در حال بررسی...فن موتورهای هوایی روزآمد
موتورهای هوایی روزآمد، باعث توسعه هواپیماهای جدیدتر و کارآمدتر می‌شوند. طراحی پیشرفته بدنه هواپیما ممکن است بهره‌وری کلی را به میزان ۵ تا ۱۰ درصد افزایش دهد و از طرفی دیگر، یک موتور کارآمدتر می‌تواند به میزان ۱۰ تا ۲۰ درصد شرایط را بهبود بخشد. موتورهای توربوفن روزآمد، قدرتمندتر و کارآمدتر هستند.
فن بزرگ در ورودی موتور، قابل‌توجه‌ترین بخش یک موتور توربوفن بشمار می‌رود. این فن بزرگ باعث می‌شود تا موتور دارای نسبت گذردهی بالایی باشد. نسبت بین دبی جرمی هوای ورودی به هسته موتور به دبی هوای کنارگذر به عنوان نسبت گذردهی شناخته می‌شود.
موتورهای توربوفن
در موتور توربوفن، هوای بیرون از طریق فن دوار به داخل موتور کشیده می‌شود. هوا از یک سری طبقات کمپرسور عبور می‌کند و در آن فشرده می‌شود. هوای فشرده با سوخت تحت‌فشار ترکیب شده و در محفظه احتراق مشتعل می‌شود. گازهای داغ منبسط شده و از طریق خروجی موتور خارج می‌شوند و نیروی پیشران ایجاد می‌کنند.
بخوانید: “تفاوت دو نوع موتور توربوفن؛ موتورهای رانش مستقیم و دنده‌ای“
فن
نقش موتور در تثبیت و ارتقا کارآیی یک وسیله پرنده امروزی انکارناپذیر است. فن با چرخش سریع تنها بخش قابل رویت روی موتور است. موتورهای توربوفن روزآمد، محدوده بسیار بزرگتری را برای هواپیماها فراهم می‌آورند. این امر به این دلیل است که فن در طول پرواز، یک جریان مافوق صوت کامل را تجربه می‌کند.
فن موتور یکی از اجزای مهم موتور بشمار می‌رود. ویژگی‌های یک فن در انحناهای سینوسی، زاویه جلورفتگی و هندسه خاص نهفته است. در واقع، فن اولین بخش اصلی است که در معرض محیط بیرون از جمله هوای پرسرعت و باران تا تگرگ و گاهی برخورد پرندگان قرار می‌گیرد.
موتورهای جنرال الکتریک
سازندگان موتورهای هوایی بزرگ به تدریج در زمینه هنر استفاده از انواع کامپوزیت‌ها و آلیاژها بکاررفته در فن‌های روزآمد مسلط شده‌اند. جنرال الکتریک در زمینه استفاده از پلاستیک تقویت‌شده با الیاف کربن (CFRP) برای فن‌ها در جهان پیشرو است. در موتورهای GE90 و GEnx، تعداد زیادی پارچه پیش‌آغشته CFRP با دست لایه‌چینی می‌شود که پایه و اساس سازه پره‌های فن را تشکیل می‌دهد.
در موتورهای GENx نیز کامپوزیت‌های CFRP بکار رفته شده‌است. جنرال الکتریک به تازگی نسل چهارم پره برای GE9X، بزرگترین موتور جنرال الکتریک تاکنون را تولید کرده‌است. پره‌های فن GE9X با الیاف کربن سفت‌تر برای مقاومت در برابر ضربه ساخته شده‌اند. یک شکل منحصر به فرد از کامپوزیت الیاف شیشه در لبه عقب برای انحراف تاثیر تنش ضربه از پره استفاده می‌شود.
در لبه حمله به جای استفاده از تیتانیوم همانند موتورهای GE90 و GENx، برای طراحی نازک‌تر، قوی‌تر و کارآمدتر فولاد بکار گرفته شده‌است. پره‌های فن می‌توانند با مواد کارآمد نازک‌تر، سبک‌تر و کمتر باشند. به عنوان مقایسه، موتور GE90 شامل ۲۲ پره، موتور GEnx دارای ۱۸ پره است و بزرگترین موتور بین این سه نمونه یعنی موتور GE9X، تنها ۱۶ پره دارد.
بخوانید: “معرفی پنج موتور متحول‌کننده دنیای هوانوردی“
موتورهای CFM اینترنشنال
پره‌های موتورهای لیپ شرکت CFM اینترنشنال، از فناوری فراتر از CFRP استفاده می‌کند. با سرمایه‌گذاری مشترک بین جنرال الکتریک و بخش موتورهای هوایی سافران، پره‌های موتور لیپ با استفاده از الیاف بافته‌شده تولید می‌شوند. الیاف‌های کربن ویژه عملیات حرارتی قبل از خیساندن در رزین تزریق‌شده، در یک شبکه سه بعدی بافته می‌شوند.
طراحی به هم پیوسته، از لایه لایه شدگی که لایه‌های مجزای CFRP می‌توانند ایجاد کنند، جلوگیری می‌کند. این طراحی همچنین امکان کنترل دقیق جهت، سفتی و ویژگی‌های آیرودینامیکی پره‌ها را فراهم می‌کند. طراحی کنترل‌شده CFRP به سازندگان اجازه می‌دهد تا اشکال مختلف آیرودینامیکی روی پره ایجاد کنند. این اشکال برای دستیابی به سرعت‌های مختلف (مافوق صوت، فراصوت و زیرصوت) روی پره‌ها ضروری هستند.
منبع:
