در یک توربوفن چه چیزی محور چرخش را نگه می دارد؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1122

سپاس: 1408

جنسیت:

تماس:

در یک توربوفن چه چیزی محور چرخش را نگه می دارد؟

پست توسط rohamjpl »

من تفاوت تفاوت بین توربو جت و فن توربو چیست؟تصویر خوب نگاه کنید قرقره کم فشار- قرقره فشار بالا- اجزای ثابت- ناسل - پنکه- کمپرسور کم فشار- کمپرسور فشار بالا
محفظه احتراق- توربین فشار قوی- توربین کم فشار- نازل هسته- نازل فن که یک توربوفن 2 قرقره ای با بای پس بالا هستش.
تفاوت این است که یک توربوفن از فشار حاصل از گاز در حال انبساط برای چرخاندن میل لنگ استفاده می کند که پره های بزرگ فن را برای ایجاد نیروی رانش می چرخاند. یک توربوجت، به جای استفاده از فشار برای چرخاندن میل لنگ، به سادگی به آن اجازه می دهد تا از انتهای عقب موتور خارج شود. بعدش توربوجت ها اولین موتور توربین گازی تنفس هوا برای هواپیما بودند، در حالی که توربوپراپ یک نوع پیشرفته از توربوجت است که از توربین گاز برای به حرکت درآوردن ملخ برای تولید نیروی رانش استفاده می کند. توربوجت ها در سرعت مافوق صوت عملکرد خوبی از خود نشان می دهند، در حالی که توربوپراپ ها عملکرد خوبی در سرعت های مافوق صوت نشان می دهند. موتورهای توربوپراپ نوع دیگری هستند که بر روی موتور توربوجت ساخته شده اند و از توربین برای تولید شفت برای به حرکت درآوردن پروانه استفاده می کنند. آنها ترکیبی از پیشرانه موتورهای رفت و برگشتی اولیه و پیشرانه های جدیدتر توربین گازی هستند. همچنین موتورهای توربوپراپ را می توان به عنوان یک موتور توربوشفت با ملخ متصل به شفت از طریق مکانیزم چرخ دنده کاهش مشاهده کرد.هوای سردی که از طریق ورودی وارد می شود در مراحل متوالی کمپرسور جریان محوری به فشار بالا فشرده می شود. در یک موتور جت معمولی، جریان هوا تحت چندین مرحله فشرده سازی قرار می گیرد و در هر مرحله، فشار را به سطح بالاتری می رساند. موتورهای توربوجت مدرن با توجه به مراحل پیشرفته کمپرسور طراحی شده با بهبودهای آیرودینامیکی و هندسه متغیر کمپرسور برای ایجاد تراکم مطلوب در هر مرحله، می توانند نسبت فشار تا 10:1 را تولید کنند. توربوجت ها و توربوفن ها در واقع بسیار شبیه هستند: هر دو موتور توربین هستند.
هر دو نیروی رانش را از اگزوز جت ایجاد می کنند.
و هر دو دارای یک ابزار چرخان در جلو هستند که می توان آن را فن نامید. اگر چه در مورد توربوجت به آن فن نمی گویند بلکه مرحله اول کمپرسور نامیده می شود.
خوب فرقش چیست؟ پنج نوع از موتورهای توربین وجود دارد که نام آنها به وسیله اصلی آنها برای تولید نیروی رانش است:
توربوجت ها اولین نوع موتور جت که در Messerschmitt 262 استفاده شد: کمپرسور، محفظه احتراق و توربین. توربین نیروی کافی را از تعقیب احتراق برای به حرکت درآوردن کمپرسور استخراج می کند. تمام هوا از طریق خود موتور جریان می یابد و نیروی رانش فقط توسط جریان اگزوز ایجاد می شود. نسبت دور زدن صفر.
موتورهای توربین بای پس کم کمی توضیحات طولانی و غیر جذاب. بخشی از جریان هوا موتور اصلی را دور می زند و توسط مرحله اول کمپرسور که قطری بزرگتر از لوله اصلی موتور دارد فشرده می شود. توربین کمپرسور و فن (بای پس کم) را به حرکت در می آورد، جریان اگزوز از توربین همچنان نسبت قابل توجهی از رانش را ایجاد می کند - نسبت معکوس با نسبت بای پس، که 0 <BPR < حدود 2 است. توربوفن ها مانند بالا، نامگذاری شده از اولین مرحله بزرگ مانند فن. این موتورها توربین بای پس بالا، 5 <BPR < 15 و همیشه در حال افزایش هستند. توربوپراپ ها منبع اصلی رانش یک ملخ است که دارای پره های بلندتر و کمتری نسبت به فن برای محدود کردن جریمه های درگ است. توربین کمپرسور و پروانه را به حرکت در می آورد، مقداری جریان اگزوز هنوز برای تولید نیروی رانش استفاده می شود - طبق بخش تورنبک 4.3.5، حدود 5 تا 10 درصد نیروی رانش توسط اگزوز ایجاد می شود. BPR هوا از طریق ملخ / هوا از طریق موتور تا حدود 50 است. توربوشفت. منبع رانش اصلی یک روتور هلیکوپتر یا دستگاه دیگری است که نیاز به گشتاور دارد، مانند یک ژنراتور الکتریکی در APU. تمام توان خالص توربین به محور محرک اعمال می شود، بدون نیروی رانش عملی از جریان اگزوز.
این پنج نوع به صورت تدریجی از جریان هوای بای پس برای ایجاد نیروی رانش استفاده می کنند. افزایش هوای بای‌پس باعث می‌شود که توده بزرگ‌تری از هوا با سرعت کمتری شتاب گرفته و نیروی رانش مورد نیاز با راندمان بالاتر ایجاد شود. اما حجم هوای بای‌پس با سرعت هوا نسبت معکوس دارد: هر چه هواپیما سریع‌تر باشد، مقدار هوای بای‌پس کمتری را می‌توان استفاده کرد. در سرعت های مافوق صوت، هوای بای پس برای تولید رانش بسیار مشکل ساز است.
GE CF6 با BPR حدود 5 نشان داده شده در زیر برای B747، A300 و DC10 استفاده شد و یک توربوفن است: مرحله اول کمپرسور از مراحل باقی مانده بیرون می‌آید و بیشتر جریان هوای ورودی به خارج از موتور توربوجت اصلی را دور می‌زند. . این هوای بای پس وجه تمایز اصلی بین توربوجت و توربوفن است. البته از نظر بصری، پنکه بزرگ بسیار قابل تشخیص است.
توربوفن
توربوفن شبیه موتور ملخی کلاسیک و بصری است. تیغه‌های فن هوا را مانند یک فن در خانه شما فشار می‌دهند و محفظه موتور آن جریان هوا را به سمت عقب هدایت می‌کند. مقداری از هوا نیز باید وارد هسته موتور شود تا سوخت را اکسید کند تا انرژی تولید شود که محور پروانه را به حرکت در می‌آورد، اما بیشتر آن به دور هسته می‌چرخد و از پشت خارج می‌شود. در اصل، پره‌های فن هوا را «فشار می‌دهند»، زیرا ممکن است خود را از دیواره استخر فشار دهید تا بدن خود را در آب تسریع کنید (یا بهتر است، درست همانطور که دست و پا زدن در آب شما را در حین هل دادن آب به جلو هل می‌دهد. رو به عقب). توجه داشته باشید که اگزوز موتور در اینجا نقش مستقیمی در ایجاد نیروی رانش ندارد، نیروی رانش از پره های بزرگ فن می آید که هوا را به عقب می راند.
به عنوان یک قیاس، یک خودرو را در نظر بگیرید: سوخت در موتور با مخلوط کردن آن با اکسیژن هوا سوزانده می شود (اغلب از توربوشارژری استفاده می شود که هوا را فشرده می کند تا سوخت را سریعتر بسوزاند، که موتور توربوفن نیز از آن استفاده می کند). سوزاندن سوخت پیستون ها را فشار می دهد و سپس محور محرک (پروانه) را می چرخاند. سپس شفت محرک (پروانه) چرخ‌ها (پره‌های فن) را می‌چرخاند که از روسازی (هوای اطراف پره‌های فن) خارج می‌شوند تا خودرو (هواپیما) را به جلو هل دهند. باز هم توجه داشته باشید که اگزوز ماشین شما نقش مستقیمی در راندن ماشین به جلو ندارد، فقط محصول جانبی سوختن سوخت است.
توربوجتاز طرف دیگر یک توربوجت دقیقاً همانطور که از نامش پیداست یک جت است. تمام هوا را به داخل هسته موتور هدایت می کند، آن را با سوخت مخلوط می کند و آن را فشرده می کند تا به دمای بالا و یک گرادیان فشار زیاد برسد، به سرعت هوا را شتاب می دهد و آن را مانند یک موشک از پشت پرتاب می کند. فیزیک شبیه به پوشاندن انتهای شیلنگ باغ با انگشت شست برای افزایش سرعت جریان آب است. با این حال، در این مورد، شما همچنین آن را با سوخت مخلوط می کنید تا دمای آن را افزایش دهید و سرعت را حتی بیشتر کنید. سپس نیروی رانش با بیرون راندن اگزوز موتور با دمای بالا و سرعت بالا به عقب ایجاد می شود، که شبیه به روشی است که یک موشک کار می کند. تفاوت این است که یک توربوجت از هوای فشرده به عنوان اکسید کننده استفاده می کند در حالی که یک موشک باید اکسید کننده خود را حمل کند (زیرا در فضا هوا وجود ندارد!). توجه داشته باشید که موتور هنوز دارای پره های فن است که برای عقب راندن هوا و فشرده سازی آن لازم است. این را در مقابل یک رمجت قرار دهید، که موتوری است که بر اساس همان اصل کار می‌کند اما فقط با سرعت بسیار بالا کار می‌کند که فشار هوای ورودی برای کارکرد موتور بدون کمک فن کافی باشد. در هر صورت، کلمه "جت" به این معنی است که نیروی رانش توسط جریانی از اگزوز با سرعت بالا که به سمت عقب موتور هدایت می شود، ایجاد می شود، یعنی اگزوز نقش اصلی آنچه را که برای ایجاد نیروی رانش به بیرون پرتاب می شود، ایفا می کند.
در صورتی که مشخص نباشد، پیشوند "turbo" به مرحله فشرده سازی اشاره دارد. هوای فشرده تراکم اکسیژن بالاتری دارد و سوخت را سریعتر و کاملتر از هوای غیر فشرده می سوزاند. در ارتفاع بالا، فشرده سازی ضروری است زیرا چگالی هوا در آنجا بسیار کم است.
موتورهای پیستونی در عرض یک یا دو ثانیه به دور کامل می‌رسند، اما توربین‌ها بسیار بیشتر طول می‌کشند. چرا اینطور است؟
موتورهای توربوفن دارای یک هسته و یک کانال بای پس هستند. 83 درصد نیروی رانش توسط هوای بای پس و 17 درصد دیگر توسط هسته تولید می شود. هوای بای پس به سادگی هوای سردی است که توسط فن های بزرگ جلوی موتور به سمت عقب هدایت می شود. بقیه هوا وارد هسته می شود، جایی که از کمپرسورها، محفظه احتراق عبور می کند و با نیروی رانش تولید کننده سرعت بالا از اگزوز خارج می شود.
توربوجت در اصل یک توربوفن بدون کانال بای‌پس است. تنها منبع رانش هسته است. خودشه! در زیر 2 تصویر در اختیار شما قرار می دهم تا بهتر متوجه شوید.تصویر
ساختارهای نگهدارنده یک توربوفن دو قاب ثابت با پایه های مشخصه آنها هستند که در انتهای هسته موتور قرار دارند: یکی در پشت استاتور OGV ماژول فن و دیگری در انتهای عقب ماژول توربین قرار دارد:تصویر
قاب های ثابت به شفت های چرخان
در مورد موتوری با دو قرقره، فریم ها از طولانی ترین شفت (N1، فشار کم) پشتیبانی می کنند، که به نوبه خود از شفت N2 کواکسیال (فشار بالا) پشتیبانی می کند.
قاب ها و شفت های توربوفن
محورها توسط یاتاقان ها در داخل فریم ها قرار می گیرند (در تصویر بعدی به رنگ سرخابی کشیده شده اند).
شفت به روتورها
دیسک های روتور روی یک قرقره به یکدیگر پیچ می شوند تا ساختاری پیوسته را تشکیل دهند که به شفت مربوطه ثابت شده است. این سازه به عنوان دیوار داخلی برای مجرای هوای مربوطه استفاده می شود:
قاب ها و بلبرینگ های توربوفن
نمایی از شفت N1 و دو قاب، قبل از اضافه کردن بلبرینگ ها و مخزن روغن آنها. شفت فن (تیره تر / شیپور شکل) با استفاده از شیارها به شفت N1 ثابت می شود و می توان آن را بخشی از شفت N1 در نظر گرفت:
یاتاقان‌ها و مخزن‌های روغن به مرکز شفت N1 اضافه می‌شوند (لوله‌های آبی برای فشار دادن آب‌بندهای هوا-روغن مخزن فن استفاده
شفت HP/N2 (با رنگ قرمز در بالا نشان داده شده است) توسط یاتاقان ها بر روی محور LP/N1 متمرکز شده است. تمام روتورهای قرقره HP یک ساختار منفرد را تشکیل می دهند که به شفت HP پیچ شده است (در زیر به رنگ آبی روشن نشان داده شده است):
قاب به استاتورهای هسته
به طور مشابه، پوشش‌های بیرونی استاتورها و حلقه‌های میانی یک قرقره برای تشکیل ساختارهای پیوسته به یکدیگر پیچ می‌شوند.
چهار سازه ثابت ساخته شده است:
مجموعه استاتورهای کمپرسور LP (تقویت کننده) به جعبه میانی قاب فن (در سمت فن) ثابت می شود.
مجموعه استاتورهای کمپرسور HP به جعبه میانی قاب فن (در سمت دیگر) ثابت می شود.
محفظه احتراق به مجموعه کمپرسور HP ثابت می شود.
مجموعه استاتورهای توربین از یک طرف به محفظه احتراق و از طرف دیگر به قاب عقب ثابت می شود.
نمای کلی CG با برخی از اجزای برجسته:
از فریم ها گرفته تا بال بند
موتور توسط یک دکل پشتیبانی می شود که توسط بال پشتیبانی می شود. تنها دو نقطه اتصال به دکل وجود دارد که روی فن و قاب عقب قرار دارند. رانش معمولاً با استفاده از نقطه نصب رو به جلو به بال منتقل می شود.
اگر انتقال نیروی رانش از پایه جلو عملی نباشد، به عنوان مثال. از آنجایی که فضا برای ساخت یک پایه قوی کم است، پس از پیوندهای رانش برای انتقال نیروی رانش به پایه عقب استفاده می شود که آن را به پیلون منتقل می کند:
سایر اجزا چند مؤلفه دیگر برای پشتیبانی وجود دارد.
ورودی هوا روی کیس فن ثابت می شود.
کیس فن (که نقش ایجاد مجرای فن و حاوی هر قطعه شکسته تیغه فن است) روی قاب فن ثابت می شود.
ناسل، یعنی روکش‌های فن و مجرای معکوس‌کننده‌های رانش، از جمله معکوس‌ها، مستقیماً به پیلون ثابت می‌شود. ناسل واقعاً بخشی از موتور نیست. نازل اگزوز و مخروط به قاب توربین ثابت می شوند.
برای جمع بندی اجزای موتور با استفاده از دو قاب کنار هم نگه داشته می شوند.
روتورها به شفت ها ثابت می شوند که توسط یاتاقان ها در داخل قاب ها نگهداری می شوند.تصویر
اجزای ثابت (محفظه فن، استاتورها، محفظه احتراق و غیره) به یکدیگر پیچ می شوند و مستقیماً روی قاب ها ثابت می شوند
من نحوه ی عملکرد یک موتور توربوفن
مرحله 1 ( - ) : تولید نیروی رانش از ورودی شروع می شود که یک فن با قطر بزرگ هزاران بار در دقیقه می چرخد ​​و مقدار زیادی هوا را در خود جای می دهد .
شاید این سوال برای شما پیش بیاید که ما داریم در مورد چه مقدار هوا صحبت می کنیم ؟ کافی است که یک موتور توربوفن با دور بالا مانند سری Pratt & Whitney PW4000 بتواند تمام هوا را در یک خانه چهار خوابه را در کسری از ثانیه خارج کند .
هوایی که از فن عبور می کند یکی از این دو مسیر را طی می کند . برخی از هوا مسیر احتراق خود را طی می کند ، جایی که تحت آن دنباله احتراق سوخت قرار می گیرد ، در حالی که اکثر هوا از هسته عبور می کند و وارد یک مجرای باریک می شود که در آن سرعت قبل از خروج در عقب افزایش می یابد .
هوای تسریع شده از موتور توربوفن می تواند تا ۸۰ درصد از نیروی رانش کلی را تأمین کند .
رحله 2 ( SQUEEZE ) : جریان هوای باقی مانده وارد کمپرسورهای کم فشار و فشار بالا می شود و در آنجا از یک سری تیغه های چرخش و ثابت عبور می کند . در این مرحله ، در حالی که هوا فشرده می شود ، فشار هوا می تواند از ۴۰ به ۱ برسد مادامی که دمای هوا چند صد درجه افزایش می یابد .
مرحله 3 ( BURN ) : این هوای پر فشار سپس به درون سیستم احتراق حرکت می کند ، جایی که سوخت اضافه می شود و مخلوط مشتعل می شود . انرژی حاصل از آن ، توربین های کم – پر فشار را می چرخاند ، که بطور متمرکز از طریق شفت ها به کمپرسورها و فن در قسمت جلوی موتور احتراق سوخت توربوفن متصل می شوند . با چرخش توربین ها ، فن و کمپرسور ها را نیز فرآیند مداوم ورود و خروج هوا از موتور را ایجاد می کنند .
مرحله 4 ( BLOW ) : بعد از انتقال قدرت به توربین و کم شدن فشار هوا به سمت نازل خروجی ( exhaust ) حرکت کرده و از موتور خارج می شود . در مسیر حرکت آخرین انرژی باقی مانده در هوا باعث چرخش توربین دوم ( Low-pressure turbine ) شده و در نهایت از طریق اگزوز خارج می شود که نسبت هوای خروجی از نازل نسبت به هوای ورودی به کمپرسور بیشتر است ...I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamjpl جمعه ۱۴۰۰/۹/۱۹ - ۰۹:۵۶, ویرایش شده کلا 2 بار
تصویر

نمایه کاربر
MRT

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۸۶/۴/۲۱ - ۱۸:۱۷


پست: 1958

سپاس: 60


تماس:

Re: در یک توربوفن چه چیزی محور چرخش را نگه می دارد؟

پست توسط MRT »

این توربوفن نیست. خیلی هم ضایع است. توربوفن دوتا کمپرسور و دو تا توربین داره و دوتا شفت داخل و وروی هم.
با توجه به ماده 8 قوانین تالار گفتمان شبكه فیزیك هوپا :

ارايه انديشه‌هاي نو در فيزيك و متافيزيك ، رياضيات مختص فيزيك ، حساب و هندسه دوجيني در وب سايت شخصي :

http://www.ki2100.com



تصویر

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1122

سپاس: 1408

جنسیت:

تماس:

Re: در یک توربوفن چه چیزی محور چرخش را نگه می دارد؟

پست توسط rohamjpl »

من خودم 5ترم هست هوافضا میخونم و چطور نتوانم تفاوت موتورها را بفهمم شما عنوان کردید
MRT نوشته شده:
جمعه ۱۴۰۰/۹/۱۹ - ۰۱:۱۵
این توربوفن نیست. خیلی هم ضایع است. توربوفن دوتا کمپرسور و دو تا توربین داره و دوتا شفت داخل و وروی هم.
. من همانی گفتم دقیق و همان تصویر توربو فن هست ببین نمای برش خوردخورده توربو فن هستCFM56-7B-..هوایی که وارد هسته می شود از طریق یک سری تیغه های چرخان کوچک متصل به محوری به نام کمپرسور حرکت می کند. عمل چرخش هوا باعث ایجاد گشتاور می شود که باعث افزایش سرعت هوا و افزایش فشار آن می شود. ... این گازها توسط پره های کوچک روی توربین گیر کرده و باعث چرخش توربین می شوند.توربو فن یک توربین گازی هستش در این موتور هوا توسط کمپرسور از سمت راست به داخل موتور مکش می شود. کمپرسور اساساً یک فن تیغه کوتاه است که تیغه های آن به صورت ردیفی قرار گرفته اند و تفاوت آن در توربین انتهایی است که باعث به حرکت در آوردن فن بزرگ جلو موتور می شود. اینگونه شفت های همرکز چند منظوره در توربین های گازی بسیار معمول هستند.تصویر
در واقع در بسیاری از توربوفن های بزرگ دو بخش مجزای تراکم که توسط توربین های جداگانه به حرکت در می آیند وجود دارد.
هدف از وجود فن آن است که میزان هوای ورودی به موتور را افزایش دهد که باین عمل نیروی پیشرانه موتر افزایش پیدا می کند.
هنگامیکه به یک جت تجاری در فرودگاه نگاه می کنید آنچه که می بینید فن بسیار بزرگی است که در جلو موتور قرار دارد. اندازه آن بقدری بزرگ است که گاهی اوقات تا 3 متر قطر دارد ، بنابراین می تواند هوای زیادی را جابجا کند. هوایی که فن جابجا می کند هوای کنار گذر نامیده می شود (در شکل با رنگ بنفش نشان داده شده است) چرا که از کنار بخش توربین عبور می کند و با سرعت زیاد از انتهای نازل خارج می شود و باعث ایجاد نیروی پیشرانه می شود.تصویر البته در موتورهای توربوفن، مقادیر دیگری از هوا از طریق کنارگذر نیز عبور داده می‌شود که در نهایت به گازهای خروجی داغ پیوسته و نیروی تراست را افزایش می‌دهد. تفاوت موتورهای توربوفن با توربوپراپ در این است که موتورهای توربوپراپ، فن یا ملخ ایجادکننده تراستشان در خارج از پوسته موتور قرار گرفته اما در موتورهای توربوفن، ملخ یا فن تولیدکننده تراست کاملاً در درون پوسته موتور قرار گرفته‌است. قدرت و توان مورد نیاز برای گردش کمپرسور توسط توربین تأمین می‌شود. شکل توربین شبیه به کمپرسور است اما با این تفاوت که به کمپرسور کار داده می‌شود تا هوا را فشرده کند ولی در توربین از جریان گازهای گرم عبوری کار گرفته می‌شود. به مجموعه کمپرسور، توربین و محور رابط (محور انتقال دهنده نیرو جهت گردش، از توربین به کمپرسور) اسپول می‌گویند. هر موتور توربوجت دارای یک اسپول می‌باشد اما بعضی از موتورها، دارای دو یا چند اسپول می‌باشند. سیستم توربین
در اینجا، ابتدا گازهای پرحرارت ناشی از احتراق به پره‌های توربین برخورد کرده و نیروی لازم جهت گرداندن کمپرسور و مکش هوا برای سیکل بعدی تولید می‌شود که این نیرو به وسیله میله (شفت) ی به کمپرسور انتقال داده شده و باعث حرکت آن می‌شود. استاتور توربین که به آن NOZZLE GUIDE VANE نیز می‌گویند و برای تنظیم جهت حرکت سیال (هوا) برای ادامه حرکت به کار می‌رود. توربین‌ها نیز به دو دسته محوری و شعاعی تقسیم می‌شوند که نوع محوری پر کاربرد است. چون دمای کارکرد توربین بسیار بالا می‌باشد، در ساخت آن از آلیاژهای مخصوصی استفاده می‌شود.
در مورد نیاز هواپیما، از توربین های گازی یا موتورهای پیستونی برای ایجاد نیروی رانش استفاده می شود که هواپیما را به حرکت در می آورد. در این کار موتور مورد نظر یک توربوفن به اصطلاح دو قرقره است. همانطور که در شکل نشان داده شده است، کمپرسور فن و کم فشار (LP) از طریق یک شفت به توربین LP متصل می شوند در حالی که کمپرسور فشار قوی (HP) و توربین HP از طریق شفت مستقل دیگری به هم متصل می شوند. این فناوری معمولاً در توربوفن‌ها به کار می‌رود، به طوری که مراحل LP ممکن است با سرعت بسیار پایین‌تری نسبت به مراحل HP بچرخند.من می خواهم بدانم که معمولاً از کدام نوع یاتاقان ها برای پشتیبانی از شفت در موتورهای جت استفاده می شود و چرا؟
یاتاقان های غلتشی بسته به نوع نورد، عمدتاً دو نوع هستند: سیلندر یا کره:
رولبرینگ برای مقابله با اصطکاک. آنها عمدتاً برای محور کردن محورها در یک جزء دیگر (به عنوان مثال یک قاب) استفاده می شوند.
تصویر
می‌خواهیم شفت را در مرکز قرار دهیم، اما نمی‌خواهیم شفت یا قسمت دیگر گرم شود و نه می‌خواهیم چرخش در اثر اصطکاک کند شود. بنابراین تا جایی که می‌توانیم اصطکاک/لغزش را با قطعه‌ای که بین ژورنال‌ها می‌غلتد جایگزین می‌کنیم. مثل تعویض اسکیت های سورتمه با چرخ های بین زمین و سورتمه، زمانی که زمین برفی نیست.
بلبرینگ. بلبرینگ تماسی زاویه ای علاوه بر اینکه مانند رولبرینگ در برابر اصطکاک عمل می کند، از هرگونه حرکت طولی بین شفت و قسمت دیگر جلوگیری می کند. به عنوان مثال، رانش به صورت طولی بر روی شفت ها فشار می آورد که اگر مسدود نشود از موتور خارج می شوند. یاتاقان های غلتکی به عنوان عناصر مسدود کننده عمل می کنند، شفت ها در موقعیت خود در داخل موتور باقی می مانند و رانش از طریق یاتاقان ها، قاب و پیلون به بال منتقل می شود.
شما می توانید بلبرینگ های غلتکی (مربع سرخابی) و یاتاقان های توپی (دایره ای) را در شماتیک های این موتور که از داخل یک توربوفن که محور چرخش را نگه می دارد، مشاهده کنید:تصویر
از دو بلبرینگ برای دادن موقعیت طولی شفت های N1 و N2 نسبت به قاب فن استفاده می شود.
این بلبرینگ‌ها همچنین محورها را در چارچوب قرار می‌دهند و به روتورها اجازه می‌دهند تا در دیواره‌های موتور قرار بگیرند.
به دلیل طول شفت و بار، از سه رولبرینگ برای مرکزیت شفت در مکان‌های انتخابی دیگر استفاده می‌شود.
بلبرینگ هیدرودینامیکی
در مورد یاتاقان های هیدرودینامیکی هم مطالبی خواندم، که میاورم
یاتاقان‌های هیدرودینامیکی اصطکاک را کاهش می‌دهند، نه با چرخاندن قطعاتی مانند توپ یا غلتک، بلکه با تزریق روغن بین عناصر دوار، اصطکاک کاهش می‌یابد، تنها ویسکوزیته روغن تمایل به کاهش سرعت چرخش دارد.
بخش "دینامیک" به این دلیل است که این حرکت قسمت چرخشی است که لایه روغن را ایجاد می کند، با استفاده از همان اصل برای شتاب دادن هوا بر روی بال: سرعت شفت یک لایه مرزی در روغن ایجاد می کند. پس از ایجاد فیلم، حرکت دیگر بین فلز و فلز نیست، بلکه بین فلز، روغن و فلز است.
مزیت اصلی آنها این است که می توانند بارهای زیادی را تحمل کنند و همچنان در موقعیت یابی دقیق هستند.
در واقع غلتک ها و بلبرینگ ها نیز از روغن برای به حداقل رساندن مقاومت غلتشی استفاده می کنند. تفاوت غلتیدن در مقابل لغزش است. نورد معمولاً برای کاهش اثرات اصطکاک کارآمدتر از لغزش است زیرا سطح سطح مشترک (فلز-فلز یا فلز-روغن-فلز) کاهش می یابد.
هوا در ورودی موتور توسط كمپرسور فشرده شده و به محفظه ی احتراق وارد می شود. این هوای فشرده با سوخت جت مخلوط شده و توسط جرقه مشتعل می شود كه محصول این احتراق یا بهتر است بگوییم انفجار گازهای داغ و پر فشار است كه به توربین خورده و آن را می چرخاند. این گاز ها از طریق خروجی یا اگزوز تخلیه می شوند.
تصویر
موتور جت انر‍ژی پتانسیل موجود در سوخت را به انرژی جنبشی در اگزوز تبدیل می كند كه از این رو نیروی تراست به وجود می آید. تمام هوای ورودی به موتور و برخلاف نوع توربوفن ؛ از داخل كمپرسور، محفظه ی احتراق، توربین و اگزوز عبور می كند.
تصویر
موتور توربوفن
موتور توربوفن نیز یك توربین گازی است كه شباهت بسیار زیادی به موتور توربوجت دارد. به مانند توربوجت از سه بخش اصلی كمپرسور ؛ محفظه ی احتراق و توربین گازی تشكیل شده است. تنها تفاوت این دو نوع موتور جت (توربوفن ؛ توربوجت) در این است كه در موتور توربوفن یك فن اضافی هم وجود دارد كه مانند كمپرسور توسط قسمت توربینی موتور چرخانده می شود.
تصویر
مقداری از هوای تولیدی (شتاب داده شده) از كنار هسته ی موتور عبور كرده و به داخل موتور نشده و از اگزوز خارج می شود. این هوای بایپس (Bypass) شده كه از كنار هسته ی موتور عبور می كند سرعت بسیار كمتری نسبت به هوای تولیدی در مركز موتور دارد با این تفاوت كه مقدار آن بسیار زیاد تر است.
تصویر
از این رو تولید نیرو در این موتورها در دورها و سرعت های پایین و كمتر از سرعت صوت (Subsonic) بسیار بهتر از موتورهای توربوجت انجام می پذیرد و هواپیماهای مسافربری غالبا از این نوع موتور استفاده می كنند. اما به دلیل ورودی هوای بسیار بزگتر نسبت به موتورهای توربوجت درگ (Drag) بیشتری تولید می كنند.
دو نوع موتور توربوفن به طور عمده وجود دارد :
موتور توربوفن (Low Bypass)
موتور توربوفن (High Bypass)
در موتورهای لوبایپس مقدار بایپس تقریبا دو برابر است. این بدین معنی است كه برای مثال اگر مقدار یك كیلوگرم هوا وارد هسته ی موتور شود ؛ مقدار دو كیلوگرم هوا از كنار موتور بایپس شده و از اگزوز خارج می شود. موتورهای لوبایپس معمولا از یك خروجی (nozzle) اگزوز استفاده می كنند. به این معنی كه هم هوای تولیدی هسته ی موتور و هم هوای تولیدی بایپس شده از یك خروجی خارج می شوند.
موتورهای بایپس بالا معمولا مقدار بیشتری از هوا را بایپس می كنند و این مقدار تا 6 برابر هوای ورودی به مركز موتور افزایش می یابد. این نوع توربوفن ها معمولا مقدار بسیار زیادتری از نیروی تراست (thrust) را نسبت به لوبایپس ها ایجاد می كنند و این موضوع به خاطر حجم بسیار زیادتر هوایی است كه فن به آن شتاب می دهد. این موتورها همچنین بسیار كارامد تر از موتورهای لوبایپس (Low Bypass) هستند.
توربوپراپ و توربوشفت (Turboprop and turboshaft)
موتورهای توربوپراپ نیز از مشتقات موتورهای جت هستند و از اساس كار مشابهی پيروی مي كنند (توربين گازی) و نيروی گاز را به گردش شفت تبديل می كنند و بعد از اين مرحله توسط ملخ (Propller)نیروی چرخشی را به نيروی تراست تبديل مي كنند.
تصویر
در حالی كه اين موتورها كاملا موتور جت نيستند و براي توليد تراست از مكانيزم كمكي استفاده می كنند ؛ موتورهای توربوپرآپ بسيار به موتورهای توربينی جت شبيهند و معمولا به نوعی موتور جت تشبيه می شوند.
در موتورهای توربوپراپ توليد تراست ؛ به جای اينكه به طور خاص وابسته به توليد گازهای پرفشار و پرسرعت باشد بيشتر توسط چرخش ملخ (Propeller) صورت مي پذيرد. به خاطر كم بودن تراست جت نسبت به ملخ ؛ موتورهای توربوپراپ گاها به نام موتورهای جت هيبريدی ناميده می شوند. اين موتورها از تمام جهات شبيه موتورهای توربوفن می باشند.
تصویر
هم فن و هم ملخ توسط مكانيزم مشابهی توليد توان می كنند تنها تفاوت موجود بین آنها اين است كه، اكثر توربوپراپ ها از چرخ دنده برای كم كردن دور ملخ استفاده می كنند.
با وجود اینکه توربوپراپ ها ، اكثر تراست تولیدی خوب را توسط چرخش ملخ توليد می كنند با این حال ؛ حجم گازهای خروجی از اگزوز در طراحی بسیار مهم و هائز اهمیت می باشد. حداكثر تراست وقتی بدست مي آيد كه مقدار تراست توليدی توسط ملخ و گازهای داغ با هم همخوانی داشته باشند.
توربوپراپ ها در سرعت های پايين كه ملخ دارای بازده بالايی است از موتورهای توربوفن و توربوجت بازدهی به مراتب بهتری دارند. ولی در سرعت های بالاتر به طرز چشمگيری پرسرو صداتر و كم بازده تر می شوند. در صورت گردش پروانه با سرعت بسیار بالا ؛ ممکن است لبه های ملخ سرعتی بالاتر از سرعت صوت پیدا کند که باعث به وجود آمدن صدای بسیار زیاد می شود.
توربوپراپ ها بسيار به توربوفن ها شبيه هستند با اين تفاوت كه تقريبا تمام نيروی توليدی از توربين گازی به چرخش شفت تبديل می شود. اين قابليت باعث شده كه از اين نوع موتورها در چرخاندن تجهیزات دیگر نیز به طرز گسترده ای استفاده شود. عدم توليد يا توليد بسيار كم گازهای پرسرعت توسط اين نوع موتورها ؛ باعث شده كه در هلیكوپترها نیز مورد استفاده قرار گيرند.پراپ فن (Propfan)
یک موتور پراپ فن (Propfan or Unducted fan or open rotor or Ultra-high bypass) نوعی موتور جت است که از ژنراتور گازی برای نیرو بخشی به فن مربوطه استفاده می کند و بسیار شبیه موتور توربوپرآپ است. مانند توربوپرآپ ؛ پراپ فن اکسر نیروی تولیدی خود را از چرخاندن ملخ بدست می آورد نه گازهای پرسرعت.
تصویر
تنها تفاوت پراپ فن با توربوپراپ در این است که پره ها تا جای ممکن به سمت عقب کشیده شده تا اجازه ی کار در سرعت های نزدیک صوت و تا 0.8 برابر آن را بدهد که در این حال قابلیت رقابت با جت های تجاری مدرن و مجهز به موتور توربوفن را پیدا می کند. این نوع موتورها به اندازه ی توربوپراپ ها در مصرف سوخت به صرفه هستند و در این حال قابلیت و پرفرمنس موتورهای توربوفن تجاری را نیز دارا هستند. در حالی که تحقیقات گسترده (شامل تست پروازی) برای تست پراپ فن ها انجام شده ؛ هنوز هیچ موتوری با این ساختار وارد تولید انبوه نگردیده است.
موتورهای (Ram Powered)
موتورهای جت رم پاور نوعی از موتورهایی هستند که مانند توربین های گازی از تنفس هوا استفاده کرده و از چرخه ی برایتون (Brayton Cycle) پیروی می کنند. تفاوت موتورهای رم پاور و توربین های گازی در روش کمپرس کردن هوای ورودی می باشد. درحالی که توربین های گازی از کمپرسورهای افقی و یا سانتریفیوژی (centrifugal) برای کمپرس هوا استفاده می کنند ؛ موتورهای رم (Ram) فقط هوا را در وردی خود کمپرس می کنند. موتورهای رم به خاطر عدم وجود هیچ قطعه ی متحرک در ساختار موتور جزء ساده ترین نوع موتور جت به حساب می آیند.
موتورهای رم جت (Ramjet)
موتورهای رم جت ساده ترین نوع موتورهای جت هستند و از سه بخش اصلی شامل :
ورودی. برای کمپرس کردن هوا
سوزاننده. برای تزریق سوخت و سوزاندن آن
خروجی (Nozzle). برای خارج کردن گازهای داغ و پرسرعت حاصله از احتراق سوخت.
موتورهای رم جت برای کمپرس کردن هوای ورودی و بازدهی بالاتر، نیاز به سرعت تقریبا بالایی دارند. پس رم جت ها نمی توانند در هنگام ایستادن هواپیما کار کنند ؛ در حالی که این نوع موتورها در سرعت های مافوق صوت (Supersonic) بیشترین بازدهی را دارا هستند. شاخصه ی این نوع موتورها این است که سوختن گاز درون آنها در سرعت های پایین تر از صوت انجام می پذیرم. جریان پرسرعت هوا ( Supersonic) از طریق ورودی وارد موتور شده و این سرعت به طرز زیادی گرفته می شود و بعد از این مرحله احتراق در سرعت مادون صوت انجام می پذیرد. درست است که هر چه سرعت هوای ورودی بیشتر باشد ؛ انرژی بیشتری در ورودی هوا تلف می شود ؛ اما موتورهای رم جت قابلیت دسترسی به سرعت هایی تا پنج برابر سرعت صوت را دارا هستند.
اسکرم جت (Scramjets)
موتورهای اسکرم جت بسیار شبیه رم جت هستند و هیچ گونه قطعه ی متحرکی ندارند و از بخش های ورودی ؛ اتاق احتراق و خروجی تشکیل شده اند. تفاوت اصلی این دو نوع موتور (Ramjet & Scramjet) در این است که در موتور اسکرم جت سرعت هوای ورودی به پایین تر از سرعت صوت تقلیل پیدا نمی کند و از احتراق مافوق صوت استفاده می کنند. نام اسکرم جت از سه کلمه ی موتور احتراق مافوق صوت رم جت (Supersonic Combusting Ramjet) بر گرفته شده است. به خاطر اینکه موتورهای اسکرم جت از جریان مافوق صوت هوا برای انفجار و سوزاندن سوخت استفاده می کنند ؛ قابلیت رسیده به سرعت های بالای 6 برابر سرعت صوت ؛ جایی که موتورهای رم جت قدیمی بسیار کم بازده هستند ؛ را دارا هستند. تفاوت دیگر این دو موتور در روش کمپرس کردن هوا در هر دو است. در حالی که اکثر هوای کمپرس شده در رم جت توسط ورودی کمپرس می شوند ؛ در اسکرم جت(Scramjet) از شاک ویوهای(Shock wave) به وجود آمده به خاطر سرعت مافوق صوت برای احتراق مافوق صوت استفاده می شود (oblique shocks). تعداد بسیار کمی از این نوع موتور تا به حال ساخته و مورد آزمایش قرار گرفته است..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست