انتخاب موتور برای یک هواپیما بخش چالشبرانگیزی از فرآیند طراحی و توسعه آن است. بطور کلی فرآیند طراحی را میتوان در قالب تبدیل الزامات مشتری و یا نیازمندیهای ماموریتی به مشخصههای فنی و عملکردی تعریف کرد. بطور کلی دفاتر طراحی هواپیماهای تجاری چند پارامتر کلی شامل نسبت فشار، دمای ورودی به توربین و نیروی پیشران را بهعنوان معیارهای ارزیابی و انتخاب موتور برای پرنده خود در نظر میگیرند.
تجزیه و تحلیل این متغیرها در نهایت به انتخاب بهینه مصرف سوخت ویژه موتور، وزن و قیمت آن منجر میشوند. معیار مهم در مرحله طراحی اولیه، محاسبه هزینه مستقیم عملیاتی و هزینه کلی توسعه و قیمت نهایی هر فروند هواپیمای عملیاتی است. صدالبته الزامات ماموریتی قید اصلی در انتخاب نهایی دفتر طراحی خواهد بود.
جت مسافربری دوربرد عمدتا حساسیت بیشتری به تغییر مصرف سوخت ویژه دارد که تاثیر اقتصادی آن به جرم سوخت مصرفی وابسته خواهد بود. از طرف دیگر در مورد هواپیماهای کوتاهبرد حساسیت به قیمت موتور بیشتر از مصرف سوخت آن است. برایناساس، سرطراح جت مسافربری کوتاهبرد یا منطقهای مناسب نمیداند که موتور توربوفن با نسبت گذردهی بالا و نسبت فشار بزرگتر در کنار دمای ورودی به توربین داغتر را انتخاب کند. زیرا ترکیب این پارامترهای مزیتدار کارکردی منجر به افزایش پیچیدگی و سطح فناوری موتور و در نتیجه افزایش قیمت و وزن آن میشود. برای مثال میتوان هواپیمای پهنپیکر بوئینگ747 جمبوجت را با جت مسافربری منطقهای فوکر100 مقایسه کرد.
سرطراح جمبوجت دو موتور RB211 محصول رولزرویس و CF6-80C2 محصول جنرال الکتریک را بهعنوان گزینههای تامین نیروی پیشران برای این جت مسافربری دوربرد برگزیدهاست. نسبت گذردهی این موتورها به ترتیب 4.3 و 5.15 است. نسبت فشار هر دو موتور بزرگتر از 30 است و مصرف سوخت ویژه آنها حولوحوش 0.57 پاوند فورس بر ساعت بر پاوند گزارش شدهاست.
بوئینگ747 با وزن بیشینه برخاست 395 تن میتواند بالغ بر 500 مسافر را تا برد 13400 کیلومتر جابهجا کند. طراحان هلندی هواپیمای فوکر100 موتور توربوفن سبک TAY650 را برای نصب بر روی هواپیمای خود انتخاب کردهاند. نسبت فشار این موتور 16.6 و نسبت گذردهی آن 3 است. مصرف سوخت ویژه این جت مسافربری منطقهای در مرحله سیر پرواز به 0.69 پاوند فورس بر ساعت بر پاوند میرسد. فوکر100 قادر است بالغ بر 100 نفر مسافر را تا بردهای منطقهای جابجا کند.
در هواپیماهای مسافربری دوربرد مصرف سوخت تعیینکنندهترین پارامتر است. در نگاهی کلیتر بهرهوری موتور بهعنوان معیار اصلی انتخاب مدنظر قرار میگیرد. برایناساس، استفاده از موتورهای روزآمد با فناوری بالا محبوبترین گزینه برای بهرهبرداران این هواپیماها خواهد بود.
از منظر طراح و سازنده موتور این نیازمندی ماموریتی در قالب پارامترهای نسبت فشار و دمای ورودی به توربین به زبان فنی ترجمه میشود. در نتیجه اجزا اصلی موتور و چیدمان قطعات انتخاب و تعیین میشوند. دمای ورودی توربین توسط فناوری ساخت، مواد اولیه مقاوم در برابر حرارت بالا و روشهای خنککاری محدود میشود.
در یک قاعده کلی میتوان گفت هر چه دمای ورودی توربین بالاتر باشد، نیروی پیشران بیشتری تامین میکند. از منظر دفتر طراحی هواپیما، ابعاد و وزن موتور پارامترهایی مهم و تعیینکننده هستند. ازاینرو، باید مصالحهای بین قطر دهانه فن و بهتبع آن قطر هسته اصلی موتور، وزن کلی موتور و پارامترهای اصلی عملکردی آن ایجاد شود. بطور کلی کارایی و عملکرد موتور تاثیر تنگاتنگی بر هزینه مستقیم عملیاتی هواپیما دارد. در دنیای امروز که رقابتهای اقتصادی و کسبوکاری جهتدهی صریح بر روندهای توسعه فناوری دارد، انتخاب بهینه موتور برای هواپیمای مسافربری پرچالشتر شدهاست.
منبع:
JENKINSON, CIVIL JETAIRCRAFT DESING, ARNOLD Publisher
