mehraboOon
07-21-2011, 07:16 AM
انواع موتورهای هواپیما
چهار نیرو به هواپیمای در حال پرواز وارد می شود : نیروی بالابرنده , از طرف هواست و به علت شکل بال بوجود می آید . نیروی مقاوم از طرف هواست و مانند اصطحکاکی است که در اثر حرکت یک جسم در یک سیال بوجود می آید . نیروی سوم نیروی وزن است و نیروی چهارم نیروی جلوبرنده . نیروی جلو برنده نیرویی است که آن را موتور ایجاد می کند . کار اصلی این نیرو خنثی کردن نیروی مقاوم است ؛ اما وظیفه ی دادن سرعت اولیه به هواپیما , همچنین کمک به نیروی بالا برد برای بالا بردن هواپیما , در مواقع خاص نیز , به عهده ی این نیروست .
http://img.tebyan.net/big/1388/11/518321730862254315215912714797103214190216.jpg
انواع موتور
البته از میان موتورهای طبقه بندی شده فقط موتورهای توربوجت , توربوپراپ , توربوشفت و پیستونی ملخی رایج است . در این میان موتور توربوجت و توربوفن از نوع موتور جت و بقیه از نوع موتور ملخی است . موتورهای جت نیروی محرکه و موتورهای ملخی توان تولید می کننند . در موتورهای ملخی , ملخ است که توان خروجی موتور ملخی را به نیروی محرکه تبدیل می کند.
موتور توربوشفت در هلیکوپترها کاربرد دارد ؛ ولی درباره ی چهار موتور دیگر می توان گفت :
-موتور های پیستونی بیش تر در هواپیماهای سبک با سرعت و سقف پرواز کم کاربرد دارد.
-موتور توربوپراپ بیش تر در هواپیماهای باریو مسافربری کوچک کاربرد دارد .
-موتورهای توربوفن بیش تر در هواپیماهای مسافر بری بزرگ و هواپیماهای نظامی کاربرد دارد .
-موتور توربوجت در برخی هواپیماهای جنگی کاربرد دارد.
موتورهای پیستونی:
موتورهای پیستونی در ابتدا با آب خنک می شدند به همین خاطر سنگین بودند و مبدل های حرارتی آن ها نیروی مقاوم زیادی تولید می کرد . در سال 1908م موتورهایی ساخته شد که با هوا خنک می شد . در این موتورها پیستون ها به طور دوار در اطراف محور مرکزی قرار داشتند .موتورهای پیستونی را می توان از نظر چگونگی قرار گرفتن به سه دسته تقسیم کرد :
1.موتورهای خطی 2.موتورهای متقابل 3.موتورهای شعاعی
http://img.tebyan.net/big/1388/11/9024920133233127163627793158566332193.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/138478118311211912036325501039014911697.jpg)
موتور توربوجت :
ساده ترین نوع موتور توربینی , موتور توربوجت است . اجزای تشکیل دهنده موتور توربوجت شامل است بر :
1.کمپرسور 2.محفظه ی احتراق 3.توربین 4.نازل
http://img.tebyan.net/big/1388/11/5467103722221561374317021277221241121237194.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/186148286625251446107643423316652027.gif)
در کمپرسور , فشار هوا بالا می رود و سرعت آن پایین می آید . هوای پر فشار وارد محفظه ی احتراق می شود و پس از پاشش سوخت , عمل احتراق صورت می گیرد و دما و فشار افزایش می یابد . سپس بخشی از انرژی صرف چرخاندن توربین و بخش عمدهی آن وارد شیپوره میشود . در شیپوره گاز پر فشار , منبسط , و به انرژی جنبشی تبدیل می شود . نتیجه ی این فرایند همان نیروی جلوبر است . به طور کلی مصرف سوخت در این نوع موتور از دیگر انواع موتور بیش تر است .
موتور توربوفن:
فن اساسآ همان ملخ با تعداد بسیار بیش تر پره , اما در ابعاد کوچکتر است . نحوه ی تولید قدرت در مونور توربوفن نیز مانند دیگر موتورهای توربینی است ؛ ولی فرق اساسی در چگونگی تبدیل قدرت موتور به نیروی محرکه است. در موتور توربوفن بخشی از نیروی جلوبرنده ی حاصل از فن جلو وبخشی از آن ناشی از شیپوره ی خروجی موتور است . موتورهای توربوفن نسبت به موتورهای توربوپراپ در سرعت های زیاد دارای راندمان بهتری هستند.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/15846185169169237419120318104209184110147170.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/1410020312022112811453108145221132199931421.png)
موتورهای توربوفن در محدوده ی سرعت هواپیماهای مسافربری راندمان خوبی دارند و از نظر تولید سر و صدا نیز قابلیت بهتری دارند . به همین علت در بیش تر هواپیماهای مسافربری از این نوع موتور استفاده می شود .
معمولأ برای افزایش راندمان موتور توربوفن بخشی از هوای عبور کننده از فن وارد موتور نمی شود و کانالی در اطراف موتور , آن را به بیرون هدایت می کند . به این عمل اصطلاحأ جریان سرد می گویند و مزایایی از قبیل تولید نیروی جلو برنده ی جداگانه , خنک کاری موتور و….. دارد.
موتور توربوپراپ:
http://img.tebyan.net/big/1388/11/13912218691204214913723195113138164132167103.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/1097654174230573108118132151827225514743.png)
موتور توربوپراپ بسیار شبیه موتور توربوفن است ؛ با این تفاوت که در آن به جای فن چند ملخ قرار دارد . موتور توربوپراپ بخش اعظم گاز خروجی از محفظه ی احتراق را صرف چرخاندن توربین و از طریق نوربین ، صرف چرخاندن ملخ می کند . عمده ی نیروی جلوبرنده در موتور توربوپراپ حاصل از چرخاندن ملخ است ؛ ولیبخشی از این نیرو نیز ناشی از شیپوره ی خروجی موتور است . از اشکالات عمده ی این نوع موتور سر وصدای زیاد آن است . این نوع موتور بیش تر در هواپیماهای باری و هواپیماهای کوچک کاربرد دارد.
موتور توربوشفت:
http://img.tebyan.net/big/1388/11/486711123871243105195349239614819477139.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/24024615112514419693148188214021010610719862.jpg)
موتور توربوشفت ، نوعی موتور توربینی و از نظر نحوه ی کار بسیار شبیه به موتور توربوپراپ است ، ولی سرعت چرخش ملخ موتور توربوشفت از سرعت چرخش ملخ موتور توربوپراپ بسیار کم تر است . در موتور توربوشفت ، هدف ، تولید قدرت زیاد در دور کم است . از این موتور معمولأ در هلیکوپتر و کشتی استفاده می شود . ملخ هلیکوپتر و کشتی مانند ملخ موتور توربوپراپ وظیفه ی تولید نیروی جلوبرنده را به عهده دارد ؛ ولی با سرعت چرخش بسیار کم تر . گاز خروجی از موتور توربوشفت هیچ نقشی در تولید نیرو ندارد.
نویسنده: سپیده مهرالحسنی
تنظیم برای تبیان : محسن مرادی
چهار نیرو به هواپیمای در حال پرواز وارد می شود : نیروی بالابرنده , از طرف هواست و به علت شکل بال بوجود می آید . نیروی مقاوم از طرف هواست و مانند اصطحکاکی است که در اثر حرکت یک جسم در یک سیال بوجود می آید . نیروی سوم نیروی وزن است و نیروی چهارم نیروی جلوبرنده . نیروی جلو برنده نیرویی است که آن را موتور ایجاد می کند . کار اصلی این نیرو خنثی کردن نیروی مقاوم است ؛ اما وظیفه ی دادن سرعت اولیه به هواپیما , همچنین کمک به نیروی بالا برد برای بالا بردن هواپیما , در مواقع خاص نیز , به عهده ی این نیروست .
http://img.tebyan.net/big/1388/11/518321730862254315215912714797103214190216.jpg
انواع موتور
البته از میان موتورهای طبقه بندی شده فقط موتورهای توربوجت , توربوپراپ , توربوشفت و پیستونی ملخی رایج است . در این میان موتور توربوجت و توربوفن از نوع موتور جت و بقیه از نوع موتور ملخی است . موتورهای جت نیروی محرکه و موتورهای ملخی توان تولید می کننند . در موتورهای ملخی , ملخ است که توان خروجی موتور ملخی را به نیروی محرکه تبدیل می کند.
موتور توربوشفت در هلیکوپترها کاربرد دارد ؛ ولی درباره ی چهار موتور دیگر می توان گفت :
-موتور های پیستونی بیش تر در هواپیماهای سبک با سرعت و سقف پرواز کم کاربرد دارد.
-موتور توربوپراپ بیش تر در هواپیماهای باریو مسافربری کوچک کاربرد دارد .
-موتورهای توربوفن بیش تر در هواپیماهای مسافر بری بزرگ و هواپیماهای نظامی کاربرد دارد .
-موتور توربوجت در برخی هواپیماهای جنگی کاربرد دارد.
موتورهای پیستونی:
موتورهای پیستونی در ابتدا با آب خنک می شدند به همین خاطر سنگین بودند و مبدل های حرارتی آن ها نیروی مقاوم زیادی تولید می کرد . در سال 1908م موتورهایی ساخته شد که با هوا خنک می شد . در این موتورها پیستون ها به طور دوار در اطراف محور مرکزی قرار داشتند .موتورهای پیستونی را می توان از نظر چگونگی قرار گرفتن به سه دسته تقسیم کرد :
1.موتورهای خطی 2.موتورهای متقابل 3.موتورهای شعاعی
http://img.tebyan.net/big/1388/11/9024920133233127163627793158566332193.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/138478118311211912036325501039014911697.jpg)
موتور توربوجت :
ساده ترین نوع موتور توربینی , موتور توربوجت است . اجزای تشکیل دهنده موتور توربوجت شامل است بر :
1.کمپرسور 2.محفظه ی احتراق 3.توربین 4.نازل
http://img.tebyan.net/big/1388/11/5467103722221561374317021277221241121237194.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/186148286625251446107643423316652027.gif)
در کمپرسور , فشار هوا بالا می رود و سرعت آن پایین می آید . هوای پر فشار وارد محفظه ی احتراق می شود و پس از پاشش سوخت , عمل احتراق صورت می گیرد و دما و فشار افزایش می یابد . سپس بخشی از انرژی صرف چرخاندن توربین و بخش عمدهی آن وارد شیپوره میشود . در شیپوره گاز پر فشار , منبسط , و به انرژی جنبشی تبدیل می شود . نتیجه ی این فرایند همان نیروی جلوبر است . به طور کلی مصرف سوخت در این نوع موتور از دیگر انواع موتور بیش تر است .
موتور توربوفن:
فن اساسآ همان ملخ با تعداد بسیار بیش تر پره , اما در ابعاد کوچکتر است . نحوه ی تولید قدرت در مونور توربوفن نیز مانند دیگر موتورهای توربینی است ؛ ولی فرق اساسی در چگونگی تبدیل قدرت موتور به نیروی محرکه است. در موتور توربوفن بخشی از نیروی جلوبرنده ی حاصل از فن جلو وبخشی از آن ناشی از شیپوره ی خروجی موتور است . موتورهای توربوفن نسبت به موتورهای توربوپراپ در سرعت های زیاد دارای راندمان بهتری هستند.
http://img.tebyan.net/big/1388/11/15846185169169237419120318104209184110147170.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/1410020312022112811453108145221132199931421.png)
موتورهای توربوفن در محدوده ی سرعت هواپیماهای مسافربری راندمان خوبی دارند و از نظر تولید سر و صدا نیز قابلیت بهتری دارند . به همین علت در بیش تر هواپیماهای مسافربری از این نوع موتور استفاده می شود .
معمولأ برای افزایش راندمان موتور توربوفن بخشی از هوای عبور کننده از فن وارد موتور نمی شود و کانالی در اطراف موتور , آن را به بیرون هدایت می کند . به این عمل اصطلاحأ جریان سرد می گویند و مزایایی از قبیل تولید نیروی جلو برنده ی جداگانه , خنک کاری موتور و….. دارد.
موتور توربوپراپ:
http://img.tebyan.net/big/1388/11/13912218691204214913723195113138164132167103.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/1097654174230573108118132151827225514743.png)
موتور توربوپراپ بسیار شبیه موتور توربوفن است ؛ با این تفاوت که در آن به جای فن چند ملخ قرار دارد . موتور توربوپراپ بخش اعظم گاز خروجی از محفظه ی احتراق را صرف چرخاندن توربین و از طریق نوربین ، صرف چرخاندن ملخ می کند . عمده ی نیروی جلوبرنده در موتور توربوپراپ حاصل از چرخاندن ملخ است ؛ ولیبخشی از این نیرو نیز ناشی از شیپوره ی خروجی موتور است . از اشکالات عمده ی این نوع موتور سر وصدای زیاد آن است . این نوع موتور بیش تر در هواپیماهای باری و هواپیماهای کوچک کاربرد دارد.
موتور توربوشفت:
http://img.tebyan.net/big/1388/11/486711123871243105195349239614819477139.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1388/11/24024615112514419693148188214021010610719862.jpg)
موتور توربوشفت ، نوعی موتور توربینی و از نظر نحوه ی کار بسیار شبیه به موتور توربوپراپ است ، ولی سرعت چرخش ملخ موتور توربوشفت از سرعت چرخش ملخ موتور توربوپراپ بسیار کم تر است . در موتور توربوشفت ، هدف ، تولید قدرت زیاد در دور کم است . از این موتور معمولأ در هلیکوپتر و کشتی استفاده می شود . ملخ هلیکوپتر و کشتی مانند ملخ موتور توربوپراپ وظیفه ی تولید نیروی جلوبرنده را به عهده دارد ؛ ولی با سرعت چرخش بسیار کم تر . گاز خروجی از موتور توربوشفت هیچ نقشی در تولید نیرو ندارد.
نویسنده: سپیده مهرالحسنی
تنظیم برای تبیان : محسن مرادی