چیزی که من آن را درام چرخان می نامم یک استوانه نازک و چرخان است که دارای تیغه های روتور در ابتدا و خروجی است.
من می خواهم بدانم که آیا این یک ترتیب عملی است یا خیر و چه معایبی دارد. من فکر می کنم این ممکن است غیر ممکن باشد زیرا:
تنش حرارتی زیادی در وسط درام وجود خواهد داشت.
اما اگر بخواهیم به نحوی بر این اشکال غلبه کنیم، فکر می کنم از راه های زیر سود خواهیم برد:
وزن کمتر فضای داخلی بیشتر (بدون توخالی) برای سایر اجزای خواستار، مانند محفظه احتراق. محفظه احتراق را می توان کمی بزرگتر کرد، بنابراین راندمان سوزاندن را افزایش داد (زمان واکنش بیشتر برای واکنش دهنده ها
چند دلیل بسیار عملی وجود دارد که چرا موتورهای توربین از شفت / قرقره داخلی استفاده می کنند.
اول اینکه، قرقره های موتور جت قطعات چرخشی با سرعت بسیار بالا هستند، به این معنی که آنها در معرض مقادیر زیادی نیروی مرکزگرا قرار می گیرند. نیروی مرکزگرا با$F=mr\omega ^2$ محاسبه می شود که F نیرو، m جرم، r شعاع چرخش و ω سرعت زاویه ای است. بنابراین بدیهی است که هر چه شعاع چرخش بزرگتر باشد، نیروهایی که روتورها باید تحمل کنند بیشتر می شود. برای کاهش شعاع چرخش، سازندگان سعی می کنند جرم روتورها را تا حد امکان به خط مرکزی موتور نزدیک کنند. در تصویر زیر (منبع) روتورهای HPC، HPT و LPT را دور زده ام. می توانید ببینید که چگونه آنها زیر تیغه ها بسیار نازک هستند و سپس یک لامپ بزرگ بسیار نزدیک به خط مرکزی موتور دارند. حرکت تمام این جرم به سمت خط مرکزی، شعاع چرخش را کاهش می دهد و در نتیجه نیروی مرکز را کاهش می دهد. با کاهش نیروی مرکزگرا، می توانید استحکام روتورها را نیز کاهش دهید، زیرا نیازی به تحمل بار زیادی ندارند. این به شما امکان می دهد تا جرم را از روتورها حذف کنید و نیروی مرکزگرا و وزن کلی موتور را کاهش دهید.
روتورها
در مرحله بعد، شما می خواهید بلبرینگ ها تا حد امکان کوچک باشند. این به این دلیل است که با افزایش شعاع یک یاتاقان، سرعت خطی آن نیز از طریق این معادله افزایش می‌یابد: $v=\omega r$ هرچه سرعت خطی بیشتر باشد، سایش بیشتر باشد، اصطکاک بیشتر و تولید گرما بیشتر می شود. بنابراین فشاری وجود دارد تا با توجه به محدودیت‌های دیگر، یاتاقان‌ها تا حد امکان کوچک شوند. در تصویر زیر یاطاقان‌ها را دایره کرده‌ام، دایره‌های قرمز رنگ روی یاتاقان‌های اسپول فشار پایین هستند، در حالی که دایره‌های آبی رنگ یاتاقان‌های اسپول فشار قوی هستند. این کار همیشه انجام نمی‌شود، اما استفاده از یاتاقان‌های فشار قوی پشتی روی محور فشار پایین بسیار رایج شده است. به طور معمول این شفت ها در یک جهت می چرخند، بنابراین سرعت یاتاقان با این معادله $\omega_{AftHPbearing}=\omega_{HP}-\omega_{LP}$ کاهش می یابد. اصطکاک یاتاقان کارایی موتور را کاهش می دهد و سایش یاتاقان یک محرک مهم برای نگهداری است.بلبرینگ
(این زمان در حال طولانی شدن است، بنابراین من می خواهم بقیه را کوتاه کنم) بسیاری از مسائل دیگر نیز وجود دارد، مانند نصب تیغه (دم کفتر در فشرده سازی به جای کشش)، طراحی تیغه (فشرده شدن به جای کشش)، افزایش احتمالی در مسیرهای نشتی. ، محفظه، طراحی ساختار استاتور (اکنون همه استاتورهای شما به یک شفت ثابت وصل شده اند که فقط در انتها قابل پشتیبانی است)، کنترل پره های متغیر استاتور، ورود سوخت به محفظه احتراق، نحوه نصب موتور و غیره.
فقط سوال را دوباره بخوانید و متوجه شدید که در مورد بزرگتر کردن محفظه احتراق نیز صحبت می کنید. احتراق های مدرن کوچکتر می شوند و بسیار کوچکتر از موتورهای جت اصلی هستند. آنها در حال حاضر از تمام فضای در دسترس خود استفاده نمی کنند و اگر به فضای بیشتری نیاز داشتند بازوی (شفت) اتصال HPT و HPC را می توان کمی بیشتر پایین آورد.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا
