نحوه کار کرد موتور های جت

نحوه کار کرد موتور های جت <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

موتورهای جت به چنددسته اساسی تقسیم می شوند:

توربوفن Turbo Fan
توربوجت Turbo Jet
توربوپراپ Turbo Prop
پالس جت Pulse Jet
پرشر جت Pressure Jet
رم جت Ram Jet
سکرام جت Scram Jet

در حقیقت، تمام موتورهای جت که توربین دارند، نوع پیشرفتهتری از همان موتورهای توریبن گازی هستند که در زمانهای دورتر استفاده می شده است. از موتورهای توربین گازی بیشتر برای تولید برق نه تولید نیروی رانش استفاده می شود. موتورهای جت کلاً بر پایه ی موارد زیر کار می کنند: هوا از مدخل وارد موتور جت شدهو سپس با چرخاندن توربین نیروی لازم را برای مکش هوا برای سیکل بعدی آماده کرده وخود از مخرج خارج می شود. در این حالت فشار و سرعت هوای خروجی، بدون در نظر گرفتناصطکاک، با سرعت و فشار هوای ورودی برابر است. سیکل کاری موتورهای جت پیوسته است،این بدین معناست که هنگامی که هوا وارد کمپرسور می گردد، به سوی توربین عقب موتوررفته و آن را نیز همراه با خروج خود به حرکت در می آورد، یعنی نیروی لازم برای مکشدر حقیقت به وسیله توربین انتهایی موتور تولید شده است و بدین گونه است که همزمانبا ورود هوا به کمپرسور، توربین نیز به وسیله نیروی تولید شده توسط سیکل قبلی درحال چرخش است و نیروی آن صرف چرخاندن کمپرسور می شود. در این فرآیند، دوباره نیرویتولید شده توسط این سیکل به توربین داده شده و توربین نیروی لازم جهت ادامه کار رافراهم می آورد.

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

-1 موتورهای توربوفن یا Turbo Fan
موتورهای توربوفن درحقیقت چیزی میان موتورهای توربوجت و توربو پراپ هستند. بازده موتورهای توربوفنبسیار زیاد است، و به همین علت هم در بسیاری از هواپیماهای مسافربری و ترابری درسرعت های ساب سونیک Sub Sonic از آن ها استفاده می شود. در موتورهای توربوفن، ابتداهوا کمپرس شده سپس وارد اتاقک احتراق می شود و بعد از انفجار از طریق شیپوره یانازل خروجی خارج شده و در طی این فرآیند، نیروی تراست لازم را جهت رانش هواپیما بهجلو تامین می نماید. البته در موتورهای توربوفن، مقادیر دیگری از هوا از طریقکنارگذر نیز عبور داده می شود که در نهایت به گازهای خروجی داغ پیوسته و نیرویتراست را افزایش می دهد. تفاوت موتورهای توربوفن با توربوپراپ در این است کهموتورهای توربوپراپ، فن یا ملخ ایجاد کننده تراستشان در خارج از پوسته موتور قرارگرفته اما در موتورهای توربوفن، ملخ یا فن تولید کننده تراست کاملاً در درون پوستهموتور قرار گرفته است.

-2 موتورهای توربوجت یا Turbo Jet
موتورهای توربو جت، بیشتربر نیروی تولیدی از گازهای خروجی اتکا دارند و در هواپیماهایی بیشتر کاربرد دارندکه با سرعت های مافوق صوت حرکت می کنند. در موتورهای توربوجت، ابتدا، هوا واردکمپرسور شده و متراکم می گردد. اما چون این هوا با سرعت نسبتاً زیادی وارد موتورگردیده برای احتراق مناسب نمی باشد و بیشتر سوخت مصرف شده، بدون اشتعال هدر می رود. به همین دلیل هوا به قسمت دیفیوژر یا همان کاهنده سرعت فرستاده می شود تا از سرعتآن کاسته شود. در دیفیوژر، ابتدا از سرعت هوا کاسته و بر دما و فشار آن افزوده میشود. سپس این هوای آماده برای احتراق، به اتاقک احتراق فرستاده می شود. در اتاقکاحتراق یا Combaustion Chamber، هوا ابتدا وارد لوله احتراق گشته، با سوخت مخلوطشده سپس منفجر می گردد. قسمتی از نیروی حاصله از این انفجار صرف گرداندن توربین شدهو مابقی برای تولید نیروی رانش به کار می رود. گاهی در هواپیماهای توربوجت، بعد ازشیپوره خروجی یا نازل، قسمتی به نام پس سوز یا After Burner قرار می دهند که برنیروی تراست می افزاید.

After Burner یا قسمت پسسوز چگونه کار می کند؟
-هنگامیکه گازهای خروجی از موتور خارج می شوند، هنوز مقداری اکسیژن و سوخت مصرف نشده دارندکه در قسمت پس سوز، با مشتعل ساختن دوباره گازهای خروجی و افزایش 4 برابر سوختمعمولی به این مخلوط، به طور قابل توجهی بر نیروی تراست می افزایند. البته استفادهاز پس سوز فقط در شرایط اضطراری و شرایط جنگی مجاز است در غیر این صورت مجاز نیست. تنها هواپیمای مسافربری با پس سوز، هواپیمای کنکورد Concorde ساخت مشترک آلمان،انگلیس و فرانسه است که به علت ایجاد آلودگی صوتی زیاد و مصرف سوخت بالا، بازنشستشد.

3-موتورهای توربوپراپیا Turbo Prop:
موتورهای توربو پراپ،در حقیقت از نیروی ملخ برای تولید تراست استفاده می کنند و تنها وجه جت بودن آنها،تولید نیروی لازم برای این چرخش توسط موتور جت است. طرز کار موتورهای توربوپراپعیناً مانند موتورهای جت توربینی دیگر است و تنها وجه تمایز آنها این است که نیرویتولید توسط توربین بیشتر صرف چرخاندن ملخ می شود تا کمپرسور، به همین دلیل برایتولید نیروی بیشتر، تغییراتی هم در توربین موتورهای توربوپراپ داده میشود.

4 -موتورهای پالس جتیا Pulse Jet:
موتورهای پالس جت دارایتوربین، کمپرسور، یا شفت نمی باشند و تنها قطعه متحرک البته در نوع دریچه دار،دریچه آن می باشد. در این گونه موتورها، ابتدا توده بزرگی از انفجار در داخل موتورصورت می پذیرد که سبب بسته ماندن دریچه می شود. چون تنها راه فرار هوا از موتورقسمت انتهای آن می باشد هوا به طرف آنجا هجوم می آورد.در نتیجه تر ک هوا، خلا یاحالت مکشی به وجود آمده که باعث باز شدن دریچه و ورود هوای تازه می شود. در اینحالت، مقداری هوای محترق شده از خروج بازمانده و صرف تراکم و انفجار گاز تازه واردمی گردد و سیکل به همین ترتیب ادامه پیدا می کند.در نوع بدون دریچه، از یک خم برایایفای نقش دریچه استفاده می شود که با انفجار گازها و بدلیل وجود این خم، کاهش فشارصورت گرفته و مقداری از گازهای خروجی باز می گردند به همین ترتیب سیکل ادامه دادهمی شود.

5 –موتورهای پرشرجت یا Pressure Jet:
از این گونه موتورها درحال حاضر استفاده ای نمی شود و شرح کارکرد آنها در اینجا اضافیاست.

-6 موتورهای رم جت یا Ram Jet:
موتورهای رم جت، هیچ قطعه یمتحرکی ندارند و در نگاه اول، مانند یک لوله توخالی به نظر می رسند که بیشتر درسرعت های مافوق صوت به کار می روند. موتورهای رم جت نیز مانند پالس جت، دارایتوربین، کمپرسور یا ... نمی باشند استفاده از آنها به عنوان موتور دوم معمول است کهبیشتر در موشکها به کار می روند. در این گونه موتورها، برای روشن شدن موتور ابتداباید سرعت هوا به مقدار لازم برسد در صورت رخداد چنین حالتی، موتور جت به طورخودکار خود را روشن می کند. در موتور رم جت، هوا با سرعت زیاد وارد موتور شده و بهعلت سرعت بیش از حد، در قسمت دیفیوژر به خوبی کمپرس و متراکم شده و دما و فشار آنبسیار بالا می رود. در این حالت مخلوط هوا و سوخت منفجر گشته و با خروج از موتور،نیروی تراست بسیار زیادی را آزاد می کنند. این موتورها قدرت بسیار زیادی را دارا میباشند اما برای شروع پرواز و برخاست مناسب نمی باشند.

7-موتورهای سکرم جت یا Scram Jet:
نام این موتورها از دوواژه Super Sonic و Combustion گرفته شده که به معنای انفجار در سرعت مافوق صوتاست. این گونه موتور ها در سرعت های هایپر سونیک Hyper Sonic به کار می روند و طرزکار آنها بسیار مشابه موتورهای رم جت با تغییراتی می باشد. این نکته قابل توجه استکه مشتعل ساختن مولکول های هوا در حالی که هوا با سرعت بالای 4 ماخ وارد موتور میگردد، مانند روشن کردن کبریت در گردباد تورنادو است! و از همین جا می توان درک کردکه چه تکنولوژی عظیمی در این لوله توخالی به کار گماشته شده است. شایان ذکر است کهاولین هواپیمای دارای موتور سکرم جت، هواپیمای X-43 است که سرعت آن بالای 7 ماخ میباشد.

اجزای اصلی موتورهایجت:
-1کمپرسور: کمپرسورها وظیفه متراکم کردن هوای ورودی را بر عهده دارند. کمپرسورها بر دو نوعهستند: 1- کمپرسورهای محوری 2- کمپرسورهای شعاعی یا گریز از مرکز. کمپرسورهای محوریکه در اکثر موتورهای جت امروزی استفاده می شود، از چند طبقه فن یا پنکه به تعدادمشخص (دو یا بیشتر) تشکیل شده است که هرچه به سمت درون بیشتر پیش برویم، از زاویهپره های فن ها کاسته می شود و همچنین توسط همین تیغه ها یا پره ها، به سیال جهتحرکت داده شده و با کاهش زاویه پره ها، به فشار سیال یا هوا افزوده و از سرعتش کمشده و در نتیجه متراکم می گردد. اما در کمپرسورهای شعاعی یا گریز از مرکز، که بیشتردر موتورهای گازی ساده یا قدیمی کاربرد داشته است،در اصل هوا به یک مانع برخورد کرده و سپس توسط پره های آنبه قسمت دیفیوژر یا کاهنده سرعت منحرف می شود که این فرآیند با ازدیاد فشار همراهاست، در نتیجه هوا متراکم می گردد.

2-سیستماحتراق:
سیستم احتراق، شاملسوخت پاش، جرقه زن و اتاقک و لوله احتراق می گردد. فرآیند انفجار در درون لوله هایاحتراق صورت می پذیرد که این عمل با وارد شدن هوا به اتاقک و مخلوط شدن آن با سوختسپس انفجار آن به وسیله شمع جرقه زن انجام می شود. انژکتور Injector وسیله است کهبا استفاده از نیروی موتور، سوخت را به پودر تبدیل می کند و حکمت این کار در بهترمشتعل شدن در صورت تبدیل به پودر نهفته است. البته سوخت قبل از ورود به انژکتور،مقداری گرم شده تا برای احتراق آماده تر باشد. ابتدا انژکتور سوخت را روی هوایمتراکم می پاشد و سپس این مخلوط آماده انفجار است که به وسیله شمع جرقه زن، این عملصورت می گیرد.

3-سیستمتوربین:
در اینجا، ابتدا هوایمنفجر شده به پره های توربین برخورد کرده و نیروی لازم جهت گرداندن کمپرسور و مکشهوا برای سیکل بعدی تولید می شود که این نیرو به وسیله شفتی به کمپرسور انتقال دادهشده و باعث حرکت آن می شود. قبل از توربین، استاتور توربین وجود دارد که برای تنظیمجهت حرکت سیال هوا برای ورود به قسمت توربین به کار می رود. توربین ها نیز به دودسته محوری و شعاعی تقسیم می شوند که نوع محوری چند طبقه است. چون دمای کارکردتوربین بسیار بالا می باشد، در ساخت آن از آلیاژهای مخصوصی استفاده میشود.

4- سیستم خروج گازهایداغ:
این سیستم، در حقیقتتولید تراست واقعی را برای رانش هواپیما به جلو می کند و سهم اصلی را در تولید وتوضیع فشار دارد. در مدل های متحرک، زاویه پره های شیپوره انتهایی موتور برای میزانکردن فشار قابل تنظیم است. گفتنی است سیستم پس سوز یا After Burner بعد از این بخشنصب می شود. به این قسمت، نازل Nozzle هم گفته می شود.

5 -سیستم کشش برگردان یا Thrust Reversation System:
در سیستم کششبرگردان، به وسیله دریچه هایی، نیروی تراست موتور برعکس می شود، بدین صورت که خلباندر هنگام فرود نیروی برگردان را فعال ساخته و از آن به عنوان ترمز استفاده می کند،یعنی نیروی موتور در جهت عکس اعمال می شود. البته توضیح خود این سیستم و کلیه سیستمهای دیگر هر یک می تواند به اندازه یک کتاب توضیحات تکمیلی نیاز داشته باشد اما دراینجا به ذکر همین نکات کوتاه و جزئی و اجمالی بسنده می شود. در صورت اظهار علاقهخوانندگان به چگونگی کار کرد این موتور ها مقالات بیشتر را در این زمینه شاهدخواهید بود. لازم به ذکر است که ساخت موتورهای جت به صورت خانگی همامکان پذیر است و هم اکنون رواج بسیاری در بین جوانان علاقه مند به این علم دارد ویک چنین موتورهای جت دست سازی به طور گسترده ای در هواپیماهای مدل قدرتمند به کارگرفته می شوند.

نحوه کار کرد موتور های جت

مطالب مشابه :

دانلود پاورپوینت موتور رم جت(پروژه توربو ماشین)

موتور جت

ساخت موتور جت مدل «توربوفن» در مرکز نوآوري پارک

نحوه کار کرد موتور های جت

ماشین باگی دو نفره

سیستم های رانش موتور های جت

سیستم موتورهای جت 1