یه سوال در مورد موتورهای هواپیما؟ لطفا راهنمایی کنید

[hojat1114]

سلام به همه دوستان.
علاقه زیادی به تحقیق در مورد هواپیماهای جنگی دارم اما اطلاعات بسیار ناقصی دارم. یه سوالی که برایم پیش آمده و بد جوری ذهنم را مشغول ساخته اینه که " در موتورهای هواپیماهای جنکی مثل فانتوم و یا تامکت، چه نیروئی باعث چرخش فن موتور و در نتیجه مکش هوا میشود؟ بذارید یکم روشنتر سوالم را توضیح بدم. مثلا در موتورهای بنزینی و چهار زمانه اتومبیلها میدانیم که عمل مکش ، تراکم ، احتراق ، تخلیه دود باعث حرکت خطی پیستونها و نهایتا انتقال به میللنگ و گیربکس و دیفرانسیل ، منجرب به حرکت خودرو میشود. اما در موتور هواپیما نیروی محرکه موتور چگونه است؟ آیا بازهم پیستون و میللنگ وجود دارد یا خیر؟
از دوستان درخواست میکنم اگر اطلاعات فنی دقیقی در این مورد دارند، لطفا بطور دقیق و ریز مراحل تولید نیرو در موتورهای هواپیماهای جنگی را بنویسند.
ممنونم.

[clever cat]

salam dust aziz
man etelaate kameli nadaram vali fekr mikonam vaghti ke sukhte moshtael shode ba sorat va ghodrate bala be birun az mahfazeie ehteragh partab mishe ... tebghe ghanoone sevome nioton molokulhaie hava niruie barabar va dar khalafe jahat be be havapeyma vared mikonan ka darnahaiat harkate havapey ro monjar mishe......dar zemn hich pistuni ham dar kar nist.....

[Mahdi Mahdavi]

سلام دوست عزیز.
بیشتر موتور های هواپیمای جنگنده چیزی به اسم فن نداره.یعنی از نوع رم جت هست و نه توربو فن
این هواپیما ها به نیروی اولیه برای حرکت نیاز دارند که با حرکت اون هوا وارد ورودی موتور میشه و پس از گرم شدن و افزایش حجم از نازل عقب خارج میشه که باعث حرکت جت میشه.در حقیقت هوا با حرکت جنگنده وارد موتور میشه.
البته من این رو در سایت ها حدود یک سال پیش خوانده بودم.امیدوارم که کمکتون کنه
توضیح کامل رو اساتید هوا فضا بهتر میدونند.امیدوارم اشتباه ننوشته باشم

[Achilles]

 

سلام به همه دوستان.
علاقه زیادی به تحقیق در مورد هواپیماهای جنگی دارم اما اطلاعات بسیار ناقصی دارم. یه سوالی که برایم پیش آمده و بد جوری ذهنم را مشغول ساخته اینه که " در موتورهای هواپیماهای جنکی مثل فانتوم و یا تامکت، چه نیروئی باعث چرخش فن موتور و در نتیجه مکش هوا میشود؟ بذارید یکم روشنتر سوالم را توضیح بدم. مثلا در موتورهای بنزینی و چهار زمانه اتومبیلها میدانیم که عمل مکش ، تراکم ، احتراق ، تخلیه دود باعث حرکت خطی پیستونها و نهایتا انتقال به میللنگ و گیربکس و دیفرانسیل ، منجرب به حرکت خودرو میشود. اما در موتور هواپیما نیروی محرکه موتور چگونه است؟ آیا بازهم پیستون و میللنگ وجود دارد یا خیر؟
از دوستان درخواست میکنم اگر اطلاعات فنی دقیقی در این مورد دارند، لطفا بطور دقیق و ریز مراحل تولید نیرو در موتورهای هواپیماهای جنگی را بنویسند.
ممنونم.

دوست گرامی

به اینگونه موتورها (موتور جت) موتور های احتراق مستقیم نیز گفته میشود.

در موتور جت بغیر از توربین ها و کمپرسورها که همگی با شفت اصلی بهم متصل میباشند، قطعه متحرک دیگری وجود ندارد.


گازهای متراکم بوجود آمده بوسیله احتراق و تمایل آن به فرار از محفظه سوخت باعث بچرخش در آمدن توربینهای انتهایی موتور شده در نتیجه با چرخش شفت اصلی و بچرخش در آمدن توربینها و کمپرسور موجود در ابتدای موتور، در همانحال باعث مکش و متراکم نمودن هوا برای احتراق بعدی میشود که تکرار این چرخه، باعث چرخش موتور جت میشود.


 

[Mahdi Mahdavi]

Achilles عزیز.یک سوال:
شکستن دیوار صوتی با موتور توربین دار ممکنه؟
یعنی دیوار صوتی مشکلی در کارکرد موتور ایجاد نمیکنه و اینکه سرعت پره ها به حد سرعت صوت نمیرسه؟
چون در این صورت دیوار به وجود آمده در جلوی توربین مانع کارکردن موتور میشه
ممنونم

[Achilles]

Achilles عزیز.یک سوال:
شکستن دیوار صوتی با موتور توربین دار ممکنه؟
یعنی دیوار صوتی مشکلی در کارکرد موتور ایجاد نمیکنه و اینکه سرعت پره ها به حد سرعت صوت نمیرسه؟
چون در این صورت دیوار به وجود آمده در جلوی توربین مانع کارکردن موتور میشه
ممنونم

بنظرم اینکار باید ممکن باشه

موتور توربوجت فرق زیادی با توربوفن نداره

موتور توربوفن برای اینکه قدرت موتور زیاد بشه ، فقط یک فن اضافه تر داره، بنابراین نباید فرق زیادی بکنه.

[CAPTAIN PILOT]

دوست عزیز و گرامی, جناب hojat1114
درود بر شما

ابتدا ورود شما دوست عزیز را به مرکز انجمن های تخصصی تبریک گفته و امیدوارم در کنار یکدیگر بتوانیم بر دانش و معلومات خود بیافزاییم.

با تشکر فراوان از دوستان عزیز و بزرگوارم, جناب Mahdi Mahdavi و Achilles گرامی که در خصوص این سوال توضیحات کامل و درستی را ارائه دادند. اما از آنجا که شما دوست عزیز اعلام فرمودید علاقه زیادی به هواپیماهای جنگنده و دانش هوانوردی دارید پس شاید بد نباشد تا روند کامل استارت یک موتور جت را از ابتدا تا انتها با یکدیگر مرور نماییم.

همانطور که دوستان عزیز در بالا نیز اشاره داشتند, موتورهای جت نسبت به انواع پیستونی و درون سوز از سادگی بیشتری برخوردار هستند ولی در کنار این سادگی عمل, بسیار پیشرفته و پیچیده میباشند !

برای استارت اولیه یک موتور جت لازم است تا Compressure که در ابتدای ورودی موتور قرار دارد و وظیفه آن مکش و تراکم هوا برای تحویل به محفظه احتراق و دیگر سیستم های موتور میباشد به حرکت درآید. این عمل باید توسط یک منبع تغذیه (باطری) داخلی و یا خارجی انجام گیرد که در اکثر موارد برای آنکه بر روی باطری های داخلی هواپیما فشاری وارد نشود و همچنین مقدار شارژ آنها برای مواقع ضروری باقی بماند از سیستم برق کمکی یا همان Ground Power Unit که به اختصار G.P.U نامیده میشود استفاده میگردد.

 [External Link Removed for Guests]  G.P.U 
G.P.U که معمولا" با رنگ زرد و به صورت یدک در روی باند تردد میکند عبارت است از یک ژنراتور دیزلی سیار که برق اولیه برای استارت و همچنین راه اندازی سیستم های الکتریکی و الکترونیکی وسیله پرنده را بر روی زمین تامین مینماید. پس از اتصال سیم G.P.U با هواپیما, خلبان از داخل Cockpit سوئیچ برق رسانی به بخش استارت موتور را در حالت On قرار میدهد و کمپرسور ورودی موتور هوای مکش شده را به محفظه احتراق و یا همان Combustion Chamber انتقال میدهد.

 [External Link Removed for Guests]  Engine Start Panel  
هوای مکش شده توسط کمپرسور به دلیل فشرده بودن از دمای بسیار بالایی برخوردار است و پس از ورود به محفضه احتراق, نازل های سوخت رسانی و یا همان Fuel Nozzle مقداری از سوخت JP را با این هوای ورودی ترکیب مینمایند و سپس شمع های موجود در این بخش و تحت عنوان Spark Plug اولین جرقه را میزنند و مخلوط سوخت و هوای موجود را مشتعل میسازند.

 [External Link Removed for Guests]  (چگونگی نحوه مکش و ورود هوا به همراه احتراق و خروج) 
همانطور که میدانید یکی از قوانین کارکرد موتورهای جت, قانون مشهور Action Reaction یا همان عمل و عکس العمل میباشد. بدین ترتیت هوای مکش شده پس از احتراق با سرعت بسیار زیادی به سمت خروجی های اگزوز حرکت میکند و در این بین پره های Turbine که یکی از بخش های اصلی موتورهای جت میباشند را به حرکت در می آورد.

پس از اینکه توربین شروع به دور گرفتن و رسیدن به RPM مشخصی نمود, عمل جرقه زنی Spark Plug ها پایان میابد و از این پس چرخش توربین به دلیل آنکه توسط Shaft با کمپرسور در ارتباط است, سیکل کارکرد موتور جت را پایدار نگه میدارد.

 [External Link Removed for Guests]  (نمای کاملی از بخش های یک موتور Turbo Fan) 



موفق باشید

[hojat1114]

محضر سرور گرامی CAPTAIN PILOT
از مطالعه مطلب جنابعالی خیلی استفاده کردم و مسئله ای که ذهنم را مشغول ساخته بود به کلی برایم تفهیم شد. از شما و سایر دوستانی که سعی در راهنمائی این حقیر مطالبی نوشته اند نیز کمال قدردانی و تشکر را دارم.
با آرزوی موفقیت و پیروزی.

[mohsen_blid]

عکسی من نیم بینم میشه ایبوک یا فایل تصویری لینک بدید یا مقاله
ممنون میشم

[CAPTAIN PILOT]

دوست عزیز و گرامی, جناب mohsen_blid
درود بر شما

متاسفانه تصاویر در مقاله فوق به دلیل مسدود شدن آپلود سنتر دیگر قابل رویت نمیباشند و به همین منظور در ادامه, آنها را مجددا" ارسال مینمایم.

 [External Link Removed for Guests]  G.P.u 

 [External Link Removed for Guests]  Engine Start Panel 

 [External Link Removed for Guests]  (چگونگی نحوه مکش و ورود هوا به همراه احتراق و خروج) 

 [External Link Removed for Guests]   (نمای کاملی از بخش های یک موتور Turbo Fan)  



  موفق باشید   

[Mohammad.Jafar]

ببینید اساس کار یک موتور جت ایجاد نیرو توسط گازهای خروجی است که در واقع به جرم گازهای خروجیXشتاب (قانون دوم نیوتون) آنها بستگی دارد

فرض کنید یک نفر روی یک تخته اسکیت بدون اصطکاک روی زمینی که هیچ اصطکاکی ندارد ایستاده است
اگر این فرد توپ سنگینی همراه خود داشته باشد و آن را به سمت عقب پرتاب کند(که مسلما در هنگام پرتاب به آن جسم شتابی اعمال می کند) به خودش و اسکیتش به اندازه
شتاب وارده به توپXجرم توپ نیروی به سمت جلو (قانون سوم نیوتون) وارد می شود و بر اساس اینکه شخص و اسکیت روی هم رفته چه جرمی داردند شتابی وارد می شود و درنهایت به سمت جلو می روند


حال کار موتور جت چیست؟
گرفتن هوا از محیط بیرون و شتاب دادن به آن (توسط احتراق) و خارج کردن آن

اصطلاح جت به موتور موشک هم اطلاق می شود
البته در آنجا دیگر هوایی وارد نمی شود بلکه شتاب بسیار زیاد گازهای خروجی که حاصل از احتراق سوخت(توسط اکسیژن تولید شده توسط مواد اکسنده) هستند باعث ایجاد نیرو می شوند


ساده ترین موتور جت بعد از موشک موتور رم جت و امثال آن هستند
ولی چرا از آنها نمی توان روی هر هواپیمایی استفاده کرد؟
به دلیل اینکه اولا از سرعت و ارتفاع 0 نمی توانند کار بکنند
ثانیا اثبات می شود که موتورهای ملخ دار دارای بیشترین راندمان و موتورهای موشکی دارای پایین ترین راندمان هستند
و راندمان کلی موتورها هرچه از موشک به ملخ دار متمایل می شوند بیشتر می شود
یعنی به ترتیب از کم به زیاد:
رم جت

توربوجت مانند موتور J-79 (فانتوم و کفیر و بی 58 و ....) و J85 ( اف-5) و ....

-توربوفن با نسبت کنار گذر کم که می توانند برای بالای صوت استفاده شوند مانند موتورهای RD-33 (میگ-29) و D-30 (توپولوفهای 134 و 154 و ایلیوشین 62 و 76 و نوع پس سوز دار آن در میگ-31) و JT-3D (بویینگ 707) و JT-8(بویینگ 737 مدلهای 100 و 200 و هر دو مدل 727 و تمام مدلهای مشتق شده از DC-9) و موتور TF-30(اف-14 و اف-111) و ....
که بعضا نسبت هوای عبوری از کنار موتور به هوایی که از خود موتور می گذرد بسیار کم و در حدود 0.5 است

-توربوفن با نسبت کنار گذر بالا که تقریبا مخصوص زیر صوت هستند
مانند موتورهای JT-9 (بویینگ 747) و CF-6(بسیاری ازمدلهای ایرباس 300 و 747) و CF56 (بسیاری از 737 های مدل 300 و بالای 300) و ....
که چندین برایر هوایی که از خود موتور و کمپرسورها و محفظه احتراق می گذرد از فنها و کنار موتور اصلی عبور می کند
که بعضا نسبت هوای عبوری از کنار موتور به 6 یا حتی 7 برابر هوای عبور کننده از داخل موتور می رسد

موتور توربوپراپ مانند موتور TV-3 که در انتونوف-140 و میلهای روسی و کاموف ها(نوع توربو شفت شده) استفاده زیادی دارند

و در نهایت موتورهای پیستونی که در انواع هواپیماهای داکوتا و بی-17 و آنتونوف-2 و... در گذشته و هواپیماهای سمپاش و شخصی و... در امروزه استفاده می شوند


البته راندمان هر موتوری در سرعت و ارتفاع خاص خودش بالاتر از موتورهای دیگر است:
[External Link Removed for Guests]
منبع نمودار کتاب مکانیک پرواز مهندس محمدهاشم صدرایی


و اما به طور ساده شده این موتور ها چگونه کار می کنند
موتور های رم جت فقط سوخت را با هوای ورودی که سرعت آن توسط مخروط ورودی به واسطه موجهای ضربه کاهش یافته (به دلیل اینکه ممکن است شعله ایجاد شده در مرحله احتراق به خاطر سرعت زیاد خاموش شود) مخلوط و محترق می کنند و از نازل خارج می کنند

موتورهای پالس جت که از سرعت صفر نیز می توانند شروع به حرکت کنند نیز یک نوع رم جت حساب می شوند


در موتورهای توربوجت فشار هوای ورودی در کمپرسورها زیاد می شود و سرعت آن نیز کاهش می یابد تا آماده یک احتراق شدید در محفظه احتراق شود گازهای پر انرژی خارج شده از محفظه احتراق به توربینها اصابت کرده و آن را به گردش در می آورند که در حقیقت این گردش در کل شفت به وجود می آید که باعث گردش کمپرسورها می شود
بنابر این موتور جت محاسبات بسیار بالایی نیاز دارد تا بتوان در یک سرعت گردشی ثابت که معمولا با RPM محاسبه می شود نیرو تولید کنتد و همه چیز با هم هماهنگ باشد
در حقیقت وظیفه استارت هم رساندن سرعت گردشی شفت به حداقل سرعت گردشی لازم است

در موتورهای توربوفن , فن در حقیقت یک ملخ است که تعداد ملخها افزایش یافته و اندازه آنها کوچک شده و می توانند در سرعتهای بالا استفاده شوند
هوای گذرنده از کنار موتور حاصل کار فن است

در موتورهای توربو پراپ هم رسما ملخ را با گیربکس به شفت متصل می کنند و مقدار بسیار زیادی از قدرت موتور به ملخ می رسد ولی باز هم مقداری گاز خروجی تاثیر دارد

در موتورهای پیستونی هم مانند موتور ماشین تمام قدرت تولیدی یا به هدر می رود یا به ملخ می رسد


در ضمن در مورد سرعت هوای ورودی به موتورهای جت در هنگامی که هواپیما مافوق صوت پرواز می کند مدخل ورودی هوا را طوری طراحی می کنند که سرعت هوای وارد شده به موتور کم شده و به زیر صوت برسد

[mohsen_blid]

یه سوال
یعنی زمانی که می خوایم شروع کنیم اول به واسطه یک احتراق و گاز قبلی درون جت موتور روشن و سپس با استفاده از مکنده هوای اطراف را به داخل محفظه های مخصوص داخل موتور کشیده و انها را با نسبتی به داخل اتاق احتراق می فرستند؟ایا این درست است؟
اگر این مسئله درست است
ایا امکان دارد که این هوا استفاده نشود؟
ایا این هوا باید شرایط ویژه ای داشته باشد ؟
ایا از کاتالیزگر خاصی استفاده می شود؟
ایا این هوای ورودی باعث کاهش سرعت و افزایش مصرف نمیشه؟
ممنون میشم پاسخ بدید و اگر کتاب و مقالات جامعی میشناسید معرفی کنید و لینک بدید ؟
زیانش هم فرق نمیکنه
ممنون