موتور هواپیما چگونه کار میکند؟
موتور هواپیما یکی از حیاتی‌ترین اجزای هر هواگرد است که وظیفه تولید نیروی رانش برای حرکت و پرواز را بر عهده دارد. در این مقاله به‌صورت جامع به بررسی نحوه عملکرد موتور هواپیما، انواع آن، مشخصات فنی، تعداد سیلندرها، حجم موتور و تفاوت موتورهای توربوپراپ و توربوفن می‌پردازیم.
نحوه عملکرد موتور هواپیما چگونه است؟
موتورهای هواپیما بسته به نوعشان، عملکرد متفاوتی دارند. اما اصل کلی در همه آن‌ها تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی یا رانشی است.
مراحل عملکرد موتور جت (توربینی):
- مکش هوا از طریق ورودی موتور
- فشرده‌سازی هوا توسط کمپرسور
- احتراق هوا و سوخت در محفظه احتراق
- انبساط گازهای داغ و عبور از توربین
- خروج گازها از نازل و ایجاد نیروی رانش
این فرآیند بر اساس قانون سوم نیوتن عمل میکند: هر کنش، واکنشی برابر و در جهت مخالف دارد.
موتور هواپیما چند سیلندر است؟
تعداد سیلندرهای موتور هواپیما به نوع هواگرد و نوع موتور بستگی دارد:
- هواپیماهای سبک و آموزشی: معمولاً ۴ تا ۶ سیلندر
- هواپیماهای تجاری بزرگ: موتورهای توربینی فاقد سیلندرهای پیستونی هستند و از کمپرسور و توربین استفاده می‌کنند
- هواپیماهای نظامی یا باربری با موتور پیستونی: ممکن است تا ۱۲ سیلندر یا بیشتر داشته باشند
بنابراین، عبارت “موتور هواپیما چند سیلندر است” بیشتر در مورد موتورهای پیستونی کاربرد دارد.
مشخصات موتور هواپیما
مشخصات فنی موتورهای هواپیما بسته به نوع موتور متفاوت است. در ادامه برخی از ویژگی‌های کلیدی آورده شده است:
| ویژگی | موتور پیستونی | موتور توربوفن | موتور توربوپراپ |
|---|---|---|---|
| نوع احتراق | داخلی (رفت و برگشتی) | توربینی با فن | توربینی با ملخ |
| توان خروجی | اسب بخار | نیروی رانش (پوند یا نیوتن) | اسب بخار + رانش ملخی |
| مصرف سوخت | متوسط | بالا | کم تا متوسط |
| کاربرد | هواپیماهای سبک | هواپیماهای تجاری بزرگ | هواپیماهای منطقه‌ای و نظامی |
| وزن موتور | سبک | سنگین | متوسط |
| صدای تولیدی | کم | متوسط تا زیاد | متوسط |
حجم موتور هواپیما
در موتورهای پیستونی، حجم موتور بر اساس حجم جابجایی سیلندرها (لیتر یا سی‌سی) محاسبه می‌شود. برای مثال:
- موتورهای هواپیماهای سبک: حدود ۳ تا ۸ لیتر
- موتورهای بزرگ‌تر: ممکن است تا ۱۰ لیتر یا بیشتر باشند
در موتورهای توربینی مانند توربوفن و توربوپراپ، حجم موتور به‌صورت سنتی تعریف نمی‌شود، بلکه توان خروجی و ابعاد فیزیکی معیار اصلی هستند.
موتور توربوپراپ چیست؟
موتور توربوپراپ ترکیبی از موتور توربینی و ملخ است. در این نوع موتور:
- توربین گازی انرژی تولید میکند
- این انرژی از طریق گیربکس به ملخ منتقل می‌شود
- ملخ نیروی رانش اصلی را ایجاد میکند
ویژگی‌ها:
- مناسب برای سرعت‌های زیر ۰.۷ ماخ
- مصرف سوخت کمتر نسبت به توربوفن
- کاربرد در هواپیماهای منطقه‌ای، نظامی و باربری
نمونه‌ها:
- ATR 72
- C-130 Hercules
موتور توربوفن چیست؟
موتور توربوفن رایج‌ترین نوع موتور در هواپیماهای تجاری است. این موتور دارای فن بزرگی در جلوی موتور است که:
- بخش زیادی از هوا را از کنار موتور عبور می‌دهد (Bypass)
- نیروی رانش را با ترکیب جریان فن و گازهای داغ تولید میکند
ویژگی‌ها:
- راندمان بالا در سرعت‌های بالا
- صدای کمتر نسبت به توربوجت
- مصرف سوخت بهینه در پروازهای بلندبرد
نمونه‌ها:
- GE90 (بوئینگ 777)
- Trent XWB (ایرباس A350)
با شناخت دقیق عملکرد و انواع موتورهای هواپیما، می‌توان درک بهتری از فناوری‌های پیشرفته صنعت هوانوردی داشت. موتورهای توربوفن و توربوپراپ هرکدام بسته به نوع پرواز، کاربرد خاص خود را دارند و انتخاب آن‌ها تأثیر مستقیمی بر مصرف سوخت، سرعت، برد و هزینه‌های عملیاتی دارد.
انتهای مطلب از دایان
