نظر گرفته شده برای هر پره نصب می کنند توضیح این که طراحی پره ها به دلیل استفاده از روش سه بعدی امری بسیار سخت و پیچیده بوده و عمدتا" توسط رایانه و با استفاده از نرم افزار هایی مانند کَتیا (Catia) انجام می شود . استاتور به معنی ثابت، اجزایی از موتور جت هستند که مابین پره های روتورها (در کمپرسور و توربین) و دقیقا" روی " اسپیسر ها " البته با اندکی فاصله قرار گرفته و هیچ گونه حرکتی از خود ندارند ، هدف از استفاده از استاتور ها را می توان کنترل و هدایت رفتار جریانات هوای ورودی و عبور کرده از پره های هر مرحله از کمپسور یا توربین به مرحله دیگر دانست . اما همین روتور ها به منظور اتصال به یکدیگر نیازمند قطعه دیگری هستند که اسپیسر نامیده می شود، باید عنوان داشت که اسپیسر قطعه ای از جنس استیل (فولاد) است که وظیفه حفاظت و اتصال دیسک های روتور را بر عهده دارد اسپیسرها حد فاصل دو روتور قرار گرفته و خود را واسطه ای جهت اتصال دو روتور به هم می کنند به همین دلیل روتورها متصل شده همه با هم به حرکت در می آیند
نا گفته نماند که به منظور اتصال اسپیسرها به دیسک روتور سوراخ هایی بر روی دیسک تعبیه شده است که با چفت شدن این سوراخ ها با سوراخ های اسپیسر در نهایت به منظور اتصال از نوعی پین تو خالی آلومینیومی استفاده می شود ، دلیل استفاده از این پین ، روغنکاری بهتر یاتاقان ها حین تعمیرات و درنتیجه سهولت در امر اورهال است.در نهایت به هریک از روتور ها در کنار استاتور همراهش در توربین یا کمپرسور ، یک استیج (مرحله) گفته می شود .از نظر عملکرد هم ، توربین و کمپرسور با هم اختلافات فاحشی را دارند به گونه ای که جریان هوای عبوری از توربین همواره در حال افزایش سرعت است در حالی در کمپرسور ها این موضوع عکس آن و رو به کاهش است همچنین در شکل سیال عبوری کمپسور ها با توربین ها نیز اختلافاتی دیده می شود (جهت جریان سیال به هنگام خروج در توربین بزرگتر از جهت ورودی همین جریان نسیت به محور می باشد)
سوخت توسط محفظه احتراق به درون هوای ورودی پاشیده شده و با استفاده از احتراق، هوا را داغ میکند. در مدت زمان فرآیند احتراق، فشار تقریباً ثابت خواهد ماند؛ بنابراین با زیاد شدن دمای هوا، این سیال حجم بیشتری را اشغال خواهد کرد.سه نوع اصلی محفظه احتراق وجود دارد.
محفظه احتراق چند بخشی
حلقوی شکل (Annular)
حلقوی شکل با اتاقک جدا (Can Annular) کامباستور (محفظه احتراق)عملکرد کامباستور بدین گونه است که در ابتدا هوای سرد و متراکم از کمپسور با فشار زیاد به درون کپسول سرد دمیده و در فضای خالی این کپسول که " ایرگَپ " نامیده می شود تجمیع داده شده ، سپس بر اثر افزایش تراکم هوا در ایر گپ خود به دلیل دمیده شدن مداوم هوا در نتیجه بسته بودن قسمت انتهایی و متصل دو کپسول دچار افزایش فشار شده و در خلاف جهت دمیده شدن از منافذ و سوراخ هایی که " فِلَم تیوب " نامیده می شوند به قسمت دوم یا کپسول گرم وارد می شود .
پس از ورود هوای متراکم و پر فشار از ایرگپ به کپسول گرم ، این سیال با سوخت های پاشیده شده از " سویرل وینز " ترکیب خواهد شد ،توضیح دهم که در قسمت ابتدایی و بسته کپسول گرم ، پره هایی کوچک همانند فن رادیاتور خودرور (از نظر شکل) قرار داده شده که بر روی قسمت میانی آن سه سوراخ کوچک (قابل دیدن) به شکل مثلث متوازی الاضلاع تعبیه می شود ، پشت این فن نیز لوله ای باریک و کوچک قرار می گیرد که به بیرون از دستگاه متصل بوده و مسئول انتقال سوخت به درون کامباستور (سویرل وینز) است این لوله را " فیول نازل کانکشن " می نامند . اما برای پاشش سوخت به درون محفظه لازم است قبل از سویریل وین محفظه ای کوچک و استوانه ای شکل قرار گرفته شود (این محفظه " نازل اورایفیس "نامیده می شود) تا سوخت منتقل شده پس از تحمع ، در اثر افزاش فشار راه خود را از درون سوراخ های روی وین یافته و ضمن خروج از این منافذ ، وین را نیز به حرکت در آورد ، بر اثر قرارگیری این سوراخ ها به شکل مثلث سوخت خارج شده حین پاشش در نتیجه جرخش سویرل وین حالتی سینوسی (همانند فنر) به خود می گیرد . پس از بارور سازی هوای سرد با سوخت ، این سیال مرکب که حالا آماده محترق شدن است و درست در مقابل " فندک یا اینگایتر " اینترکانکتور نامیده شده) قرار گرفته ، با اتصال جریان الکتریکی به درون اینگایتر و بروز جرقه الکتریکی سیال مرکب محترق شده و با فشار بسیار زیادی به سمت انتهایی کپسول سرد که باز است را خود را می یابد ، در این قسمت از کپسول گرم که قطر آن نیز به دلیل بیضوی بودن شکل آن کم می شود قطعه دیگری قرار گرفته " سیلینگ رینگز " نامیده می شود و کار آن در شکل دهی به جریال هوای محترق شده و هدایت درست آن به سمت توربین است . کامباستور اجزا دیگری نیز وجود دارد که هنوز به آن ها اشاره نکردیم نخست که " کولینگ استریپ " نامیده شده و وظیفه آن ها در خنک سازی جریان گسبل یافته به سمت وین ها است (این دو حلقه که از فلزی با رسانایی بالا ساخته می شوند گرمای هوا را جذب کرده و با روش همرفتی آن را به کپسول سرد منتقل می کنند) و دوم پین های بنفش موجود بعد از استریپ ها است که " فلم تیوب ساسپنشن پین " نامیده شده و از ایجاد جرقه و بروز احتراق در این قسمت ممانت به عمل می آورند قطعه سومی نیز در تصویر قابل روئیت است که " فیول درین "نامیده شده و همانطور که از نام آن پیداست مسئولیت تخلیه سوخت ترکیب نشده و احتراق نیافته موجود در کامباستور را عهده دار می باشد .
توربین، انرژی ذخیره شده در هوای داغ را به کار مکانیکی تبدیل خواهد کرد. این انرژی، نیروی مورد نیاز به منظور چرخش محور کمپرسور را فراهم میکند.به منظور ایجاد گشتاور مورد نیاز کمپرسور و دیگر اجزا موتور، چندین مرحله افت فشار و دما در توربین اتفاق میافتد. تعداد این مراحل به توان مد نظر، سرعت دورانی توربین و قطر آن وابسته است از نظر تئوری، هرچه دمای ورودی به توربین بیشتر باشد، راندمان موتور افزایش مییابد. اما در عمل به دلیل محدودیت در مواد استفاده شده در ساخت توربین، این مهم امکانپذیر نیست و یک حد بالایی از دمای ورودی به توربین قابل تعریف است. در حقیقت دمای توربین تا مقداری افزایش خواهد یافت که قطعات آن به شدت داغ و سرخ خواهند شد. در این حالت مواد انتخاب شده بایستی این قدرت را داشته باشند تا بتوانند گشتاور و نیروی مد نظر را بدون ذوب شدن، انتقال دهند.
نازل، هوای ورودی را شتاب و سرعت آن را افزایش میدهد موتورهای مبتنی بر توربین گاز که در هواپیماها استفاده میشوند، از سیستمی تحت عنوان «اگزاست» (Exhaust) بهره میبرند که وظیفه آن تخلیه گاز داغ به درون اتمسفر است. با بهرهگیری از این سیستم، گاز خروجی سرعت خواهد گرفت، بنابراین امکان دستیابی به تراست مد نظر وجود خواهد داشت. طراحی اگزاست میتواند تاثیر بهسزایی در کارکرد توربین گاز داشته باشد. عملکرد این سیستم به دمای گاز ورودی، نرخ جرمی جریان، فشار و دمای گاز خروجی مد نظر طراحی وابسته است.نازل در موتور جت هم ، همان وظیفه تعربف شده در بالا را عهده دار می باشد بدین معنی که شکل دهی و سرعت دهی به جریان سیال خروجی از موتور (در اینجا گازهای داغ) وظیفه تعریف شده نازل اصلی است ، نکته جالب این است که تمامی تراست (رانش یا پیشرانش) تولیدی موتور در گرو عملکرد نازل آن است در واقع اگر این قطعه را از موتور حذف کنیم ، موتور ما دیگر در تولید رانش (نیروی جلو برندگی) ناتوان و عاجز خواهد ماند در حالی تمامی سیکل های کاری آن بدرستی عمل می کند همچنین می توان از جمله تفاوت های میان جت های پروازی و جت های نیروگاهی (توربوژنراتورها) را در عدم بهرمندی نوع دوم از نازل اصلی دانست .در موتو های جت و در آخرین قسمت از نمای بیرونی (انتها) آن ها وسیله دیگری نیز نصب می شود که نازل خروجی با نازل ثانویه یا اگزاست (خروجی) نامیده می شود
خوب شما میتونید
دمای ورودی توربین را افزایش دهید به شرطی که مواد توربین بتوانند دما را تحمل کنند یا یکی به قطعات جایگزینی که در برابر دما مقاومت می کنند دسترسی داشته باشد.
نسبت فشار را افزایش دهید. ...
تقویت نیرو از طریق تزریق بخار.
نسبت های فشرده سازی پایین تر به درجه بالاتری از حجم ثابت نیاز دارند تا با کاهش تلفات خنک کننده ، بازده حرارتی را بهبود بخشند. بنابراین ، روشی که باعث کاهش اتلاف خنک کننده بدون کاهش درجه حجم ثابت می شود ، برای بهبود بازده حرارتی موتورهای احتراق داخلی موثر هست.خوب چون موتور جت یک نیروگاه گازی هست ما دنبال
روش در راندمان حرارتی نیروگاه توربین گاز خواهیم بود.
احیا - این امر با گرم كردن هوای فشرده شده قبل از ورود به محفظه احتراق با اگزوز توربین در مبدل حرارتی انجام می شود ، بنابراین در مصرف سوخت صرفه جویی می شود. گرم شدن مجدد: کل انبساط در توربین در دو یا چند مرحله حاصل می شود و دوباره گرم شدن پس از هر مرحله انجام می شود.
چگونه بازده حرارتی چرخه Brayton را افزایش دهیم
بهره وری موتور Brayton را می توان از طریق بهبود بخشید: افزایش نسبت فشار ، ، افزایش نسبت فشار باعث افزایش کارایی چرخه Brayton می شود. این مشابه افزایش کارایی است که در چرخه اتو با افزایش نسبت فشرده سازی مشاهده می شود.
موتورهای جت هواپیما را با نیروی بزرگی که به وسیله رانش فوق العاده ای تولید می شود و باعث پرواز سریع هواپیما می شود ، به جلو می برند.
با کوچک شدن هسته ، آنچه را که به عنوان دور بای پس موتور شناخته می شود ، افزایش می دهد ، به این معنی که با افزودن فن ورودی بزرگتر ، میزان سوختن سوخت فقط کمی تغییر می کند. بنابراین ، موتور نیروی محرکه بیشتری را برای تقریباً یکسان سوختن تولید می کند و آن را کارآمدتر می کند. گفتنی است اینلت کن ها نوعی شناسنامه موتوهای توبوجت و توربوفن نیز محصوب می شوند به نحوی که در نمای خارجی تشخیص نوع موتور (توربوجت یا توربوفن) تنها از راه شناخت این قطعه امکان پذیر است . اگر از نمایی جانبی و با زاویه دید مایل به طرفین به قسمت جلویی موتور و مشخصا" اینلت کن توجه کنیم ، اگر اینلت کن موتور از این نما شبیه به مخروط استوانه (مثلث) بود موتور از نوع توربوفن است در حالی که اینلت کن موتورهای تورجت جت در همین حالت قرار گیری شبیه به استوانه مخروطی از دایره دیده می شود .
اسپیر ها: پره های هستد که وظیفه آن ها نگهدای دهان تا دهان و ایجا تکیه گاه برای یاتاقان های شفت اصلی است ، به بیان ساده تر اسپیرها همان ستون های نگهدارنده موتور در قسمت مدخل هستند. لازم بذکر است متذرکر شوم که طراحی این جز در انواع جت های توربینی از کوچک به بزرگ داری تفاوت و احتلافات عمده ای است به گونه ای که در موتوهای کوچیک چون میکروجت ها و مینی جت ها شاهد طراحی ساده و بدون آلایشی همانند + صرفا" به عنوان پایه های نگهدارنده هستیم اما در موتوهای بزرگ تر و با هدف طراحی پرواز فراصوتی این جز کاملا" شبیه به پره های روتور و استاتور یعنی بصورت 3 بعدی طراحی می شود .
دیفیوزرها: درواقع همان لبه های حلقه مانند در نمایی بیرونی (و از روبرو) هستند که به منظور رانش بهتر جریان سیال به درون موتور، قیفی شکل طراحی می شوند .
که شفت در موتورهای جت متناسب با اهداف طراحی به یکی از حالات یگانه (تک شفتی) ، دوگانه (2 شفتی) و سه گانه (3 شفتی) ارائه می شود همچنین در ادامه همان مطلب گفته شده بود که در موتورهایی با شفت چند گانه به منظور اتصال این شفت ها به یکدیگر از اجزایی با نام های " آی سی سی " و " آی ام سی " استفاده می شود
در ابتدا لازم است ذکر شود که در موتورهای تجاری وبعضا" نظامی که کارایی و بازدهی بالا در طراحی آن ها مد نظر است به منظور نیل به اهدافی همچنون تولید نیروی رانش زیاد ، طراحان برای دستیابی به این مهم مجموعه کمپرسور را به دو صورت کم فشار (شامل فن و در اکقر اوقات به همراه مراحل ابتدایی کمپرسور) و پرفشار بصورت مکمل هم طراحی می کنند در این حین و در محل اتصال کمپرسور کم فشار به کمپرسور پر فشار بستر نهایی زیرین که همان شفت است نیز در این محل دو تکه شده و بصورت منقطع و دوگانه طراحی می شود ، حال با توجه به بریده شدن شفت و عدم اتصال دو تکه آن به یکدیدگر لازم است قطعه دیگری در فضایی خالی مابین قرار داده شود تا بوسیله آن ضمن اتصال دو شفت به یکدیگر اعمال مهم دیگری چون انتقال فشار وارده شفت ها به بدنه ، انتقال روغن در بین دو شفت و ناحیه زیرین اسپول ، تسهیل حرکت جریان هوا و ممانعت از ایستایی آن در محل اتصال ، تفکیک و جداسازی جریان هوایی اصلی موجود در موتور از جریان ورودی به بای پاس ها و پشتیبانی لوازم جانبی اضافی (متناسب با نوع و هدف طراحی) انجام شود ، به این قطعه " اینترمیدایت کیس " به اختصار " آی ام سی " و به چنین موتورهایی دو شفته می گویند .
حال اگر فرآیند ذکر شده بالا در خصوص ورودی کمپرسور را حین طراحی برای خروجی کمپرسور (بعد از کمپرسور پر فشار) هم پیاده سازی کنیم بدین نحو که در محل کمپرسورها به ترتیب یه نوع کم فشار ، پرفشار و کم فشار + توربین کم فشار ایجاد و شفت نیز برای دومین بار منقطع شود لازم است در محل منفصل شده مجددا" قطعه آی ام سی بکار رود که البته این بار نام آن عوض شده و آن را " اینترمیدایت کمپرسور کیس " با به اختصار " آی سی سی " می نامیم و بدین گونه موتورهای موتورهای سه شفتی می گوییم . وظایف آی سی سی همان وظایف ذکر شده برای آی ام سی هستند .
گفتنی است در موتورهای جدیدی همچون یوروجت 200 کار شده در جنگنده اروپایی تایفون نسل جدید و متفاوتی از آی سی سی ها بکار رفته است که موجب افزایش ایمنی و بهبود عملکرد موتور در حالت سوپرکروز شده است ، این قطعه جدید که " اینلت وینز کنترل " یا به اختصار " آی وی سی "نامیده شده درست قبل از فن و متصل به بدنه موتور تعبیه شده و به دلیل بهرمندی از پره هایی که می توانند به دو طرف حرکت کرده و جریان هوا را بصورت جهت دار هدایت کنند (همانند دریچه کولر) باعث تسهیل حرکت جریان سیال عبوری از فن به کمپرسور کم فشار می شود .
پ ن: باید توجه داشت که در ساخت قطعات معرفی شده بالا باید از طراحی سه بعدی و مواد مقاوم در برار حرارت اسفاده کرد بدین منظور این قطعات معمولا" لایه نازکی از فلز ایریدم را روی خود دارند.
- دامپر چرخ
2- یاتاقان شفت اکسسوری انجین (گیربکس)
3- اسپول گیربکس
4- پمپ های سوخت دهی و سوخت گیری
5- چرخ دنده های پوششی و گردان گیربکس
قطعات 2 ، 3 و 5می شن به سیستم اکسسوری انجین و مشخصا" گیربکس موتور برای نمونه می تونید
دامپر هم که مشخصه و پمپ ها هم چیز خاصی ندارند ...
می مونه این قطعه:
انصافا" تشخیص دادن ماهیت این قطعه کاری خیلی سختیه چون عکس از نمای داخلی اون گرفته شده و نمای بیرونی اون که همیشه در معرض دیده کاملا" پوشونده شده ...بریم سراغ خود قطعه ! ... تو نمای اول شما حس می کنید که با پوسته یک دینام کوچیک مواجه شدی وجود کانکتور 3 تایی در راست و 2 تایی در چپ این فرضیه رو تقویت می کنه به همین دلیل بنده اول فکر کردم که با پوسته آلترناتور نمواجه شدم ... آلترناتور مولد انرژی الکتریکی در موتورهای جت هست که برای یک بار استارت زدن برق مرود نیاز رو در باتری هایی که بهش متصل شده ذخیره می کنه که از یک طرف به گیربکس و از طرف دیگه به اکسسوری درایو (راه انداز موتور) متصل میشه در واقع بین این ها قرار گرفته ... خدمتت عرض کنم که در مینی موتورها (موتورایی با تراست کمتر از 15 کیلونیوتن) ...
این توضیح رو بدم که در مینی موتورهای درایو راه انداز وجود نداره و کار اون رو همون آلترناتور انجام میده یعنی تو این نوع موتور ها آلترناتور و اکسسوری درایو یکی هستند ... با این اوصاف به این نتیجه رسیده بود که این ین قطعه مربوط به یکی مینی موتور هستش که خیلی به اف جی 44 شبیه که یک دفه متوجه وجود 3 حفره (سوراخ) در اون قطعه زرد رنگ شدم و این یعنی اینکه موترو مینی جت هستش و حداقل 15 کیلونیوتن تراست داره ... چیدمانش به این شکل میشه که اگر قطعه رو در تصویر بالا 45 درجه به چپ گردش بدین سوراخی که الان در بالا قرار گرفته به سمت راست میاد و محل اتصال گیربکس میشه دقیقا" در مقابل اون سوراخیی که در سمت چپ قرار می گیره مربوط میشه به محل اتصال آلترناتور و سوراخی هم که بالا می مونه مربوط میشه به اتصال قطعه به موتور ... همه این حرفا یعنی این قطعه پوسته درایو راه انداز (اکسسوری درایو) موتور هستش .
ضمن اینکه پین های کانکتور سه گانه رنگ یک دستی ندارند و به دلیل ایجاد جرقه قسمتی ازشون سیاه شده در صورتی که اگر کارشون شارژ برق بود این ایجاد جرقه و تغییر رنگ بوجود نمی یومد ... !
به هر حال با این عکس ها نمیشه به درستی تشخیص داد که نوع موتور چیه ولی چیزی که ثابل اثباته تراست 15 کیلونیوتن و بیشتر هستش چون در این نوع موتورها لازمه که آلترناتور و اکسسوری درایو رو از هم جدا کرد .موتور جت به تفکیک اجزاء ... آکسسوری درایو !
ابتدا در تعریف آکسسوری درایو باید عنوان کنیم که این وسیله مسئول کنترل رفتار یک موتور جت است ، از نظر اهمیت این جزء با این اینکه از اجزاء اصلی هسته موتور نیست اما عملکرد آن اهمیتی برابر با کل موتور را دارا می باشد که عمدتا" در نمای خارجی موتورهای جت در جلو و در کنار دهانه ورودی هوای موتور بصورت زائده ای قابل روئیت و مشاهده است به عنوان نمونه توجه کنید به تصویر زیر .
اما در تشریح اجزاء آکسسوری درایو لازم است عنوان کنیم که این دستگاه برای انجام وظایف خود که به قرار زیر شامل موارد :
1- راه اندازی و استارت موتور
2- کنترل یکنواختی دوران موتور
3- کم و زیاد کردن تراست موتور از طریق کم و یا زیاد کردن میزان دوران
4- تولید الکتریسته مورد نیاز پرنده حین پرواز (در پرنده های با ابعاد بزرگتر از آی پی یو استفاده می شود)
5- خاموش کردن موتور بعد از انجام فعالیت
می شود که به برای انجام وظایف فوق الذکر آکسسوری درایو نیاز به چند دستگاه دستگاه دیگر به قرار زیر خواهد داشت :
1- یک جفت یا چند جفت باتری برای حداقل یکبار راه اندازی (بکبار استارت) موتور ، جنس باتری ها کاملا" در گرو تکنولوژی موجود و در اختیار سازنده موتور (در بازه زمانی طراحی و تولید موتور) وابسته است
2- یک یا دو یا تعدادی بیشتر (بسته به نوع طراحی) دستگاه گیرباکس به منظور کنترل گشتاور و دوران موتور (معمولا" یک دستگاه گیرباکس کافی است)
3-یک یا دو و یا تعداد بیشتری (بسته به نوع طراحی) دستگاه آلترناتور که مسئول شارژ باتری ها بعد از شروع به کار موتور و تولید نیروی الکتریسته برای ادامه پرواز است
حال از به هم تنیدن دستگاه های نام برده (باتری ، گیرباکس و آلترناتور) ماشین دیگری بوجود خواهد آمد که همان آکسسوری درایو است در ادامه به معرفی دقیق این اجزاء خواهیم پرداخت .
* گیرباکس: وسیله ای است برای انتقال نیروی مکانیکی از وسیله مولد به وسیله مصرف کننده و همچنین فراهم کننده گشتاور و ناظر (کنترل کننده) سرعت دورانی دستگاه مصرف کننده نیز محسوب می شود .
معمولا" در گیرباکس های موتورهای جت حداقل سه شفت و بعضا" تعدادی روتور دیده می شود ، سه شفت گیرباکس موتور های جت به ترتیب شامل شفت ورودی ، شفت واسط و شفت خروجی می شود و عملکرد گیرباکس از نظر فنی بدین گونه است که ابتدا به وسیله ایجاد قطب های الکتریکی و یا در نتیجه مکش هوا (در موتورهایی با گیرباکس تنفسی) شفت ورودی دوران می کند ، سپس شفت واسط که بصورت موازی و در کنار شفت ورودی قراره گرفته و از طریق چرخ دنده های پوششی متصل به خود و شریک خود به شفت وردی متصل است شروع به دوران کردن می کند حال شفت خروجی که بصورت قائم بر د وشفت در انتهای شفت واسط قرار گرفته و از طریق چرخ دنده های پوششی بدان متصل است شروع به دوران می کند ، در این لحظه سر شفت خروجی که قبل از شروع کمپرسور در موتور های توربوجت و در توربوفن ها بعد از فن به شفت اصلی بدون واسطه (بدون اینکه به اسپول وصل باشد) متصل شده است باعث ایجاد حرکت دورانی در موتور شده و موتور را راه اندای می کنند . در ادامه کار به همین ترتیب سرعت دوراتی موتور که عامل ایجاد تراست است نیز کنترل می شود .
شفت های گیرباکس همانند شفت اصلی موتور به لوله اسپول مجهز بوده و در برخی موتور ها به دلیل کوچک بودن ابعاد موتور مانند تصویر بالا شفت واسط وجود ندارد که باعث سادگی تعمیرات خواهد شد .
* آلترناتور: وسیله ای شبیه به دینام است که حداقل دارای یک ورودی دینامیکی که متصل به شفت ورودی گیر باکس می شود و حداقل دو خروجی الکتریکی است ، خروجی اول خروجی اختصاصی باتری ها است خروجی دوم ، خروجی عمومی است .
تعداد دستگاه های آلترناتور در موتور های جت بستگی به نیاز در طراحی آنان دارد .
گفتنی است در هواپیما های بزرگتر به دلیل بالا بودن مصرف الکتریسته آلترناتور به تنهایی یارای تولید الکتریسته مورد نیاز را ندارد بدین منظور مهندسان وسیله دیگری را ابداع کرده اند که آگزیلری پاور یونیت به اختصار "ای پی یو" نامیده می شود ، ای پی یو در موتور ها نظامی جز مجموعه آکسسوری درایو بوده و معمولا" پشت آلترناتور قرار می گیرد و در هواپیما های سیول ای پی یو را با ابعاد بسیار بزرگتری طراحی کرده و در مخروط دمی پرنده ، درست در بین الویتور ها و زیر سکان عمودی پرنده قرار می دهند .
* ای پی یو: در پرنده های بزرگ در واقع ای پی یو یک توبوژنراتور کوچک است که داری اجزای سیستم سوخت رسان (اف سی یو) مستقل ، شیر تزریق کننده و خارج کننده سوخت (ای پی یو) مستقل ، یک توربین و یک ژنراتور کوچک و سیستم ضد احتراق است .
موتورجت به تفکیک اجزا ... سیستم های جانبی
پس از پایان معرفی تمامی اجزا موتور جت لازم است بدانیم که موتورهای جت برای عملکرد بهتر حداقل 4 دستگاه را با خود به همراه دارند که در بسیاری از موارد از آنان جدا بوده و در درون پرنده حامل جا سازی می شود این سه دستگاه به ترتیب اولویت به شرح زیر می باشند :
1- واحد کنترل سوخت که به اختصار " اف سی یو " خوانده می شود
2- سیستم تامین و پشتیبانی اکسیژن درون کاکپیت که معمولا " او اس اس " خطاب می شود (نام های دیگری نیز دارد)
3- سیستم کنترل رفتار موتور که به اختصار "فادک" نامیده می شود
4- سیستم روغنکاری و روانکاری کا اختصارا" بدان "ایی ال اس" گفته می شود
راندمان پیشرانه در اینجا به عنوان نیروی محرکه تحویل داده شده به هواپیما (که برابر با سرعت رانش سرعت هوا است) تقسیم شده توسط نیروی شفت ورودی به پیشرانه تعریف می شود.
موتورهای جت هواپیما را با نیروی بزرگی که به وسیله رانش فوق العاده ای تولید می شود و باعث پرواز سریع هواپیما می شود ، به جلو می برند.موتور جت سیستمی است که بر مبنای قانون سوم نیوتن، نیروی مورد نیاز جهت حرکت اجسام را ایجاد میکندهدف اصلی سیستم پیشرانش هواپیماها، ایجاد نیرویی رو به جلو است که منجر به حرکت اینگونه از وسایل شود. به نیروی ایجاد شده، «تراست» (Thrust) گفته میشود. مبنای کاری هواپیماهای مبتنی بر جت و مدلهای پرهای، همین مفهوم است. نیروی تراست است.خوب میدونید موتور هواپیما یک توربین گازی هست و ازچرخه برایتون پیروی میکنه یک موتور جت مبتنی بر توربین گاز به سیستمی گفته میشود که در آن، از هوا به عنوان سیال کاری بهره میگیرند.مراحل کاری موتور جت مبتنی بر توربین گاز به ترتیب زیر هستند:
کمپرسور فشار هوای ورودی را افزایش میدهد.کمپرسور
در موتورهای توربینی، هوا در کمپرسور و به دو صورت عمده فشرده میشود. این فرآیند در بعضی از کمپرسورها به شکل محوری و در بعضی دیگر به صورت گریز از مرکز رخ میدهدکمپرسورهای گریز از مرکز معمولا از پره به عنوان شتابدهنده هوا و همچنین از دیفیوزر به منظور بالا بردن فشار آن استفاده میکننددر کمپرسورهای محوری از مجموعهای پره روی یک محور به منظور شتاب دادن هوا استفاده میشود. در این کمپرسورها با استفاده از ورقههای ثابتی (استاتور) فشار هوای ورودی افزایش مییابد.توجه داشته باشید که میزان فشردگی حاصل شده در یک کمپرسور گریز از مرکز، بسیار بیشتر از نوع محوری آن است. این بیان به این معنا است که به منظور افزایش فشار به یک میزان مشخص، به کمپرسوری چند مرحلهای از نوع محوری نیازمند هستیم و این در حالی است که احتمال دارد همان میزان افزایش فشار تنها در یک مرحله در یک کمپرسور گریز از مرکز انجام شود.طراحی موتوری که مبتنی بر کمپرسور گریز از مرکز باشد، به نسبت موتوری که در آن از کمپرسور محوری استفاده شده باشد، به سطح ورودی بیشتری نیازمند است. این اختلاف سطح مقطع ورودی به این دلیل است که در کمپرسور محوری، جریان پس از فشرده شدن بایستی دوباره به سمت محفظه احتراق هدایت شود؛ همچنین خود کمپرسور محوری نیز از حجم بیشتری برخوردار است. بنابراین موتوری که در آن از کمپرسور گریز از مرکز استفاده شده به نسبت کمپرسورهای محوری از نظر ظاهر، چاقتر و همچنین کوتاه تر به نظر میرسدلازم به ذکر است که حداقل نیمی از آنچه که از یک موتور جت در هر وظیفه ای انتظار می رود وابسته به شفت و یا واضح تر بگویم نوع شفت و عملکرد آن است ، به همین منظور ضروری است عنوان کنم که با توجه به استرس بسیار زیادی که این قسمت از موتور در کنار حرارت زیاد تحمل می کند ، مواد بکار رفته در تولید آن اهمیت صد چندان به خود می گیرد همین عامل باعث شده تا از گذشته تا کنون شاهد استفاده عمده از آلیاژ های خاصی ار استیل (فولاد) به عنوان ماتریکس در کنار مواد دیگری همچون کربن و بعضا نیکل و ایریدیم هم در تولید آن باشیم . پس از شفت (محور) نوبت به اسپول (به معنای قرقره) می رسد ، همان گونه که از نام آن نیز پیداست این قطعه ، استوانه ای است با مرکزی تو خالی که در قسمت خالی مرکزی آن شفت قرار می گیرد درست شبیه به قرقره خیاطی ، در واقع اسپول ها از خود حرکتی ندارند و دوران شفت باعث حرکت آن ها حول نقطه مرکزی شان می شوداسپول ها را می توان بستر نهایی نصب تجهیزات دوران کننده ای مثل روتور ، توربین و کمپرسور دانست بدین گونه که تمامی اجزا نام برده همزمان در گونه های کوچکتر بصورت مستقیم و بدون واسطه و در گونه های بزرگتر با واسطه روی اسپول نصب می شوند و حرکت خود را از آن می گیرند روتور ها همان طور که از نامشان نیز پیداست قطعات متحرک موتور هستند در واقع می توان آخرین قطعات دوران کننده موتور را روتور ها دانستروتور ها را در نمونه های بزرگتر بصورت چند تکه تهیه و اسمبل (مونتاژ) می شوند . از هیمن رو در ابتدا قطعه اصلی به نام دیسک را با روش هایی مانند قالب گیری و تراشکاری عمدتا" از فلز تیتانیوم بوجود می آورندبعد از تهیه دیسک روتور از آلیاژ خاصی از تیتانیوم با اندازه و شکل مشخص شیارهایی را با هدف محل قرار گیری پره ها (توربین یا کمپروسور) در اطراف آن پدید می آورند سپس مطابق با اندازه این شیار ها و نوع طراحی مورد نظر ، پره ها را با استفاده از روش های قالب گیری و ریخته گری (خود به دو نوع) معمولا" از استیل (فولاد) و مواد کریستالی و نیز گاهی اوقات از تیتانیوم به تولید رسانده و با دست در شیارهای اطراف دیسک به ترتیب از آخرین به اولین بر اساس شماره در نظر گرفته شده برای هر پره نصب می کنند توضیح این که طراحی پره ها به دلیل استفاده از روش سه بعدی امری بسیار سخت و پیچیده بوده و عمدتا" توسط رایانه و با استفاده از نرم افزار هایی مانند کَتیا (Catia) انجام می شود . استاتور به معنی ثابت، اجزایی از موتور جت هستند که مابین پره های روتورها (در کمپرسور و توربین) و دقیقا" روی " اسپیسر ها " البته با اندکی فاصله قرار گرفته و هیچ گونه حرکتی از خود ندارند ، هدف از استفاده از استاتور ها را می توان کنترل و هدایت رفتار جریانات هوای ورودی و عبور کرده از پره های هر مرحله از کمپسور یا توربین به مرحله دیگر دانست . اما همین روتور ها به منظور اتصال به یکدیگر نیازمند قطعه دیگری هستند که اسپیسر نامیده می شود، باید عنوان داشت که اسپیسر قطعه ای از جنس استیل (فولاد) است که وظیفه حفاظت و اتصال دیسک های روتور را بر عهده دارد اسپیسرها حد فاصل دو روتور قرار گرفته و خود را واسطه ای جهت اتصال دو روتور به هم می کنند به همین دلیل روتورها متصل شده همه با هم به حرکت در می آیند
نا گفته نماند که به منظور اتصال اسپیسرها به دیسک روتور سوراخ هایی بر روی دیسک تعبیه شده است که با چفت شدن این سوراخ ها با سوراخ های اسپیسر در نهایت به منظور اتصال از نوعی پین تو خالی آلومینیومی استفاده می شود ، دلیل استفاده از این پین ، روغنکاری بهتر یاتاقان ها حین تعمیرات و درنتیجه سهولت در امر اورهال است.در نهایت به هریک از روتور ها در کنار استاتور همراهش در توربین یا کمپرسور ، یک استیج (مرحله) گفته می شود .از نظر عملکرد هم ، توربین و کمپرسور با هم اختلافات فاحشی را دارند به گونه ای که جریان هوای عبوری از توربین همواره در حال افزایش سرعت است در حالی در کمپرسور ها این موضوع عکس آن و رو به کاهش است همچنین در شکل سیال عبوری کمپسور ها با توربین ها نیز اختلافاتی دیده می شود (جهت جریان سیال به هنگام خروج در توربین بزرگتر از جهت ورودی همین جریان نسیت به محور می باشد)
سوخت توسط محفظه احتراق به درون هوای ورودی پاشیده شده و با استفاده از احتراق، هوا را داغ میکند. در مدت زمان فرآیند احتراق، فشار تقریباً ثابت خواهد ماند؛ بنابراین با زیاد شدن دمای هوا، این سیال حجم بیشتری را اشغال خواهد کرد.سه نوع اصلی محفظه احتراق وجود دارد.
محفظه احتراق چند بخشی
حلقوی شکل (Annular)
حلقوی شکل با اتاقک جدا (Can Annular) کامباستور (محفظه احتراق)عملکرد کامباستور بدین گونه است که در ابتدا هوای سرد و متراکم از کمپسور با فشار زیاد به درون کپسول سرد دمیده و در فضای خالی این کپسول که " ایرگَپ " نامیده می شود تجمیع داده شده ، سپس بر اثر افزایش تراکم هوا در ایر گپ خود به دلیل دمیده شدن مداوم هوا در نتیجه بسته بودن قسمت انتهایی و متصل دو کپسول دچار افزایش فشار شده و در خلاف جهت دمیده شدن از منافذ و سوراخ هایی که " فِلَم تیوب " نامیده می شوند به قسمت دوم یا کپسول گرم وارد می شود .
پس از ورود هوای متراکم و پر فشار از ایرگپ به کپسول گرم ، این سیال با سوخت های پاشیده شده از " سویرل وینز " ترکیب خواهد شد ،توضیح دهم که در قسمت ابتدایی و بسته کپسول گرم ، پره هایی کوچک همانند فن رادیاتور خودرور (از نظر شکل) قرار داده شده که بر روی قسمت میانی آن سه سوراخ کوچک (قابل دیدن) به شکل مثلث متوازی الاضلاع تعبیه می شود ، پشت این فن نیز لوله ای باریک و کوچک قرار می گیرد که به بیرون از دستگاه متصل بوده و مسئول انتقال سوخت به درون کامباستور (سویرل وینز) است این لوله را " فیول نازل کانکشن " می نامند . اما برای پاشش سوخت به درون محفظه لازم است قبل از سویریل وین محفظه ای کوچک و استوانه ای شکل قرار گرفته شود (این محفظه " نازل اورایفیس "نامیده می شود) تا سوخت منتقل شده پس از تحمع ، در اثر افزاش فشار راه خود را از درون سوراخ های روی وین یافته و ضمن خروج از این منافذ ، وین را نیز به حرکت در آورد ، بر اثر قرارگیری این سوراخ ها به شکل مثلث سوخت خارج شده حین پاشش در نتیجه جرخش سویرل وین حالتی سینوسی (همانند فنر) به خود می گیرد . پس از بارور سازی هوای سرد با سوخت ، این سیال مرکب که حالا آماده محترق شدن است و درست در مقابل " فندک یا اینگایتر " اینترکانکتور نامیده شده) قرار گرفته ، با اتصال جریان الکتریکی به درون اینگایتر و بروز جرقه الکتریکی سیال مرکب محترق شده و با فشار بسیار زیادی به سمت انتهایی کپسول سرد که باز است را خود را می یابد ، در این قسمت از کپسول گرم که قطر آن نیز به دلیل بیضوی بودن شکل آن کم می شود قطعه دیگری قرار گرفته " سیلینگ رینگز " نامیده می شود و کار آن در شکل دهی به جریال هوای محترق شده و هدایت درست آن به سمت توربین است . کامباستور اجزا دیگری نیز وجود دارد که هنوز به آن ها اشاره نکردیم نخست که " کولینگ استریپ " نامیده شده و وظیفه آن ها در خنک سازی جریان گسبل یافته به سمت وین ها است (این دو حلقه که از فلزی با رسانایی بالا ساخته می شوند گرمای هوا را جذب کرده و با روش همرفتی آن را به کپسول سرد منتقل می کنند) و دوم پین های بنفش موجود بعد از استریپ ها است که " فلم تیوب ساسپنشن پین " نامیده شده و از ایجاد جرقه و بروز احتراق در این قسمت ممانت به عمل می آورند قطعه سومی نیز در تصویر قابل روئیت است که " فیول درین "نامیده شده و همانطور که از نام آن پیداست مسئولیت تخلیه سوخت ترکیب نشده و احتراق نیافته موجود در کامباستور را عهده دار می باشد .
توربین، انرژی ذخیره شده در هوای داغ را به کار مکانیکی تبدیل خواهد کرد. این انرژی، نیروی مورد نیاز به منظور چرخش محور کمپرسور را فراهم میکند.به منظور ایجاد گشتاور مورد نیاز کمپرسور و دیگر اجزا موتور، چندین مرحله افت فشار و دما در توربین اتفاق میافتد. تعداد این مراحل به توان مد نظر، سرعت دورانی توربین و قطر آن وابسته است از نظر تئوری، هرچه دمای ورودی به توربین بیشتر باشد، راندمان موتور افزایش مییابد. اما در عمل به دلیل محدودیت در مواد استفاده شده در ساخت توربین، این مهم امکانپذیر نیست و یک حد بالایی از دمای ورودی به توربین قابل تعریف است. در حقیقت دمای توربین تا مقداری افزایش خواهد یافت که قطعات آن به شدت داغ و سرخ خواهند شد. در این حالت مواد انتخاب شده بایستی این قدرت را داشته باشند تا بتوانند گشتاور و نیروی مد نظر را بدون ذوب شدن، انتقال دهند.
نازل، هوای ورودی را شتاب و سرعت آن را افزایش میدهد موتورهای مبتنی بر توربین گاز که در هواپیماها استفاده میشوند، از سیستمی تحت عنوان «اگزاست» (Exhaust) بهره میبرند که وظیفه آن تخلیه گاز داغ به درون اتمسفر است. با بهرهگیری از این سیستم، گاز خروجی سرعت خواهد گرفت، بنابراین امکان دستیابی به تراست مد نظر وجود خواهد داشت. طراحی اگزاست میتواند تاثیر بهسزایی در کارکرد توربین گاز داشته باشد. عملکرد این سیستم به دمای گاز ورودی، نرخ جرمی جریان، فشار و دمای گاز خروجی مد نظر طراحی وابسته است.نازل در موتور جت هم ، همان وظیفه تعربف شده در بالا را عهده دار می باشد بدین معنی که شکل دهی و سرعت دهی به جریان سیال خروجی از موتور (در اینجا گازهای داغ) وظیفه تعریف شده نازل اصلی است ، نکته جالب این است که تمامی تراست (رانش یا پیشرانش) تولیدی موتور در گرو عملکرد نازل آن است در واقع اگر این قطعه را از موتور حذف کنیم ، موتور ما دیگر در تولید رانش (نیروی جلو برندگی) ناتوان و عاجز خواهد ماند در حالی تمامی سیکل های کاری آن بدرستی عمل می کند همچنین می توان از جمله تفاوت های میان جت های پروازی و جت های نیروگاهی (توربوژنراتورها) را در عدم بهرمندی نوع دوم از نازل اصلی دانست .در موتو های جت و در آخرین قسمت از نمای بیرونی (انتها) آن ها وسیله دیگری نیز نصب می شود که نازل خروجی با نازل ثانویه یا اگزاست (خروجی) نامیده می شود
خوب شما میتونید
دمای ورودی توربین را افزایش دهید به شرطی که مواد توربین بتوانند دما را تحمل کنند یا یکی به قطعات جایگزینی که در برابر دما مقاومت می کنند دسترسی داشته باشد.
نسبت فشار را افزایش دهید. ...
تقویت نیرو از طریق تزریق بخار.
نسبت های فشرده سازی پایین تر به درجه بالاتری از حجم ثابت نیاز دارند تا با کاهش تلفات خنک کننده ، بازده حرارتی را بهبود بخشند. بنابراین ، روشی که باعث کاهش اتلاف خنک کننده بدون کاهش درجه حجم ثابت می شود ، برای بهبود بازده حرارتی موتورهای احتراق داخلی موثر هست.خوب چون موتور جت یک نیروگاه گازی هست ما دنبال
روش در راندمان حرارتی نیروگاه توربین گاز خواهیم بود.
احیا - این امر با گرم كردن هوای فشرده شده قبل از ورود به محفظه احتراق با اگزوز توربین در مبدل حرارتی انجام می شود ، بنابراین در مصرف سوخت صرفه جویی می شود. گرم شدن مجدد: کل انبساط در توربین در دو یا چند مرحله حاصل می شود و دوباره گرم شدن پس از هر مرحله انجام می شود.
چگونه بازده حرارتی چرخه Brayton را افزایش دهیم
بهره وری موتور Brayton را می توان از طریق بهبود بخشید: افزایش نسبت فشار ، ، افزایش نسبت فشار باعث افزایش کارایی چرخه Brayton می شود. این مشابه افزایش کارایی است که در چرخه اتو با افزایش نسبت فشرده سازی مشاهده می شود.
موتورهای جت هواپیما را با نیروی بزرگی که به وسیله رانش فوق العاده ای تولید می شود و باعث پرواز سریع هواپیما می شود ، به جلو می برند.
با کوچک شدن هسته ، آنچه را که به عنوان دور بای پس موتور شناخته می شود ، افزایش می دهد ، به این معنی که با افزودن فن ورودی بزرگتر ، میزان سوختن سوخت فقط کمی تغییر می کند. بنابراین ، موتور نیروی محرکه بیشتری را برای تقریباً یکسان سوختن تولید می کند و آن را کارآمدتر می کند. گفتنی است اینلت کن ها نوعی شناسنامه موتوهای توبوجت و توربوفن نیز محصوب می شوند به نحوی که در نمای خارجی تشخیص نوع موتور (توربوجت یا توربوفن) تنها از راه شناخت این قطعه امکان پذیر است . اگر از نمایی جانبی و با زاویه دید مایل به طرفین به قسمت جلویی موتور و مشخصا" اینلت کن توجه کنیم ، اگر اینلت کن موتور از این نما شبیه به مخروط استوانه (مثلث) بود موتور از نوع توربوفن است در حالی که اینلت کن موتورهای تورجت جت در همین حالت قرار گیری شبیه به استوانه مخروطی از دایره دیده می شود .
اسپیر ها: پره های هستد که وظیفه آن ها نگهدای دهان تا دهان و ایجا تکیه گاه برای یاتاقان های شفت اصلی است ، به بیان ساده تر اسپیرها همان ستون های نگهدارنده موتور در قسمت مدخل هستند. لازم بذکر است متذرکر شوم که طراحی این جز در انواع جت های توربینی از کوچک به بزرگ داری تفاوت و احتلافات عمده ای است به گونه ای که در موتوهای کوچیک چون میکروجت ها و مینی جت ها شاهد طراحی ساده و بدون آلایشی همانند + صرفا" به عنوان پایه های نگهدارنده هستیم اما در موتوهای بزرگ تر و با هدف طراحی پرواز فراصوتی این جز کاملا" شبیه به پره های روتور و استاتور یعنی بصورت 3 بعدی طراحی می شود .
دیفیوزرها: درواقع همان لبه های حلقه مانند در نمایی بیرونی (و از روبرو) هستند که به منظور رانش بهتر جریان سیال به درون موتور، قیفی شکل طراحی می شوند .
که شفت در موتورهای جت متناسب با اهداف طراحی به یکی از حالات یگانه (تک شفتی) ، دوگانه (2 شفتی) و سه گانه (3 شفتی) ارائه می شود همچنین در ادامه همان مطلب گفته شده بود که در موتورهایی با شفت چند گانه به منظور اتصال این شفت ها به یکدیگر از اجزایی با نام های " آی سی سی " و " آی ام سی " استفاده می شود
در ابتدا لازم است ذکر شود که در موتورهای تجاری وبعضا" نظامی که کارایی و بازدهی بالا در طراحی آن ها مد نظر است به منظور نیل به اهدافی همچنون تولید نیروی رانش زیاد ، طراحان برای دستیابی به این مهم مجموعه کمپرسور را به دو صورت کم فشار (شامل فن و در اکقر اوقات به همراه مراحل ابتدایی کمپرسور) و پرفشار بصورت مکمل هم طراحی می کنند در این حین و در محل اتصال کمپرسور کم فشار به کمپرسور پر فشار بستر نهایی زیرین که همان شفت است نیز در این محل دو تکه شده و بصورت منقطع و دوگانه طراحی می شود ، حال با توجه به بریده شدن شفت و عدم اتصال دو تکه آن به یکدیدگر لازم است قطعه دیگری در فضایی خالی مابین قرار داده شود تا بوسیله آن ضمن اتصال دو شفت به یکدیگر اعمال مهم دیگری چون انتقال فشار وارده شفت ها به بدنه ، انتقال روغن در بین دو شفت و ناحیه زیرین اسپول ، تسهیل حرکت جریان هوا و ممانعت از ایستایی آن در محل اتصال ، تفکیک و جداسازی جریان هوایی اصلی موجود در موتور از جریان ورودی به بای پاس ها و پشتیبانی لوازم جانبی اضافی (متناسب با نوع و هدف طراحی) انجام شود ، به این قطعه " اینترمیدایت کیس " به اختصار " آی ام سی " و به چنین موتورهایی دو شفته می گویند .
حال اگر فرآیند ذکر شده بالا در خصوص ورودی کمپرسور را حین طراحی برای خروجی کمپرسور (بعد از کمپرسور پر فشار) هم پیاده سازی کنیم بدین نحو که در محل کمپرسورها به ترتیب یه نوع کم فشار ، پرفشار و کم فشار + توربین کم فشار ایجاد و شفت نیز برای دومین بار منقطع شود لازم است در محل منفصل شده مجددا" قطعه آی ام سی بکار رود که البته این بار نام آن عوض شده و آن را " اینترمیدایت کمپرسور کیس " با به اختصار " آی سی سی " می نامیم و بدین گونه موتورهای موتورهای سه شفتی می گوییم . وظایف آی سی سی همان وظایف ذکر شده برای آی ام سی هستند .
گفتنی است در موتورهای جدیدی همچون یوروجت 200 کار شده در جنگنده اروپایی تایفون نسل جدید و متفاوتی از آی سی سی ها بکار رفته است که موجب افزایش ایمنی و بهبود عملکرد موتور در حالت سوپرکروز شده است ، این قطعه جدید که " اینلت وینز کنترل " یا به اختصار " آی وی سی "نامیده شده درست قبل از فن و متصل به بدنه موتور تعبیه شده و به دلیل بهرمندی از پره هایی که می توانند به دو طرف حرکت کرده و جریان هوا را بصورت جهت دار هدایت کنند (همانند دریچه کولر) باعث تسهیل حرکت جریان سیال عبوری از فن به کمپرسور کم فشار می شود .
پ ن: باید توجه داشت که در ساخت قطعات معرفی شده بالا باید از طراحی سه بعدی و مواد مقاوم در برار حرارت اسفاده کرد بدین منظور این قطعات معمولا" لایه نازکی از فلز ایریدم را روی خود دارند.
- دامپر چرخ
2- یاتاقان شفت اکسسوری انجین (گیربکس)
3- اسپول گیربکس
4- پمپ های سوخت دهی و سوخت گیری
5- چرخ دنده های پوششی و گردان گیربکس
قطعات 2 ، 3 و 5می شن به سیستم اکسسوری انجین و مشخصا" گیربکس موتور برای نمونه می تونید
دامپر هم که مشخصه و پمپ ها هم چیز خاصی ندارند ...
می مونه این قطعه:
انصافا" تشخیص دادن ماهیت این قطعه کاری خیلی سختیه چون عکس از نمای داخلی اون گرفته شده و نمای بیرونی اون که همیشه در معرض دیده کاملا" پوشونده شده ...بریم سراغ خود قطعه ! ... تو نمای اول شما حس می کنید که با پوسته یک دینام کوچیک مواجه شدی وجود کانکتور 3 تایی در راست و 2 تایی در چپ این فرضیه رو تقویت می کنه به همین دلیل بنده اول فکر کردم که با پوسته آلترناتور نمواجه شدم ... آلترناتور مولد انرژی الکتریکی در موتورهای جت هست که برای یک بار استارت زدن برق مرود نیاز رو در باتری هایی که بهش متصل شده ذخیره می کنه که از یک طرف به گیربکس و از طرف دیگه به اکسسوری درایو (راه انداز موتور) متصل میشه در واقع بین این ها قرار گرفته ... خدمتت عرض کنم که در مینی موتورها (موتورایی با تراست کمتر از 15 کیلونیوتن) ...
این توضیح رو بدم که در مینی موتورهای درایو راه انداز وجود نداره و کار اون رو همون آلترناتور انجام میده یعنی تو این نوع موتور ها آلترناتور و اکسسوری درایو یکی هستند ... با این اوصاف به این نتیجه رسیده بود که این ین قطعه مربوط به یکی مینی موتور هستش که خیلی به اف جی 44 شبیه که یک دفه متوجه وجود 3 حفره (سوراخ) در اون قطعه زرد رنگ شدم و این یعنی اینکه موترو مینی جت هستش و حداقل 15 کیلونیوتن تراست داره ... چیدمانش به این شکل میشه که اگر قطعه رو در تصویر بالا 45 درجه به چپ گردش بدین سوراخی که الان در بالا قرار گرفته به سمت راست میاد و محل اتصال گیربکس میشه دقیقا" در مقابل اون سوراخیی که در سمت چپ قرار می گیره مربوط میشه به محل اتصال آلترناتور و سوراخی هم که بالا می مونه مربوط میشه به اتصال قطعه به موتور ... همه این حرفا یعنی این قطعه پوسته درایو راه انداز (اکسسوری درایو) موتور هستش .
ضمن اینکه پین های کانکتور سه گانه رنگ یک دستی ندارند و به دلیل ایجاد جرقه قسمتی ازشون سیاه شده در صورتی که اگر کارشون شارژ برق بود این ایجاد جرقه و تغییر رنگ بوجود نمی یومد ... !
به هر حال با این عکس ها نمیشه به درستی تشخیص داد که نوع موتور چیه ولی چیزی که ثابل اثباته تراست 15 کیلونیوتن و بیشتر هستش چون در این نوع موتورها لازمه که آلترناتور و اکسسوری درایو رو از هم جدا کرد .موتور جت به تفکیک اجزاء ... آکسسوری درایو !
ابتدا در تعریف آکسسوری درایو باید عنوان کنیم که این وسیله مسئول کنترل رفتار یک موتور جت است ، از نظر اهمیت این جزء با این اینکه از اجزاء اصلی هسته موتور نیست اما عملکرد آن اهمیتی برابر با کل موتور را دارا می باشد که عمدتا" در نمای خارجی موتورهای جت در جلو و در کنار دهانه ورودی هوای موتور بصورت زائده ای قابل روئیت و مشاهده است به عنوان نمونه توجه کنید به تصویر زیر .
اما در تشریح اجزاء آکسسوری درایو لازم است عنوان کنیم که این دستگاه برای انجام وظایف خود که به قرار زیر شامل موارد :
1- راه اندازی و استارت موتور
2- کنترل یکنواختی دوران موتور
3- کم و زیاد کردن تراست موتور از طریق کم و یا زیاد کردن میزان دوران
4- تولید الکتریسته مورد نیاز پرنده حین پرواز (در پرنده های با ابعاد بزرگتر از آی پی یو استفاده می شود)
5- خاموش کردن موتور بعد از انجام فعالیت
می شود که به برای انجام وظایف فوق الذکر آکسسوری درایو نیاز به چند دستگاه دستگاه دیگر به قرار زیر خواهد داشت :
1- یک جفت یا چند جفت باتری برای حداقل یکبار راه اندازی (بکبار استارت) موتور ، جنس باتری ها کاملا" در گرو تکنولوژی موجود و در اختیار سازنده موتور (در بازه زمانی طراحی و تولید موتور) وابسته است
2- یک یا دو یا تعدادی بیشتر (بسته به نوع طراحی) دستگاه گیرباکس به منظور کنترل گشتاور و دوران موتور (معمولا" یک دستگاه گیرباکس کافی است)
3-یک یا دو و یا تعداد بیشتری (بسته به نوع طراحی) دستگاه آلترناتور که مسئول شارژ باتری ها بعد از شروع به کار موتور و تولید نیروی الکتریسته برای ادامه پرواز است
حال از به هم تنیدن دستگاه های نام برده (باتری ، گیرباکس و آلترناتور) ماشین دیگری بوجود خواهد آمد که همان آکسسوری درایو است در ادامه به معرفی دقیق این اجزاء خواهیم پرداخت .
* گیرباکس: وسیله ای است برای انتقال نیروی مکانیکی از وسیله مولد به وسیله مصرف کننده و همچنین فراهم کننده گشتاور و ناظر (کنترل کننده) سرعت دورانی دستگاه مصرف کننده نیز محسوب می شود .
معمولا" در گیرباکس های موتورهای جت حداقل سه شفت و بعضا" تعدادی روتور دیده می شود ، سه شفت گیرباکس موتور های جت به ترتیب شامل شفت ورودی ، شفت واسط و شفت خروجی می شود و عملکرد گیرباکس از نظر فنی بدین گونه است که ابتدا به وسیله ایجاد قطب های الکتریکی و یا در نتیجه مکش هوا (در موتورهایی با گیرباکس تنفسی) شفت ورودی دوران می کند ، سپس شفت واسط که بصورت موازی و در کنار شفت ورودی قراره گرفته و از طریق چرخ دنده های پوششی متصل به خود و شریک خود به شفت وردی متصل است شروع به دوران کردن می کند حال شفت خروجی که بصورت قائم بر د وشفت در انتهای شفت واسط قرار گرفته و از طریق چرخ دنده های پوششی بدان متصل است شروع به دوران می کند ، در این لحظه سر شفت خروجی که قبل از شروع کمپرسور در موتور های توربوجت و در توربوفن ها بعد از فن به شفت اصلی بدون واسطه (بدون اینکه به اسپول وصل باشد) متصل شده است باعث ایجاد حرکت دورانی در موتور شده و موتور را راه اندای می کنند . در ادامه کار به همین ترتیب سرعت دوراتی موتور که عامل ایجاد تراست است نیز کنترل می شود .
شفت های گیرباکس همانند شفت اصلی موتور به لوله اسپول مجهز بوده و در برخی موتور ها به دلیل کوچک بودن ابعاد موتور مانند تصویر بالا شفت واسط وجود ندارد که باعث سادگی تعمیرات خواهد شد .
* آلترناتور: وسیله ای شبیه به دینام است که حداقل دارای یک ورودی دینامیکی که متصل به شفت ورودی گیر باکس می شود و حداقل دو خروجی الکتریکی است ، خروجی اول خروجی اختصاصی باتری ها است خروجی دوم ، خروجی عمومی است .
تعداد دستگاه های آلترناتور در موتور های جت بستگی به نیاز در طراحی آنان دارد .
گفتنی است در هواپیما های بزرگتر به دلیل بالا بودن مصرف الکتریسته آلترناتور به تنهایی یارای تولید الکتریسته مورد نیاز را ندارد بدین منظور مهندسان وسیله دیگری را ابداع کرده اند که آگزیلری پاور یونیت به اختصار "ای پی یو" نامیده می شود ، ای پی یو در موتور ها نظامی جز مجموعه آکسسوری درایو بوده و معمولا" پشت آلترناتور قرار می گیرد و در هواپیما های سیول ای پی یو را با ابعاد بسیار بزرگتری طراحی کرده و در مخروط دمی پرنده ، درست در بین الویتور ها و زیر سکان عمودی پرنده قرار می دهند .
* ای پی یو: در پرنده های بزرگ در واقع ای پی یو یک توبوژنراتور کوچک است که داری اجزای سیستم سوخت رسان (اف سی یو) مستقل ، شیر تزریق کننده و خارج کننده سوخت (ای پی یو) مستقل ، یک توربین و یک ژنراتور کوچک و سیستم ضد احتراق است .
موتورجت به تفکیک اجزا ... سیستم های جانبی
پس از پایان معرفی تمامی اجزا موتور جت لازم است بدانیم که موتورهای جت برای عملکرد بهتر حداقل 4 دستگاه را با خود به همراه دارند که در بسیاری از موارد از آنان جدا بوده و در درون پرنده حامل جا سازی می شود این سه دستگاه به ترتیب اولویت به شرح زیر می باشند :
1- واحد کنترل سوخت که به اختصار " اف سی یو " خوانده می شود
2- سیستم تامین و پشتیبانی اکسیژن درون کاکپیت که معمولا " او اس اس " خطاب می شود (نام های دیگری نیز دارد)
3- سیستم کنترل رفتار موتور که به اختصار "فادک" نامیده می شود
4- سیستم روغنکاری و روانکاری کا اختصارا" بدان "ایی ال اس" گفته می شود