AIRCRAFT GAS TURBINE ENGINES back to english
 
 
Aircraft Engines
 
ENGINE
 
HISTORY & BACKGROUND
 
TYPES & APPLICATIONS
 
THEORY & OPERATIONS
 
ENGINE CONSTRUCTION
 
 
 
 
MODEL COLLECTION
 
ENGINE CONSTRUCTION   ( Page 2 of 2 )
 
DIFFUSER SECTION
Diffuser เป็นส่วนที่ขยายปริมาตรภายใน เพื่อลดความเร็ว และเพิ่มความดันของอากาศ อากาศที่มาจาก compressor จะไหลมายังส่วนของ diffuser ส่วนนี้จะเตรียมอากาศก่อนที่จะไหลต่อไปยังส่วนของ ห้องเผาไหม้ด้วยความเร็วของอากาศ ที่สามารถจะผสมกับน้ำมันเชื้อเพลิง ช่องทางออกที่สร้างขึ้น ที่ diffuser นี้ อากาศที่มาจาก compressor สามารถที่จะปล่อยออกจากเครื่องยนต์ได้
   
ในเครื่องยนต์แบบ dual compressor จะมีช่องสำหรับเอาอากาศไปใช้ทำประโยชน์อย่างอื่น ซึ่งช่องที่ว่านี้จะอยู่ระหว่าง low และ high compressors หรือ ระหว่างชุดต่างๆของ high compressor stages อากาศจากภายในเครื่องยนต์จะถูกปล่อยทิ้งไป ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ บางช่วง บางจังหวะ เพื่อป้องกัน compressor surge .อากาศส่วนนี้เราเรียกว่า bleed over board และอย่าสับสน กับอากาศที่ เอาออกไปเพื่อใช้ทำงานอย่างอื่นๆในระบบ (เช่น นำไปใช้ป้องกันน้ำแข็งเกาะ หรือ aircondition)
FUEL MANIFOLDS and NOZZLES
น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกส่งเข้าไปในกระแสของอากาศ ในช่วงหน้าหรือตอนหน้าของระบบ เผาไหม้ โดยฉีดเป็นฝอย เพื่อให้เกิดการผสม ที่พอเหมาะกับอากาศ เพื่อใช้ในการเผาไหม้ น้ำมันเชื้อเพลิง จะนำมาจากภายนอกเครื่องยนต์ ด้วยระบบท่อส่ง ส่งไปยังหัวฉีด ที่ติดตั้งอยู่ที่ห้องเผาไหม้
ท่อส่งของหัวฉีด แยกออกเป็นท่อส่งหลัก และท่อส่งรอง สำหรับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ท่อส่งเชื้อเพลิงหลัก ของหัวฉีด จะส่งน้ำมันเชื้อเพลิงให้เพียงพอกับขณะที่เครื่องยนต์ ผลิตกำลังแรงขับต่ำ low thrust ถ้าในตำแหน่ง ที่เครื่องยนต์ทำงานที่ กำลังแรงขับสูง high thrust เชื้อเพลิงที่ท่อส่งรอง จะทำงานร่วม โดยการทำงานของท่อประธาน main manifold เชื้อเพลิงก็จะไหลผ่านทั้งท่อหลัก และ ท่อส่งรอง ของหัวฉีด โดยทั่วๆไป เชื้อเพลิงหลัก จะฉีดเป็นฝอย ผ่านรู ตรงกลางของ หัวฉีด ท่อเชื้อเพลิงรอง ก็จะฉีดเป็นฝอย ผ่านรูหลายๆรู เป็นวงแหวนรอบๆ รูเชื้อเพลิงหลักที่ตรงกลาง
COMBUSTION CHAMBERS OR BURNER SECTION
ระบบห้องเผาไหม้ในปัจจุบันมีอยู่สามแบบ ได้แก่ can type , annular type and can-annular type. เชื้อเพลิงจะถูกฉีด ที่ส่วนหน้า ของห้องเผาไหม้ อากาศจะไหลผ่านรอบๆหัวฉีด โดยผ่านรูอากาศรอบๆห้องเผาไหม้ เข้ามา อากาศที่ผ่านรูส่วนแรกๆเข้ามา ก็จะเกิดอาการหมุน และย้อนไปข้างหน้าเข้าหาหัวฉีด ระหว่างการเผาไหม้ อาการเช่นนี้ จะทำให้ การผสม ของอากาศ และ เชื้อเพลิง ผสมกันได้ดี และเร็ว และเป็นการ ป้องกันไฟดับ ทำให้ไฟติดอยู่ตลอดเวลา เพื่อทำให้เกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่อๆไป
   

โดยปกติจะมีตัวหัวจุดไฟ igniter plugs อยู่สองหัว ต่อหนึ่งเครื่องยนต์ หัวจุดไฟนี้จะอยู่ที่บริเวณส่วนหน้า ของห้องเผาไหม้ อากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ เพียง 25 เปอร์เซ็นต์ เท่านั้น ที่มีส่วน ใช้ใน กระบวนการ การเผาไหม้ กาซที่เกิดจากการเผาไหม้ จะมีอุณหภูมิถึง 3500 องศา F ก่อนที่จะเข้าสู่ส่วนของ turbine (กังหันอีกชุดอยู่ท้ายห้องเผาไหม้) กาซนี้จะต้องทำให้เย็นลงก่อน เกือบครึ่งหนึ่ง เพื่อให้โลหะที่ทำ turbine ทนได้ และ การทำให้ เย็นลง กระทำได้โดย ผสมกาซ นี้ด้วยอากาศที่ให้เข้ามาในห้องเผาไหม้ โดยรูที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งอยู่ที่ตอนท้ายๆของห้องเผาไหม้
TURBINE SECTION
กังหัน turbine ในเครื่องยนต์รุ่นใหม่ๆไม่ว่า compresor จะเป็นชนิดใด ระบบกาซพัดผ่านก็จะเป็นแบบ ผ่านตรงๆ Axial flow

กังหันจะรับพลังงานจลน์ จากกาซที่ขยายตัว จากห้องเผาไหม้ และแปรพลังงานนั้นเป็น พลัง shaft horsepower เพื่อขับเคลื่อน compressor และ อุปกรณ์ต่างๆ พลังงานเกือบ 75 เปอร์เวนต์ จากการเผาไหม้ นำมาใช้ในการ ขับเคลื่อน compressors
วงล้อของกังหัน turbine wheel เป็นส่วนที่มี ความเครียด stressed มากที่สุด ในเครื่องยนต์ ไม่ใช่ แค่ต้องทำงานที่ อุณหภูมิที่ 1700 องศา F แต่มันต้องรับแรงหนีสูนย์ centrifugal loads ที่กระทบเนื่องจาก ความเร็วรอบที่ ประมาณ 40000 rpm สำหรับเครื่องยนต์เล็ก และ 8000 rpm ที่เครื่องยนต์ใหญ่ ความเร็วรอบ และ อุณหภูมิ จะต้องได้รับ การควบคุม ที่ เที่ยงตรง เพื่อให้ กังหัน อยู่ใน ค่าการทำงาน ที่ปลอดภัย
ชุดกังหันประกอบด้วย ส่วนสำคัญสองส่วน แผ่นวงล้อ และ ใบกังหัน แผ่นกงล้อจะต้องได้รับการ ถ่วงดุลย์ ให้สมดุลย์ ทั้งอยู่กับที่ และ เคลื่อนไหว โลหะที่ใช้ก็ เป็น โลหะ ผสม ที่มีส่วนผสมของ chromium , nickle , and cobalt. ใบพัด blades ยึดติดกับวงล้อ โดยวิธีที่เรียกว่า " fir tree " ออกแบบมา สำหรับการขยายตัว ที่แตกต่างกัน ระหว่างวงล้อ กับ ใบพัด โดยในขณะที่ยังสามารถยึดใบพัดแน่น ทนต่อแรง หนีศูนย์กลางได้ ใบพัดป้องกัน การเคลื่อนที่ ในแนวยาวตามเครื่องยนต์ โดยยึดด้วย rivets หรือ ตัว tab lock พิเศษ หรือไม่ก็ใช้ turbine ชุดถัดไป เป็นตัวยึดไว้

ใบพัดของชุดกังหันจะมีขอบ (shrouded) ที่ปลายใบพัด shrouded ของใบพัดจะประกอบกันเป็นเส้นขอบ รอบ ใบพัด ซึ่งเป็นการช่วยลดการสั่นสะเทือน ของใบพัด shrouds ยังช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพ ลักษณะการไหลของอากาศ และ การทำงาน โดยรวมของชุด กังหัน และยังช่วยลดการรั่วไหล ของอากาศที่ ปลายของใบพัดได้ด้วย
EXHAUST DUCT OR EXHAUST PIPE
แรงขับ (thrust) จำนวนมหาศาล จะได้จากเครื่องยนต์ ถ้าหากทำให้กาซ ที่ปล่อยออกมา มีความเร็วที่สูงกว่าที่กำหนด เมื่อกาซผ่าน ใบพัด และ ท่อไอเสีย (exhaust duct ) จะทำหน้าที่ โดยรวบรวม กาซเสีย และทำการไหลของกาซเสีย ให้เป็นระเบียบ และทิศทางให้ตรง พร้อมทั้งเพิ่มความเร็ว ของกาซ ก่อนที่จะพ้นจากท่อไอเสีย

การเพิ่มความเร็วของ กาซ เป็นการเพิ่ม momentum ของกาซ ทำให้ แรงขับ (thrust) เพิ่มขึ้นไปด้วย ท่อไอเสียก็เป็นแบบทั่วๆไป สร้างด้วย stainless steel รูปเป็นท่อวงกลม

ส่วนหางรูปกรวย (tail cone) ช่วยทำให้การไหล ราบเรียบขึ้น มักจะเป็น แบบใหญ่ไปหาเล็ก สามารถรักษา ให้ ความเร็ว ของกาซ ไหลคงที่ และความเร็ว ที่ท่อไอเสีย ไม่เกินความเร็วของเสียง หรือ มาร์ค 1.0
AFTER BURNING
Afterburner เป็นการทำงานเหมือน ram-jet โดยการเพิ่มแรงขับ ด้วยการ เพิ่มเชื้อเพลิงเข้าไปในส่วนของ ไอเสีย (exhaust gases) หลังจากที่กาซนั้นได้ผ่าน ส่วนของกังหันไปแล้ว ณ. จุดนี้ มันยังมี กาซออกซิเจน จำนวนมาก ผสมอยู่กับไอเสีย อากาศเพียง 25 เปอร์เซนต์ เท่านั้น ที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ และใช้ไปในการเผาไหม้ ที่เหลืออีก 75 เปอร์เซนต์ ของอากาศทั้งหมด สามารถที่จะนำมาใช้ ในการเผาไหม้ เพิ่มเติม ถ้าหากว่าใส่น้ำมันเชื้อเพลิง เพิ่มเข้าไป ผลลัพท์ ก็จะเป็นการเพิ่ม อุณหภูมิ และ ความเร็วของกาซ นั่นคือเพิ่มแรงขับของเครื่องยนต์ Afterburners โดยทั่วไป จะสามารถเพิ่มแรงขับของเครื่องยนต์ อีกประมาณ 50 เปอร์เซนต์ Afterburning or " hot " operation or " reheating " จะใช้เพียงชั่วระยะเวลาสั้นๆ ระหว่างการ takeoff , climb , และ การเร่งความเร็วเต็มที่ ( maximum burst speed) เพื่อข้ามช่วงความเร็ว ที่ไม่ต้องการ

 


© 2001 Thai Technics.Com All Rights Reserved