موتور توربوجت چیست و چه تفاوتی با موتور توربوفن و توربوپراپ دارد؟
موتور توربوجت(turbojet) اولین موتوری است که تحت عنوان موتور جت و برای نصب بر روی هواپیما استفاده گردید و سبب تحول صنعت هوایی شد.
این موتور شامل پنج قسمت اصلی موتور های جت می باشد که عبارتند از:
محفظه مربوط به ورودی هوا، محفظه احتراق، کمپرسور، محفظه خروجی و توربین. از آنجایی که در این بخش ها تغییراتی ایجاد نشده به آن موتور جت خالص گفته می شود. مصرف سوخت این موتور کم بوده اما نیروی رانش زیادی را تولید می نماید.
امروزه انواع متفاوتی از این نوع موتور به وجود آمده که با وجود کاربردهای متفاوت دارای اصول یکسانی هستند. در ادامه این موتورها را بررسی میکنیم و در انتها به تفاوت های موتورهای توربوجت، توربوفن و توربوپراپ می پردازیم.
آنچه در این مطلب خواهید خواند:
انواع موتور توربوجت خالص
موتور توربوجت خالص دارای تقسیمات متفاوتی است که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.
موتور خالص دو محور
در این موتورها کمپرسور و توربین دارای دو بخش کم فشار و پرفشار هستند.
کمپرسور کم فشار به طور معمول در قسمت جلوی موتور و نیز توربین کم فشار در ردیف های انتهایی توربین قرار گرفته اند. این دو به وسیله یک محور به یکدیگر متصل می شوند. این محور در داخل محور اتصال توربین پرفشار و کمپرسور پرفشار قرار دارد. در واقع می توان گفت محور اتصال کمپرسور پرفشار به توربین پرفشار به شکل هم مرکز و روی محور اتصال توربین کم فشار و کمپرسور کم فشار قرار دارد.
موتور توربوجت
به طور معمول جهت دوران و سرعت دوران هر دو سامانه کم فشار و پرفشار یکسان اما مستقل از یکدیگر می باشد. بازده موتور های جت به نیروی رانش و نیز تبدیل انرژی حرارتی به جنبشی به طور موثر وابسته می باشد. عامل تعیین کننده و موثر بر قدرت موتور، نسبت فشار در موتورهای جت می باشد. در موتورهای توربوجت خالص با دو محور ردیف های کمپرسور افزایش یافته، بنابراین میزان فشار هوای خروجی از کمپرسور و در نهایت نسبت فشار افزایش خواهد یافت.
موتور توربوجت خالص پس سوز
همانطور که می دانیم هواپیماهای جنگنده در مدت زمان کوتاه به سرعت و مانور زیادی نیاز دارند. بنابراین موتور هواپیما باید در هر لحظه و مطابق با تصمیم خلبان سرعت و شتاب زیادی را به هواپیما بدهد. برای رسیدن به این هدف از سامانه پس سوز استفاده می گردد.
پس سوز در حقیقت مشابه با محفظه احتراق می باشد. به طور معمول حداکثر ۲۵ درصد از هوای خروجی از طریق کمپرسور درون محفظه احتراق می سوزد.در نتیجه باقیمانده هوا برای خنک نمودن محفظه توربین و احتراق استفاده می گردد.۷۵ درصد از هوای خنک کاری به همراه گاز های خروجی در نهایت از موتور خارج می شوند. قسمتی از این ۷۵ درصد هوای خروجی محترق نشده را می توان با افزودن سوخت مجددا سوزانده و در طی مدت زمان کوتاهی سبب ایجاد شتاب زیاد گردید.
سامانه سوخت در موتور پس سوز دارای دستگاه کنترل سوخت و سوخت پاش می باشد. بنابراین خلبان قادر است بر اساس نیاز اقدام به قطع یا ارسال سوخت نماید.
تفاوت موتورهای توربوجت، توربوفن، توربوپراپ چیست؟
موتور توربوجت
موتور توربوجت بیشتر در هواپیماهای جنگی مثل موشک کروز و پهپاد هایی که کاربرد نظامی دارد، استفاده می شود. هواپیماهایی که دارای سرعت بالای سرعت صوت هستند و هم چنین جت های نظامی از موتورهای توربوجت استفاده می کنند. مصرف سوخت و صدای زیاد داشته و برای هواپیماهای مسافری مناسب نیستند. در حقیقت باید گفت موتور توربوجت و توربوفن بسیار به هم شبیه هستند. هر دو موتور توربین بوده و از اگزوز جت برای ایجاد رانش استفاده می کنند. هر دو موتور یک دستگاه چرخشی در قسمت جلو دارند که مشابه فن می باشد. البته در توربوجت مرحله اول کمپرسور می باشد.
بد نیست بدانید که پهپاد کرار نخستین پهپاد ایرانی است که دارای موتور توربوجت می‌باشد.
موتورهای Turbofan
موتورهای توربوفن چیزی میان موتورهای توربوپراپ و توربوجت می باشند. بازده موتورهای توربوفن بسیار بالا بوده و به همین علت در ترابری ها و هواپیماهای مسافری از آن ها استفاده می شود. در موتور توربوفن صدا کمتر از موتور توربوجت می باشد. از مزیت‌های توربوفن می توان به مصرف سوخت کمتر نسبت به توربوجت و ایجاد رانش بالاتر اشاره نمود. در واقع می توان گفت توربوفن ترکیبی از توربوجت و توربوپراپ می باشد.
موتورهای توربوفن دارای راندمان پایین در سرعت های خیلی زیاد هستند. موتورهای توربوفن وزن بیشتر و سایز بزرگتری نسبت به موتورهای توربوجت دارند.
موتور توربوفن
برای اطلاعات بیشتر در رابطه با موتورهای توربوفن مقاله موتور توربوفن و طرز کار آن را حتما مطالعه کنید.
موتور Turboprop
موتور توربوپراپ نوعی پیشرانه توربین گازی بوده که شفت مرکزی آن توسط چرخ دنده ها یا گیربکس به ملخ هواپیما متصل می‌گردد. گیربکس هواپیما با دریافت نیرو از شفت مرکزی ملخ را می چرخاند. مصرف سوخت موتورهای توربوپراپ پایین می باشد. هواپیماهای مجهز به موتور توربوپراپ دارای سرعت 460 الی 920 کیلومتر بر ساعت هستند. این هواپیماها در رده متوسط از نظر برد قرار دارند. مشکلات این هواپیماها سرعت محدود و احتمال خرابی گیربکس در آن ها می باشد.
قطر پروانه در موتورهای توربوپراپ معمولا کم می باشد. ملخ این هواپیماها پره های زیادی داشته و در ارتفاع زیاد سبب پایداری آن ها می گردد. این موتور بر خلاف موتور توربوجت در سرعت های پایین کارایی بیشتری دارد. توربین گازی این موتورها از کمپرسور، محفظه احتراق و توربین تشکیل شده است.
موتور توربوپراپ
برای اطلاعات بیشتر در رابطه با این موتورها حتما مقاله موتور توربوپراپ چیست را مطالعه کنید.
همچنین بخوانید:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.