(6 رأی، میانگین: 4,67 از 5)
در حال بررسی...عملکرد موتور هواپیما
پایش عملکرد موتور هواپیما یکی از خطیرترین اقدامات در صنعت حمل و نقل هوایی غیرنظامی جهان بشمار می‌رود که علاوه بر تضمین ایمنی، نقش مهمی در بهینه‌سازی اقتصاد و برنامه‌ریزی عملیاتی ایفا می‌کند. در این نوشتار کوتاه، بطور خلاصه، چند پارامتر کلیدی مرتبط با عملکرد یک موتور توربوفن غیرنظامی معرفی شده‌اند.
موتورهای توربوفن بر روی اصل چرخه فشرده‌سازی، احتراق و انبساط هوا کار می‌کنند. هوای ورودی از یک سری طبقات کمپرسور (پره‌های متغیر و ثابت) که هوا در آن فشرده شده، عبور می‌کند. با کاهش سرعت هوا، فشار و دمای هوا افزایش می‌یابد.
هوای فشرده‌شده با سوخت تحت فشار ترکیب شده و در محفظه احتراق مشتعل می‌شود. سپس، گازهای داغ منبسط شده و قبل از خروج از اگزاست (خروجی)، از یک سری طبقات توربین (پره‌های متغیر و ثابت) عبور می‌کنند. در طول این فرآیند، سرعت خروج از سرعت جریان آزاد بیشتر می‌شود که این باعث ایجاد نیروی پیشران شده و موتور (و هواپیما) را به حرکت درمی‌آورد.
نسبت فشار موتور
یکی از معیارهای عملکرد موتور، میزان نیروی پیشرانی است که تولید می‌کند. مقدار نیروی پیشران بطور مستقیم با نسبت فشار هوای ورودی به هوای خروجی موتور متناسب است.
چند فشارسنج در ورودی موتور و همچنین خروجی توربین نصب می‌شوند. یک مبدل فشار دیفرانسیل، قبل از انتقال داده‌ها به نمایشگرهای کابین خلبان (ECAM برای ایرباس و EICAS برای بوئینگ)، نسبت بین دو خوانش فشار را محاسبه می‌کند.
در برخی از موتورها، نسبت فشار یکپارچه موتور (IEPR) برای عملکرد موتور اندازه‌گیری می‌شود. پارامتر IEPR نسبت مجموع فشار خروجی جریان گرم و فشار مجرای کنارگذر جریان سرد به فشار ورودی موتور است. یک مبدل سیگنال یکپارچه، IEPR را محاسبه کرده و داده‌ها را به نمایشگر کابین خلبان مخابره می‌کند.
بر اساس موقعیت اهرم پیشرانش که توسط خلبانان هدایت می‌شود، نتایج EPR یا IEPR حاصل نمایش داده می‌شود. هر چه نیروی پیشران عملیاتی بالاتر باشد، فشار هوای داخلی بیشتر است.
دمای گاز خروجی (EGT)
یکی دیگر از معیارهای عملکرد موتور جت، دمای گاز خروجی (EGT) است که در برخی مواقع به عنوان دمای خروجی توربین (TOT) نیز شناخته می‌شود. پارامتر EGT اندازه‌گیری دمای خروجی از اگزاست توربین است. چندین ترموکوپل در خروجی توربین (معمولا از کنار توربین پرفشار) نصب شده و داده‌ها به کابین خلبان منتقل می‌شوند.
برای تعیین زمان باقی‌مانده عملیاتی و پایش سلامت موتور، محدوده EGT محاسبه می‌شود. این تفاوت بین EGT برخاست و حد بیشینه EGT است. موتورهای جدیدتر، محدوده EGT بالاتری نسبت به موتورهایی دارند که برای مدت زمان طولانی‌تری عملیاتی بوده‌اند. با کاهش محدوده EGT، مصرف سوخت ویژه (SFC) موتور افزایش می‌یابد.
عملکرد پروازی
با افزایش تعداد سیکل‌های موتور، تنش‌های حرارتی و مکانیکی، باعث سایش پره‌های توربین می‌شود. در اینصورت، شکاف بین نوک پره‌ها و پوشش داخلی توربین بیشتر می‌شود. در نتیجه، موتور با دمای نسبتا بیشتر با EGT بالاتر کار می‌کند.
یکی از علائم رایج یک موتور ناکارآمد، پدیدار شدن بریدگی بر روی پره‌های توربین پرفشار است. بنابر اعلام شرکت CFM International، یک بریدگی تقریبا ۰.۷۵ میلی‌متری روی نوک پره توربین پرفشار یک موتور CFM56، می‌تواند دمای EGT را تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد افزایش دهد. در نتیجه، مصرف سوخت ویژه موتور تقریبا تا ۰.۷ درصد افزایش می‌یابد.
بر این اساس، یکی از رویکردها برای افزایش مدت زمان دسترسی عملیاتی به موتور هوایی و ارسال دیرتر موتور به مرکز تعمیر و نگهداری، انتخاب پیکربندی برخاست به گونه‌ای است که با نیروی پیشرانی کمتر توام باشد. بطور کلی، در صنعت حمل و نقل هوایی جهان، محدوده EGT، به عنوان کلیدی‌ترین پارامتر ارزیابی و پایش عملکرد یک موتور توربوفن شناخته می‌شود.
منبع:
