آشنایی با موتور هواپیمای جت

تین نیوز |  موتور هواپیمای جت ، هواپیما را با نیروی عظیمی که با فشار بسیار زیاد تولید می شود ، به پیش می راند و باعث می شود هواپیما با سرعت زیاد به پرواز درآید.
 موتور همه هواپیماها که همچنین توربین گازی هم نامیده می شود ، براساس یک قاعده دارای عملکرد هستند. موتور بوسیله یک فن که در قسمت جلو آن قرار دارد ، هوا را به داخل می کشد. یک کمپرسور فشار هوا را بالا می برد. این کمپرسور از فن هایی تشکیل شده است که دارای تیغه های زیادی هستند و به محور نصب شده اند. این تیغه ها هوا را متراکم می کنند. 
   سپس این هوای متراکم آغشته به سوخت می شود و یک جرقه الکتریکی ، این ترکیب را مشتعل می کند. این گازهای در حال سوخت منبسط می شوند و از دهانه موتور که در عقب آن قرار گرفته است ، با فشار زیاد خارج می شوند. در حالی که این جریان های سریع گاز با فشار از عقب موتور خارج می شوند ، موتور و هواپیما هم با فشار به جلو رانده می شوند.

 

 تصویر بالا نشان می دهد که چگونه هوا از یک موتور هواپیمای جت عبور می کند. هوا هم به مرکز موتور داخل می شود و هم در اطراف آن قرار می گیرد. این امر باعث می شود توده ای از هوا داغ و توده ای دیگر سرد باشد. این توده های هوای گرم و سرد در قسمت خروجی موتور با هم ترکیب می شوند.

 
 موتور هواپیمای جت بر اساس قانون سوم فیزیک اسحاق نیوتن عمل می کند. هر عملی دارای عکس العملی مخالف و برابر می باشد. این موضوع ، فشار نامیده می شود. این قانون را می توان به این صورت نشان داد که وقتی یک بادکنک باد شده را رها می کنیم ، مشاهده می کنیم که هوایی که از بادکنک در حال خارج شدن است ، باعث جلو راندن بادکنک در جهت مخالف می شود. در یک موتور تربوجت ، هوا از مجرای مکش در قسمت جلو موتور وارد و متراکم می شود. گازهایی که تشکیل می شوند ، سریع منبسط می شوند و از محفظه سوخت در قسمت عقب موتور خارج می شوند. این گازها نیرویی معادل را در تمام جهات اعمال می کنند و همان طور که با فشار به سمت محفظه خروجی موتور می گریزند ، باعث فشار هواپیما در جهت جلو می شوند.
 

هنگامی که این گازها از موتور عبور می کنند ، از فنی مانند چند تیغه (توربین) که محور توربین را می چرخاند ، عبور می کنند. این محور نیز به نوبه خود ، کمپرسور را به چرخش در می آورد. در نتیجه هوای تازه ای را از طریق مجرای مکش وارد می کند. ممکن است فشار موتور بوسیله افزایش سطح مقطع پس سوز افزایش یابد.
 در سطح مقطع پس سوز ، سوخت اضافی بر روی گاز های خروجی پاشیده می شود و با سوختن آنها فشار افزونی حاصل می شود. در هر ۴۰۰ مایل در ساعت ، به طور تقریبی یک پوند فشار برابر با یک اسب بخار است ، اما در سرعت بالاتر این نسبت افزایش می یابد و یک پوند فشار بیشتر از یک اسب بخار می شود. در سرعت های کمتر از ۴۰۰ اسب بخار ، این نسبت هم کاهش می یابد.
 

در یک موتور جت مجهز به موتور توربین ، گازهای خروجی برای چرخش ملخ نصب شده به محور توربین نیز مورد استفاده قرار می گیرد تا در مصرف سوخت در ارتفاعات پایین صرفه جویی کند. موتور تربوفن (موتوری با میزان سوخت معین که تراست بیشتری نسبت به یک موتور جت مجهز به موتور توربین ایجاد می کند) یک فن را بکار می گیرد تا فشار زیادی تولید کند و مکمل فشاری شود که از یک موتور هواپیمای جت اصلی تولید می شود تا کارآیی آن را در ارتفاعات زیاد افزایش دهد.
 
مزیت موتورهای جت نسبت به موتورهای پیستونی وزن کمتر و نیروی بیشتر ، ساختار ساده تر و نگهداری راحت تر با توجه به قطعات متحرک کمتر و نیز عملکرد کارآمد با سوخت کمتر می باشد.
 
اجزای یک موتور جت : 
فن : فن اولین جزء در یک تربوفن است که با چرخش زیاد ، مقادیر زیادی از هوا را به داخل می کشد. سپس سرعت هوا را افزایش می دهد و به دو توده مجزا می کند. اکثر تیغه های فن از تیتانیوم ساخته می شوند. یک توده به مرکز موتور جت می رود و تحت تاثیر عملکرد دیگر اجزاء جت قرار می گیرد.
 
توده دیگر از مرکز موتور جت عبور می کند. از یک مجرا که از اطراف مرکز موتور جت به عقب آن می رود ، عبور می کند و بیشتر نیرو برای پیش بردن هواپیما به جلو را در آنجا تولید می کند. این هوای سرد ، به آرام کردن موتور هم چنان که فشار بر آن افزایش می یابد ، کمک می کند.
کمپرسور : کمپرسور اولین جزء در مرکز موتور جت می باشد و از فن هایی با تیغه های زیاد تشکیل شده است و به محور نصب شده است. این کمپرسور هوایی که وارد آن می شود را به تدریج در توده های هوای کوچکتری متراکم می کند و به افزایش فشار آن منجر می شود. این امر باعث می شود انرژی بالقوه در این هوا افزایش پیدا کند و سپس این هوای متراکم با فشار به محفظه سوخت وارد می شود.
محفظه احتراق : در این محفظه ، هوا با سوخت ترکیب می شود و سپس مشتعل می شود. ۲۰ دهانه برای افشاندن سوخت به جریان هوا موجود می باشند. ترکیب هوا و سوخت آتش می گیرد. این آتش ، یک جریان هوا با انرژی زیاد و دمای بالا را فراهم می آورد. این سوخت با اکسیژن موجود در هوای متراکم می سوزد و گازهای منبسط داغ تولید می کند. داخل محفظه احتراق از مواد سرامیکی ساخته شده است تا یک دهانه مقاوم در برابر گرما را فراهم آورد. این گرما دارای قابلیت افزایش تا ۲۷۰۰ درجه را دارد.
توربین : جریان هوای پر انرژی که از محفظه احتراق خارج می شود ، به توربین می رود و باعث می شود تیغه های توربین به چرخش درآیند. این توربین با یک محور در اتصال است تا تیغه ها را در کمپرسور بچرخاند و فن جذب هوا در جلو را به چرخش درآورد. این چرخش ، کمی از انرژی جریان پر انرژی را که برای چرخش فن و کمپرسور استفاده می شود را جذب می کند. گازهایی که در محفظه احتراق تولید شده اند ، در توربین حرکت می کنند و تیغه ها را به چرخش در می آورد. توربین های جت در حدود هزاران بار می چرخند. آن ها به محورهایی متصل شده اند که از چند دسته بلبرینگ ساچمه ایی (یاتاقان ساچمه ای) در میان خود تشکیل شده اند.
دهانه : این دهانه ، مجرای خروجی موتور جت به حساب می آید. این دهانه جزیی از موتور جت است که برای هواپیما تولید فشار می کند. در واقع این انرژی جریان هوایی که از توربین عبور می کند کاهش داده و علاوه بر هوای سرد که از مرکز موتور عبور می کند ، هنگام خروج از دهانه ، نیرویی تولید می کند که موتور را به حرکت در می آورد و در نتیجه هواپیما به جلو رانده می شود. ترکیب هوای داغ و سرد خارج می شود و یک توده هوای خروجی تولید می کند که باعث فشار به سمت جلو می شود. این دهانه باید پیش از یک مخلوط کن (آمیزنده) قرار گیرد. مخلوط کنی که که هوای داغ مرکز موتور را با هوای سرد که از اطراف موتور عبور می کند ، ترکیب می کند. این ترکیب به آرام تر عمل کردن موتور جت کمک می کند.