وبلاگ تخصصی موتورهای جت و راکت

سلام خوانندگان گرامی. این وبلاگ به آدرس http://jet.blogfa.com انتقال یافت .
از این پس مطالب را در وبلاگ جدید با قالب جدیدی که برای وبلاگ طراحی کردم مشاهده کنید.
تصمیمات جدید و سازنده ای را در قالب جدید اجرا خواهم کرد که در هیچ وبلاگی به آن اقدام نشده است. لطفا نظرات خود را در این مورد بیان کنید.

همان طوری که میدانید بیشتر هواپیماهای مدرن مسافربری و جنگنده از موتورهای توربین گازی که جت نامیده میشوند به عنوان پیشران استفاده میکنند و بین این موتورهای توربین گازی تفاوت های زیادی وجود دارد ولی همه ی آنها قسمت های مشترکی دارند که تا کنون چند واحد اصلی آنها را در مطالب قبلی معرفی کردم . همه ی موتورهای توبین گازی یا همان جت یک نازل یا شیپوره دارند که با هدایت گازهای اگزوز به عقب، به جریان آزاد، تراست تولید میکنند. مکان قرار گرفتن نازل در موتورهای جت بعد از توربین قدرت و چنانچه موتور دارای پس سوز باشد بعد از آن قرار میگیرد و در حالت کلی در انتهای موتور جایی که گازهای اگزوز به هوا برخورد میکنند قرار دارد.

 

نازل یک دستگاه بسیار ساده است، تنها لوله ای است که شکل مخصوصی داده شده است و گازهای گرم درون آن جریان دارند.به هر حال ریاضیات است که نظر و استدلال دقیقی درباره ی عملکرد و شکل نازل میدهد تا بازده و عملکرد خوبی داشته باشد.
همانطوریکه در شکلهای زیر میبینید نازل ها دارای گوناگونی شکلی و اندازه میباشند که به کاربرد موتورها در هواپیماها بستگی دارند، مانند توربوجت و توبوپراپ. اغلب موتورها یک نازل ثابت همگرا (convergent) دارند که این مدل در سمت چپ شکل زیر دیده میشود و بیشتر با نام axisymmetric شناخته شده است. این نازل مانند آنهایی که در زیر توضیح داده شده فقط در جهت محور موتور تراست تولید میکند و به همین خاطر axisymmetric نامیده شده است. موتورهای توربوفن اغلب از نازل co-annular که در بالای شکل زیر سمت چپ دیده میشود استفاده میکنند. جریان درونی موتور و گازهای داغ از خروجی میانی و جریان هوای فن از خروجی حلقه مانند خارج میشود. مخلوط این دو جریان باعث افزایش تراست میشود و همچنین باعث کم صدایی و تولید صدای کمتری نسبت به نازل همگرا میشود.

 

توربوجت های پس سوز دار و توربوفن ها به شکلی از نازل همگرا-واگرا (CD) که تغییر پذیر باشد احتیاج دارند. نازل CD یا (convergent-divergent) در سمت چپ شکل نشان داده شده است.در این نازل جریان هوا ابتدا در باریکترین ناحیه که گلوگاه نامیده میشود به مرکز همگرا شده سپس در قسمت واگرا انبساط یافته و خارج میشود. شکل تغییر پذیر نازل باعث میشود که این نازل ها رفتار بیشتری نسبت به شکل ساده و ثابت نازل داشته باشند. اما شکل تغییر پذیر نازل زمانی کارآمد خواهد شد که در موتوری با جریان هوای عریض تر از موتوری با یک نازل ثابت معمولی استفاده شود. همچنین موتورهای راکتی از نازل برای سرعت دادن به گازهای خروجی و تولید تراست استفاده میکنند. موتورهای راکتی معمولا  یک نازل ثابت CD دارند که قسمت واگرای آن بزرگتر از نوعی است که در موتورهای جت استفاده میشود. در مطالب آینده  درباره ی موتورهای راکتی مطالب بیشتری در اختیارتان قرار خواهم داد.

همه ی نازل هایی که ما در باره ی آنها صحبت و بحث میکنید و دانشجویان رشته ی هواوفضا و سایر دانشجویانی که در این مورد واحد درسی میگذرانند و با آنها آشنا هستند، همه یک لوله ی گرد و یکپارچه هستند. اما اخیرا مهندسین نازلی را طراحی و آزمایش کردند که خروجی مستطیلی دارد. این خروجی اجازه میدهد که جریان اگزوز راحتتر منحرف شود یا به بیانی کنترل شود که در شکل بالا سمت چپ دیده میشود. تغییر مسیر تراست با نازل، هواپیما را مانوری تر میکند.این نازل ها که به نازلهای دو بعدی یا 2Dمعروفند علاوه بر تولید تراست در جهت محور موتور قادر به تغییر جهت تراست و قادر به تولید نیرویی در جهتی دیگر میباشند که به قسمت دم هواپیما (یا به جایی که نازل در آنجاست) وارد میشود. این نوع نازل که در شکل زیر نشان داده شده است قادر به تغییر جهت تراست به بالا و پایین میباشد. با تغییر جهت تراست به سمت بالا قسمت دم هواپیما به سمت پایین منحرف شده و در سرعت های مختلف اجازه ی تغییر جهت فوری در بعد vertical یا عموری را میدهد و تغییر جهت تراست به سمت پایین برعکس نوشته بالا عمل میکند. به علاوه دو نازل دوبعدی در یک هواپیما قادر به چرخش هواپیما (یکی از نازلها رو به بالا و دیگری رو به پایین) نسبت به محور طولی هواپیما میباشند.

بواسطه ی اینکه نازل گازهای داغ اگزوز را به هوای آزاد هدایت میکند ممکن است اثر متقابل سختی بین جریان اگزوز موتور و جریان هوای اطراف هواپیما وجود آید. بخصوص در هواپیماهای جنگنده در کنار خروجی نازل نیری کشنده یا Drag بزرگی روی میدهد. نوعی نازل در تصویر اول قسمت بالای تصویر سمت راست نشان داده شده است که متعلق به یک F-15 با نازل آزمایشی مانوری میباشد. این نازل سه بعدی است و قادر است در تمامی جهت ها بچرخد.به هر حال فقط تعدادی معدودی از هواپیماهایی که ساخته شدند از نازل های دو بعدی یا سه بعدی استفاده میکنند. شاید معروفترین اینها هواپیمای F-22 Raptor  آمریکایی و هواپیمای Su-37 روسی باشد که هر دو از نازل دوبعدی بخاطر افزایش قدرت مانوری استفاده میکنند. همانند طراحی ورودی موتورها، شکل و پیکربندی نازل خارجی اغلب متناسب با بدنه ی هواپیما طراحی میشود.

سلام خدمت همه ی عزیزانی که این صفحه را میخوانند. من این پست را به پاسخ به اشکالاتی که دوست عزیزم آرمان سید احمدی از مطالب گرفته مختص میکنم. شما خودتان میتوانید مباحث این وبلاگ را انتخاب کنید.

در مورد نظری که داده بودید باید بگم که اولین پرواز جت که به طور رسمی به ثبت رسیده توربینی بوده و در این مورد کاملا مطمئن هستم .همچنین خود شما در وبلاگ ایر بلاگفا هم این مطلب رو درج کرده بودید (13 بهمن 1383) که " موتورهای جتی که توربین دارند نوع پیشرفته تری از همون موتور های توربینی هستند " و من تعجب میکنم که چطور شما نوشته ی خودتان را نقض میکنید. در شکل زیر اولین موتورهای جت که یکی ساخته ی فرانک ویتل و دیگری ساخته ی هانس وان آهین دو پایه گذار موتورهای جت میباشد و واضح است که این موتورها هر دو توربینی هستند.

 

 

در مورد موتورهای سه شفته (three spool ) باید بگم که مطلب این وبلاگ کاملا صحیح میباشد. درونی ترین شفت که طولانی ترین شفت میباشد به چرخ توربین هایی که در دورترین فاصله قرار گرفتند متصل است و مربوط به کمپرسور و توربین فشار ضعیف میباشد و در شکلی که در قسمت کمپرسور گذاشتم کاملا واضح است. مشخص است که اگر درونی ترین شفت مربوط به کمپرسور فشار قوی باشد با پیش رفتن به داخل از قدرت کمپرسور کاسته میشود که کاملا غلط است . اگر شما مقداری در این زمینه اطلاعات کسب کنید خواهید دید که این مطلب کاملا بدیهی است. شکل زیر به وضوح این مطلب را نشان میدهد.

 

در مورد دیفیوژر هم نظر شما کاملا درست است و من این مطلب را نقض نمیکنم و فقط این توضیح را میدهم که مطلب وبلاگ در مورد عکسی از دیفیوژر که مربوط به دیفیوژر مرحله اول کمپرسور گریز از مرکز میباشد و در این نوع کاری که انجام میشود مشابه کار استیتر است برای جلوگیری از فشار وارده بر housing  به کار برده میشود.

 

البته من آقای سید احمدی و یا اشخاص دیگری را بخاطر نظر دادن!!!...سرزنش نمیکنم.

در ضمن اگر با مفهوم و کار استیترها(Stator) و روترها(Rotor) آشنا باشید و مطالب را کامل بخوانید میبینید که من به خوانندگان قول دادم که در این مورد مطلبی را در وبلاگ قرار دهم . فقط مطالب را ساده و قابل فهم مینویسم و به جز مواردی؛ از بکار بردن اصطلاح انگلیسی آنها جلوگیری میکنم.

آقای سید احمدی عزیز امیدوارم قانع شده باشید . البته من انسانی مغرور نیستم و نخواهم بود و هر چه هم باشم باز خودم را  در ابتدای این راه میبینم .

به روشنی این را هم خدمتتان عرض کنم که مطالب این وبلاگ از هیچ منبع فارسی برداشته نمیشود ولی برای تهیه ی تصاویر آموزشی و آمار های دقیق و مهندسی از منابع خارجی استفاده میکند.

ظاهرا این وبلاگ هنوز بازدید کننده ای ندارد ولی اگر کسی از مطالب استفاده برد و خواستار آپدیت وبلاگ زودتر از زمان خود شد آنرا در بخش نظرات بیان کند. خیلی متشکرم .