jet engine 2

kانواع موتورهای جت

موتور جت را می توان به شکل لوله ای بلند تصور کرد که دارای دریچه ای در جلو برای ورود هوا و دریچه ای دیگر در انتهای ان برای خروج هوا می باشد . داخل این لوله حرارت ایجاد شده سبب انبساط گاز و تولید نیرو می شود . این گازها در ضمن خروج از لوله سبب راندن لوله به جلو می شوند. اگر جرم هوای ورودی به لوله را m1 و سرعت ورودی ان را v1بگیریم و فرض کنیم این گاز با سرعت v2لوله را ترک کند نیروی رانش موتور برابر خواهد بود با :

f=mv2-mv1/t

Mv1 مومنتم هوای ورودی و mv2مومنتم هوای خروجی به موتور و t مدت زمان می باشد .


وقتی هوا در موتور جت شتاب بالایی بیابد مقدار mv2افزایش بسیاری خواهد یافت و بنا براین کشش بالایی نیز در بر خواهد داشت .به عبارت دیگر هرچه تغییر در مومنتم هوای خروجی بیشتر باشد کشش نیز بیشتر خواهد بود .


با این مقدمه به معرفی انواع موتور جت که شامل :رم جت ، توربو جت ،توربوفان و توربو پراپ می شود می پردازیم .که البته همه موتورهای جت از لحاظ کارکرد مانند هم عمل میکنند منتها از لحاظ ساختار با هم فرق می کنند .

رم جت :
ساده ترین نوع موتورهای جت است .این نوع موتور در برخی از موشکها یا هلیکوپترهای قدیمی مورد استفاده قرار می گرفت .رم جت یک نازل در ورودی خود دارد که هوای برخوردی با سرعت زیاد توسط نازل فشرده میشود و در ادامه سوخت تزریق و منبسط شده و از موتور خارج می شود .این نوع موتورها خیلی ساده و در برابر درجه حرارت مقاوم هستند و لذا توانایی تولید نیروی تراست زیادی را در سرعتهای خیلی زیاد را دارند .بنابراین در مرحله اول موتور با سرعت به جلو رانده میشود و در مرحله دوم هوای ورودی که دارای سرعت کمی است فشرده میشود و در مرحله بعدی فشار و دمای هوا با مخلوط شدن ان با سوخت و منفجر شدن شدیدا افزایش می یابد .این هوای فشرده در هنگام عبور از نازل دارای سرعت بالایی میگردد و در نتیجه به موتور نیرویی به سمت جلو وارد می کند .
مسأله مهم در رام جتها مهار کردن شعله های گاز در محفظه احتراق است تا به نازل نرسند زیرا در این صورت نازل از بین خواهد رف .برای حل این مسأله یک عایق حرارتی (v)شکل ما بین محفظه احتراق و نازل می گذارند بطوری که ته باز (v) به سمت عقب باشد .
مسأله دیگر در مورد رام جتها سرعت اولیه است که باید به 400کیلومتر بر ساعت برسد .به همین جهت ابتدا با یک راکت سرعت موتور را با سرعت مورد نظر می رسانند .
نیروی رانش این موتورها زیاد می باشد ولی در سرعتهای زیر صوت اقتصادی نیست و باید آنرا برای سرعتهای مافوق صوت به کار برد .

www.ACOforum.org - Logan Tuning


طرح شماتيك موتور رم جت

توربوجت :
این نوع موتور ها و انواع مدلهای مختلف ان در هواپیماهای جت امروزی مورد استفاده قرار گرفته اند .موتور توربو جت در دهه 1930 توسط فرانک واتیل در انگلستان و هانس اوهین در آلمان ساخته شد . موتورهای توربو جت برای کاربرد نظامی رونق خاصی گرفتند و برای انکه نیروی پسا کاهش یابد دهانه ورود این موتورها کوچک در نظر گرفته می شدند . و این باعث زیاد شدن سرعت در خروجی موتورها می شد .این طراحی ناکارامد باعث ایجاد صدمه های زیاد و نابهنجار می شد .بدین ترتیب بدگمانی و بدبینی نسبت به استفاده از موتورهای جت افزایش یافت تا جایی که تئودور کارمن که یکی از دانشمندان صنعت هواپیمایی بود در گزارشی در سال 1940 نسبت به عملی بودن استفاده از جتها برای هواپیماها ابراز تردید کرد .
با این اوصاف موتورهای توربو جت به صورت متداول مورد استفاده قرار گرفت .موتور توربوجت نمونه ساده موتورهای جت است و فشرده شدن هوا در ان توسط کمپرسور ها انجام می شود.
این مسأله قابلیتی به این نوع موتورها می دهد که در سرعت صفر و در حال سکون نیز قادر به روشن شدن باشد.
اصول کار در این نوع از موتورها به این شرح است که هوا از قسمت ورودی توسط کمپرسور گرفته شده و پس از فشرده شدن به سمت بخش احتراق هدایت می شود .در این بخش سوخت تزریق شده و محترق می شود و گازهای حاسله از احتراق که پر انرژی نیز هستند جهت انبساط به سمت خروجی موتور رانده می شوند.
گازهای خروجی از میان خود از توربین عبور می کنند و باعث به حرکت در امدن انها می گردد. توربین توسط شفت میانی موتور به کمپرسور متصل شده و در واقع حرکت کمپرسور توسط توربین انجام می گیرد .همچنان که بیان گردید گازها پس از گذشتن از توربین ها جهت انبساط جریان به سمت خروجی موتور می روند . پدیده انبساط بدین معنی است که فشار افت کرده و به فشار هوای خروجی اتمسفر می رسد ودر ازای ان سرعت جریان اضافه می گردد. عکس العمل حاصل از خروج سریع سیال از موتور باعث تولید نیروی جلو برنده ان می شود .

www.ACOforum.org - Logan Tuning

موتور توربو جت با كمپرسور محوري

www.ACOforum.org - Logan Tuning


موتور توربو جت با كمپرسور گريز از مر كز


توربوفان:
موتور توربو فان در واقع همان موتور توربو جت است با این تفاوت که بک پروانه در جلوکمپرسور به ان اضفه شده است . این پروانه که توسط توربین می گردد سبب اعمال مقدار زیادتری هوا به موتور و در نتیجه افزایش نیروی رانش ان می گردد.
یکی از مهمترین مزایای مهم توربوفانها بالا بودن راندمان ان نسبت به موتور توربوجت است . این موتورها در سرعتهای کم در حدود 5/1برابر موتورهای توبوجت نیروی تراست ایجاد می کند . در واقع هوای کنار گذر در این موتور باعث بالا بودن راندمان ان می گردد. این هوای کنار گذر در حقیقت بخشی از نیروی جلوبرنده موتور را با شتاب دادن به هوای عبوری از ان تولید می کند .
موتورهای توربو فن در رده بندی موتورها بین سیستم جت خالص . سیستم جلوبرنده ماخی قرار دارد . نسبت جرم هوای گذرنده از بخش کناری موتور به جرم هوای گذرنده از میان موتور را نسبت کنار گذر می گویند.
با افزایش نسبت کنار گذر در این موتورها راندمان وحد قدرت افزایش می سابد ولی حداکثر ظرفیت و توانایی تولید نیروی جلو برنده نیز به تبع ان کاهش می یابد .

www.ACOforum.org - Logan Tuning


موتور توربو فن باضريب كتنار گذر بالا


www.ACOforum.org - Logan Tuning


موتور توربو فن با ضريب كنار گذر پايين


توربوپراپ:
موتور توربو پراپ دارای پیشرانه بالایی می باشد و در سرعتهای کم کارایی ان بیشتر از موتور توربو جت است و به همین دلیل از این موتورها عمدتاٌ در هواپیماهای حمل و نقل نظامی که احتیاج به سرعت بالایی ندارند استفاده میشود .
توربین در موتورها باید کمپرسور و فن را به حرکت د راورد لذا فنهای بزرگ ،انرژی گازهای خروجی از موتور را جهت به حرکت در اوردن خود کاهش می دهند . در واقع نیروی جلوبرنده گی حاصل از جت خروجی موتور کاهش می یابد .نهایت این توازن انرزی این است که به جای فن و مجرای ان یک ملخ قرار می گیرد و تمام قدرت موتور صرف گرداندن ملخ می شود . این قبیل موتورها را توربو فن می گویند .
به لحاظ اینکه جتها (توربوجت) دارای دو موتور بالایی هستند ،گردش محور اصلی بایستی قبل از انتقال به ملخ از جعبه های کاهنده عبور کند و به ملخ برسد . در این گونه موتورها عمده نیروی جلوبرنده توسط ملخ تأمین می شود و حدود 10 تا 15 درصد از کل نیروی جلوبرنده نیز از جت خروجی موتور به دست می اید .

www.ACOforum.org - Logan Tuning

تور توربو پراپ

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s