بیشترین نیروی رانش را در یک موتور توربوفن بای پس بالا

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

بیشترین نیروی رانش را در یک موتور توربوفن بای پس بالا

پست توسط rohamavation »

سعی می کنم تا جایی که می توانم این سوال را منطقی و منطقی بیان کنم.
در مورد موتورهای توربوفن بای پس بالا به این سوال فکر کرده ام. من می دانم که دو بخش اصلی برای توربوفن بای پس بالا وجود دارد: خود فن هایی که هوا را از جلوی هواپیما از طریق موتور می کشند و بخشی از آن هوا که فشرده می شود و در داخل محفظه احتراق احتراق می شود.
با توجه به آن دو بخش اصلی که من در مورد آنها می دانم (یا فکر می کنم در مورد آنها می دانم) که بیشترین نیروی رانش را برای هواپیما فراهم می کند، مکش و خروج هوای غیر احتراق از پشت، یا هوای داغ احتراق که از پشت موتور خارج می شود؟
ممنون که خواندید، و امیدوارم این سوال منطقی باشد.
من ترم گذشته توربوفن پرت اند ویتنی F100 را در درس اصول پیشرانه خود تجزیه و تحلیل کردم، پس اجازه دهید به این سوال پاسخ دهم. پاسخ کوتاه: هوای فشرده نشده بیشتر نیروی رانش موتور را تامین می‌کند، زیرا هوای فشرده به موتور نیرو می‌دهد.
یادم رفت بگویم که فن ها نیز هوای ورودی را فشرده می کنند. یعنی تمام هوای ورودی به موتور کمی توسط فن فشرده می شود. مقداری از این هوای فشرده وارد هسته توربوجت می شود و بقیه هوای فشرده شده توسط فن از هسته موتور دور می زند. من به خاطر سادگی این موضوع را نادیده گرفتم، اما باید این را توضیح بدم زیراسوال من مستقیماً در مورد فشرده سازی هوا در توربوفن سؤال هست
1. فن (ها)
هوا از طریق یک فن (یا فن در مورد موتور F100) وارد موتور می شود. اینها همان فن های غول پیکر با یک نشان چرخان در وسط هستند که داخل یک موتور می بینید. موتور جت معمولی
فن(ها) فشار هوایی را که وارد موتور می شود افزایش می دهد. مقداری از این هوای فشرده در اطراف بقیه موتور منحرف شده و مستقیماً به بیرون از موتور هدایت می شود. نسبت بای پس اندازه گیری میزان هوای دور زدن هسته «جت» (هوای بای پس/هوای هسته) است.
2. کمپرسورها
تصویر
سپس بقیه این هوا از طریق ترکیبی از فن های بیشتر و یک مجرای همگرا فشرده می شود. داده های پروژه ترمو من به من می گوید که این مرحله فشار هوای هسته را بیش از 10000٪ افزایش می دهد، اما من در مورد آن خیلی مطمئن نیستم*. کافی است بگوییم، این هوای هسته اکنون انرژی زیادی دارد - بیایید مقداری دیگر اضافه کنیم:D
نکته سریع: هوای فشرده اکنون سرعت ناچیزی نسبت به هوای بای پس دارد. بیشتر انرژی هوای فشرده "در" فشار آن است (اعضای هوپا لطفاً اگر اشتباه می کنم،کمکم کنید
3. محفظه احتراق (معروف به محفظه جادویی احتراق)
اکنون هوای هسته وارد محفظه احتراق می شود. در اینجا هوا وارد محفظه های کوچک می شود، با سوخت جت مخلوط می شود و مشتعل می شود. نمودار قسمت‌های اصلی موتور که من پست کردم باعث می‌شود که اتاق احتراق یکی از بخش‌های بزرگ موتور جت باشد، اما در واقع محفظه احتراق شامل مجموعه‌ای از محفظه‌های کوچک‌تر است که محور اصلی موتور را احاطه کرده‌اند. اینجا یک گیف است که منظور من را نشان می دهد: گیف احتراق
نحوه عملکرد محفظه احتراق فراتر از حد درک من است، اما در نظر بگیرید که یک محفظه احتراق اساساً سعی می کند شمع را در وسط یک طوفان روشن نگه دارد. مهندسی عالی برای طراحی اتاق‌های بهتر و کارآمدتر (با سوزاندن داغتر) انجام می‌شود.
4. توربین
اکنون که هوای گرم و حتی پرانرژی‌تر وارد بخش توربین می‌شود که از مجرای واگرا (افزایش مساحت) و فن‌های بیشتر تشکیل شده است. در حالی که فشرده سازی انرژی را وارد هوا می کند، توربین ها انرژی را از هوا خارج می کنند. همانطور که هوا وارد ناحیه توربین بزرگتر (در حجم) می شود، منبسط می شود و فن های توربین را می چرخاند که کمپرسورها و فن را تغذیه می کنند. این نسبت کار برگشتی (BWR) معیاری است که نشان می‌دهد چقدر توان توربین برای چرخش کمپرسورها لازم است.
5. نازل
هوای هسته هنوز پرانرژی یک بار دیگر قبل از شلیک به بیرون از پشت موتور متمرکز می شود. این رانش همراه با نیروی رانش هوای بای پس، هوا را طبق این مدل به جلو می راند:
$F_{thrust} = \dot{m}_{bypass} \times \Delta v_{bypass} + \dot{m}_{core} \times \Delta v_{core}$
جایی که $\dot{m}_{bypass}$
سرعت جریان جرمی هوایی است که دور زده و $\Delta v_{bypass}$می شود
تغییر در سرعت آن هوا در نتیجه فن است.
و $\dot{m}_{core}$
نرخ جریان جرمی هوای احتراق و $\Delta v_{core}$ است
تغییر در سرعت هوای هسته در نتیجه فن، کمپرسور، محفظه احتراق و توربین است.
هوای فشرده نشده حدود 60 درصد از کل رانش را تشکیل می دهد. هوای "فرآوری شده" بخش قابل توجهی از انرژی خود را برای تامین انرژی موتور از دست می دهد. با این حال، هوای فشرده هنوز حدود 40٪ از کل رانش را فراهم می کند. افزودن پس سوز می تواند این سهم را تا 50 درصد افزایش دهد. چه طور ممکنه؟
هیدروکربن های موجود در سوخت جت انرژی زیادی را در یک فضای کوچک و جرم (دو مفهوم کاملا متفاوت) بسته بندی می کنند. سوزاندن این هیدروکربن ها انرژی زیادی آزاد می کند که فن، کمپرسورها و ژنراتورهای الکتریکی هواپیما را قبل از هل دادن هواپیما به جلو تامین می کند. این انرژی زیاد در یک مکان/فضای کوچک همچنین به همین دلیل است که ماشین‌های الکتریکی/هر چیزی تا قبل از باتری‌های LiPo کاربردی نبودند
من به شما تبریک میگم که متوجه شدید هوای فشرده نشده به نیروی رانش موتور کمک می کند. من فکر می کنم اصطلاح "بای پس" برخی افراد را گیج می کند و فکر می کنند که این هوا "دور ریخته شده است". این نیست. هوای دور زده شده در واقع توسط یک سری فن افزایش می یابد و حرکت رو به جلو را به هواپیما منتقل می کند.
من در حال حاضر در حال تحصیل در رشته مهندسی هوافضا هستم ، بنابراین هیجان من از اینکه بتوانم به این سوال پاسخ دهم،زاد هست
تصویر

ارسال پست