Jet Engine
By Mohammad Zarei
With seeing by DR. Akbari
Qazvin Islamic Azad University
تاریخچه
مقدمه
انواع موتورهای جت
قسمتهای مختلف یک موتور جت
میکرو جت
تغیرات دما و فشار
پیش رانش
پس سوز
مقایسه موترهای جت با پیستونی
سوخت
منابع
تاریخچه اولین موتور جت توسط دو شخص بطور همزمان ساخته شد. آقای فرانک ویتل از بریتانیای کبیر(انگلستان)وآقای هانس وان اوهین از آلمان که درسال م.1930 بطور مستقل از یکدیگر اولین موتور جت را بطور همزمان ساختند.
مهندس آلمانی هانس وان اوهین در سال 1937بتفصیل برای طراحی و ساخت یک موتور قوی و یک بدنه مناسب تلاش کرد و موتور او اولین موتور جتی بود که بعد از ساختن هواپیمای هینکل هی 178 که ساخته ی خودش بود در 27 آگوست 1939 به پرواز درآمد
استفاده در جنگ جهانی دوم
مهمترین کاربرد این جتها
شرکت جنرال الکتریک ایالات متحده : Bell P-59 Airacomet
دیگر جت هایی که در جنگ جهانی دوم(W.W.2) توسعه یافتند شامل Heinkel He 162 و He 280 که به خوبیLockheed P-80 Shooting Star بودند اشاره کرد.آلمان هم طرح هایی تدارک دید و حتی اجازه ی ساخت یک جت کامل خود(Me 262 ) را در ژاپن در جریان جنگ داد
موتور جت با بیانی ساده
1. موتورهای جت دارای قطعات گردان زیرشاخه ی موتورهای توربینی محسوب میشوند,
2. به موتورهای توربینی موتور توربین گازی گفته میشود فقط و فقط بخاطر این که این نوع موتورها از انبساط گازها نیرو میگیرند نه به دلیل اینکه بعضی از آنها از سوخت گاز استفاده میکنند
انواع موتورهای جت:
توربین گاز
توربوفن
3. رم جت
4. پالس جت
۵. پرشر جت
۶. توربو جت
توربو جت با جریان محوری
توربو جت با جریان مرکزی
توربو جت با جریان محوری
توربو جت با جریان مرکزی (با کمپرسور سانتریفیوژ چند مرحله ای):
۷. توربو پراپ
(با کمپرسور محوری چند مرحله ای):
توربوفن
توربوجت
توربوجت اولین و ساده ترین شکل از یک موتور جت جهت تولید تراست است
توبوفن ها به دو دسته شامل توربوفن با نسبت گذرگاهی پایین و با نسبت گذرگاهی بالا تقسیم میشوند
توربوفن
بسیاری از هواپیماهای مسافربری مدرن از موتور های توربوفن استفاده میکنند بخاطر اینکه آنها بازده بیشتری نسبت به سوخت دارند
توربوپراپ
هواپیماهای ترابری و پر مصرف کوچک از پیشرانش توربوپراپ استفاده میکنند بسیاری از
توبوشفت گونه ای از موتورهای جت است که تقریبا تمام بالگرد هایی که امروزه ساخته میشوند، از آن نیرو میگیرند
توربوشفت
قسمتهای مختلف عمومی و خصوصی موتورهای جت
مجرای ورود
کمپرسوهای موترهای جت
محفظه ی احتراق
نازل موتورهای جت
استارت موتورهای جت وتوربینی
بیرینگ های مغناطیسی
توربوشارژر
همه ی موتورهای جت یک قسمت ورودی برای آوردن هوای آزاد به داخل موتور دارند که ما آنرا "مجرای ورود" می نامیم
ورودی SUBSONIC
ورودی SUPERSONIC
ورودی Hypersonic
مجرای ورود (inlet)
کمپرسور موتورهای جت
1. کمپرسور گریز از مرکز(Centrifugal)
2. کمپرسور محوری(Axial)
3. کمپرسور ترکیبی محوری-گریز از مرکز
کمپرسور گریز از مرکز
کمپرسور محوری
کمپرسور ترکیبی
(Axial-Centrifugal)
محفظه ی احتراق
اما اینکه محفظه ی احتراق موتور های جت چطور کار میکند و چه تفاوتی با محفظه ی احتراق موتور های پیستونی دارد؟
نوع محفظه ی احتراق هایی که امروزه استفاده میشود بر سه شکل است : نوع can ، نوع annular یا حلقوی و نوع can-annular .
Annular
can-annular
نازل موتورهای جت
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
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
co-annular موتورهای توربوفن اغلب از نازل
که در بالای شکل زیر سمت چپ دیده میشود استفاده میکنند
استارت موتورهای جت وتوربینی
برای روشن شدن یک موتور توربینی یقینا به یک آغازگر و راه انداز نیاز میباشد
هدف از سیستم استارت شتاب دادن به موتوراست تا لحظه ای که توربین ها بتوانند قدرت کافی برای ادامه ی سیکل کاری موتور را تهیه کنند
انواع استارت برای موتورهای توربینی عبارتند از :
1. استارت الکتریکی 2. استارت الکتریکی که بعد از استارت زدن آلترناتور شود 3. استارت فشنگی یا استارت با سوخت جامد 4. استارت بادی 5. استارت با احتراق هوا و سوخت 6. استارتر با موتور هیدرولیکی 7. استارت دستی یا هندلی 8. استارتر با سوخت یک پایه
تصویر یک استارت الکتریکی میکروجت
استارت الکتریکی
استارت فشنگی
این استارت یک استوانه فشنگی شکل است که درون آن ماده ی انفجاری که ازدیاد حجم و انبساط زیادی مینماید قرار میدهند
استارت بادی
در این نوع استارت هوای کمپرس شده در مخزن اکسیژن که معمولا مایع میباشد همزمان با سوخت به داخل محفظه ی احتراق تزریق و محترق شده که باعث حرکت سریع توربینها میشود و بعد از دور خودکفایی سیکل کاری توسط خود موتور انجام میشود
بیرینگ های مغناطیسی
بیرینگ ها در هر دستگاهی که دارای اجزای گردنده هستند جهت تثبیت موقعیت و کنترل و نگهداری بار قسمت متحرک، مورد استفاده قرار میگیرند و بسته به کاربرد دارای گونه های مختلفی هستند. نسل جدیدی از این بیرینگ ها که در موتورهای توربین گازی هواپیماهای آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت بیرینگ های مغناطیسی هستند. بیرینگ های مغناطیسی حرکت یک متحرک را بدون تماس فیزیکی ممکن میکنند
معرفی توربوشارژر و کاربردهای آن
استفاده از توربوشارژرها یکی از موثرترین راه های افزایش بازده در موتورهای توربین گازی می باشد
به منظور درک صحیح از نحوه عملکرد توربوشارژرها می بایستی ابتدا طرز کار موتور اتومبیل های مدرن را بررسی کنیم
توربوشارژرها بین سالهای 1909 تا 1911 توسط آلفرد.ج.بوچی توسعه یافتند
اطلاعاتی مختصر درباره ی میکروجت
قطعات مورد استفاده در میکروجت ها به کاربرد موتور بستگی دارد.
ممکن است میکروجت برای مصارف هواپیمای مدل، بالگرد مدل، استفاده درمینی اتومبیل وغیره باشد که هر کدام طراحی متفاوتی دارد.
تغییرات دما و فشار در موتور های توربین گازی
در این مطلب چگونگی تغییر دما و فشار در موتور توربوجت بررسی میشود:
نسبت دمای موتور = نسبت دمای کمپرسور × نسبت دمای محفظه احتراق × نسبت دمای توربین × نسبت دمای نازل
موتور = نسبت فشار کمپرسور × نسبت فشار محفظه احتراق × نسبت فشار توربین × نسبت فشا رنازل نسبت فشار
پیشرانش Ram jet
در اوایل دوره ی 1900 میلادی، بعضی از نظرات اولیه درباره ی رمجت ابتدا در اروپا بوجود آمد. رمجت یکی از انواع پیشرانشهای مطلوب جهت پروازهای فراصوتی است.
احتراقی که در یک رمجت تولید تراست میکند، زمانی که سرعت در محفظه ی احتراق مادون صوت است رخ میدهد.
شرحی مختصر از پس سوز
یک راه ساده برای بالابردن تراست به میزان قابل توجه، اضافه کردن یک پس سوز به هسته ی توربوجت است.
مقایسه موتورهای جت با موتورهای پیستونی
با روی کار آمدن موتورهای جت، موتورهای پیستونی تقریباً از رده خارج شدند. طبیعی است که این برکنار شدن موتورهای پیستونی، علت روشنی هم داشته است و آن مزایای فوق العاده موتورهای جت نسبت به موتورهای پیستونی است
آلودگی کمتر
لرزش کمتر
استهلاک کمتر
قدرت بیشتر
خنک سازی آسان تر
در دسترس بودن هوای داغ
روغنکاری ساده تر
خطر کمتر
کترل قدرت ساده تر
Antioxidants to prevent gumming, usually based on alkylated phenols, eg. AO-30, AO-31, or AO-37;
Aviation fuel is a specialized type of petroleum-based fuel used to power aircraft
JET A-1
JET B
JP-1
JP-4
JP-5
JP-6
JP-7
JP-8
JP-8+100
JPTS
سوخت
منابع
http://www.ssme.ir
http://jet.blogfa.com/cat-7.aspx
http://www.iranmatrix.org/forums/showthread.php?t=7587
http://www.centralclubs.com/viewtopic.php?t=1910&start=0
http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_fuel
http://www.scubajet.com
http://www.cfmaeroengines.com
http://www.csgnetwork.com/jetfuel.html