گیربکس در موتور هواپیما

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesamiرهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1622

سپاس: 3160

جنسیت:

تماس:

گیربکس در موتور هواپیما

پست توسط rohamjpl »

در هواپیما، انتقال معمولاً به کل سیستم اطلاق می شود که نیرو را بین دو نقطه، مثلاً بین MGB و روتور دم، انتقال می دهد. گیربکس معمولا جزئی از سیستم انتقال (به همراه شفت ها) است که برای تغییر سرعت چرخش استفاده می شود.به طور سنتی گیربکسی در موتورهای جت وجود نداشته است، به جز گیربکس های بسیار کوچک برای به حرکت درآوردن پمپ های سوخت و ژنراتورها. دلیل این امر این است که شفت توربین اصلی تقریباً با سرعت خوبی کار می کند تا پره های جلو را به حرکت درآورد.
به یک معنا، یک سیستم انتقال کامل فقط در هلیکوپترها یافت می شود و نه در هواپیماهای بال ثابت. نزدیکترین چیزی که یک هواپیمای بال ثابت به گیربکس دارد، پروانه گام متغیر است که مشابه گیربکس خودرو است.
پروانه گام متغیر
از سوی دیگر، تعدادی از هواپیماها دارای گیربکس مخصوصاً توربوپراپ (و برخی موتورهای پیستونی) برای کاهش سرعت خروجی موتور قبل از چرخاندن ملخ هستند. تصویر زیر گیربکس موتور توربوشفت جنرال الکتریک را نشان می دهد.تصویر
تصویر
موتورهای توربوفن دارای گیربکس هستند که برای راه اندازی لوازم جانبی استفاده می شود. کمپرسور معمولاً از طریق یک شفت از توربین عبور می کند، با مراحل مختلف توربین، مراحل مختلف کمپرسور را اجرا می کند، در حالی که برخی از توربوفن ها از چرخ دنده هایی بین توربین و کمپرسور استفاده می کنند که به آنها توربوفن دنده ای می گویند.
انتقال هواپیما (اعم از هلیکوپتر یا بال ثابت) معمولاً یک سرعت از یک نقطه به نقطه دیگر است و کاهش سرعت (یا تغییر جهت) توسط گیربکس ها ارائه می شود.گیربکس چیزی است که معمولاً در اتومبیل استفاده می شود. آنها چندین "دنده" دارند که به موتور اجازه می دهد با همان سرعت بچرخد در حالی که خروجی با سرعت های تدریجی بالاتر می چرخد. هواپیماها از گیربکس استفاده نمی کنند (که من می دانم!).
گیربکس به سادگی یک گیربکس 1 دنده است. من فکر می کنم از نظر فنی می توان آن را انتقال نامید. اما معمولاً این دنده کاهش است که دور موتور را به دور پروانه کاهش می دهد تا مقدار گشتاور تولید شده توسط پروانه افزایش یابد. (مثلاً: دور موتور توربین 35000 است - در حالی که پایه فقط با 1700 دور در دقیقه می چرخد!)
گیربکس ها بیشتر روی توربوپراپ ها استفاده می شوند، اما برخی از موتورهای پیستونی مانند روتاکس از گیربکس های کاهش دهنده استفاده می کنند.توربوفن های دنده ای به سادگی موتورهای توربوفن با سیستم انتقال گیربکس هستند. این از دسته فن های فوروارد غیر مخلوط دو قرقره است. از آنجایی که فن معمولاً بخشی از قرقره کم است، هر دو فن و توربین فشار پایین (LPT) با سرعت یکسانی می چرخند (N1). با این حال، این سرعت اغلب یک مصالحه است. فن واقعاً در سرعت‌های چرخشی پایین (rpm) کارآمدتر عمل می‌کند، در حالی که بقیه قرقره‌های پایین در سرعت‌های بالاتر کارآمدتر هستند. اکنون برای قدرت حرکتی یکسان به دو سرعت نیاز دارید. این نیاز به سیستم دنده را به ارمغان می آورد. قرار دادن یک دنده کاهش بین این اجزا باعث می شود که فن و قرقره پایین با سرعت مطلوب خود کار کنند. این به نوبه خود احتمال تشکیل امواج ضربه ای در فن را به حداقل می رساند که منجر به راندمان بالاتر می شود.توربوفن ها اساساً توربوپراپ های مجرای هستند که در آن فن کانالی توسط یک موتور توربین به حرکت در می آید. راه دستیابی به حداکثر بازده در یک توربوفن این است که تا حد امکان هوا را حرکت دهید، دقیقاً مانند موتورهای توربوپراپ. با این حال، یک توربین در چرخش توربوفن با سرعت بسیار بالا، اما با گشتاور کم است، زیرا بیشتر نیرو از طریق تکانه جریان به جای اختلاف فشار زیاد روی پره ها استخراج می شود.
همچنین، تیغه توربین بسیار کوتاهتر از تیغه فن است، به این معنی که نیرویی معادل روی پره ها گشتاور کمتری تولید می کند. همه اینها به معنای این است که در حالی که توربین قدرت را به شکل حرکت با سرعت چرخشی بالا ارائه می دهد، گشتاور کافی برای چرخاندن یک فن به اندازه کافی بزرگ برای حرکت هوای زیادی را ارائه نمی دهد. اگر موتور به یک فن بزرگ متصل شود متوقف می شود. حالا ممکن است فکر کنید خوب است، و فقط فن را کمی کوچکتر کنید و سریعتر بچرخید. متأسفانه به دلیل چیزی به نام حد صوتی نمی توان این کار را انجام داد. اساساً با چرخش فن به سمت بالا، نوک‌های آن شروع به نزدیک شدن به سرعت صوت می‌کنند و اگر سریع‌تر از سرعت صوت بروند، امواج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند که نیروی زیادی را جذب می‌کنند و نیروی کشش ایجاد می‌کنند. ما نمی دانیم چگونه ملخ ها یا فن هایی بسازیم که در سرعت های مافوق صوت به طور موثر عمل کنند، بنابراین روشی که طراحان از این امر اجتناب می کنند، محدود کردن سرعت چرخش است.
راه حل این مشکل استفاده از جعبه دنده است، زیرا به توربین اجازه می دهد تا با گشتاور کافی بالا برای چرخاندن فن بدون خاموش شدن موتور و با سرعت چرخش کافی پایین برای جلوگیری از فراصوت شدن تیغه استفاده شود.
گیربکس لوازم جانبی نیروی لازم برای سیستم های هیدرولیک، پنوماتیک و الکتریکی را که هم در موتور و هم در هواپیما استفاده می شود را فراهم می کند. همچنین برای به حرکت درآوردن پمپ های سوخت، پمپ های روغن و تاکو ژنراتورها و دستگاه های مختلف دیگری که برای کارکرد کارآمد موتور ضروری هستند، استفاده می شود.
درایو گیربکس لوازم جانبی معمولاً از محور کمپرسور فشار قوی و از طریق یک گیربکس داخلی گرفته می شود. سپس به جعبه دنده خارجی و جعبه دنده خارجی منتقل می شود که نصب لوازم جانبی و موتور استارت موتور را فراهم می کند.
امکان انبساط شفت کمپرسورتصویر
حرکت محوری محور کمپرسور باعث می شود که دندانه های چرخ دنده های مخروطی از هم جدا شوند و درایو قطع شود.
حرکت محوری شفت کمپرسور به دلیل انبساط و انقباض در طول چرخه کاری رخ خواهد داد.
درایو شفت خرد
در شفت کمپرسور اسپلینت شده است، سپس شفت خرد، که دارای دندانه‌های بریده شده داخلی است که مطابق با الگوی شیارهای محور کمپرسور است، می‌تواند در اطراف محور کمپرسور نصب شود. این واقعیت که شفت اسپلینت می تواند به صورت محوری حرکت کند در حالی که شفت خرد شده توسط بلبرینگ محل در موقعیت صحیح محکم نگه داشته شده است به ما می گوید که دندانه های چرخ دنده تماس خود را با یکدیگر از دست نخواهند داد.
پخش بار
برای پخش بار لوازم جانبی رانندگی، برخی از موتورها گیربکس را به دو گیربکس جداگانه کوچکتر تقسیم می کنند. شافت شعاعی دوم از شفت کمپرسور LP گرفته شده و برای به حرکت درآوردن گیربکس خارجی دوم استفاده می شود.
این دو سیستم گیربکس اجازه می دهد تا لوازم جانبی به دو گروه کوچکتر تقسیم شوند و در نتیجه بر مشکلات فضای محدود اطراف موتور غلبه کنند.
در هنگام استارت موتور، به جای اینکه گیربکس توسط موتور به حرکت درآید، گیربکس موتور را به حرکت در می آورد و موتور استارت محور کمپرسور HP را می چرخاند و شفت کمپرسور LP توسط هوای مکیده/کشیده شده از داخل موتور می چرخد.
لوازم جانبی که مخصوص نیازهای عملیاتی موتور هستند، مانند پمپ روغن و پمپ سوخت، بر روی جعبه دنده که توسط شفت کمپرسور بالا هدایت می شود، گروه بندی می شوند..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
تصویر

ارسال پست