ENGINE TYPES and APPLICATIONS |
|
Introduction |
เครื่องบินพลเรือน และเครื่องบินทหาร ที่ทันสมัยในปัจจุบัน ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ Gas Turbine หรือเรียกว่าเครื่องยนต์ Jet
มี เครื่องยนต์ Gas Turbine อยู่หลายแบบ แต่เครื่องยนต์ Gas Turbine ทั้งหมดจะมี ชิ้นส่วนที่ทำหน้าเหมือนกันอยู่ เครื่องยนต์ gas turbine ของเครื่องบินสามารถที่จะแบ่งออก ตามลักษณะได้ดังนี้
(1) the type of compressor used and (2) power usage produces by the engine.
แบ่งตาม แบบของ Compressor ได้ดังนี้: 1. Centrifugal flow 2. Axial flow 3. Centrifugal-Axial flow.
แบ่งตามกำลังที่ได้ และการนำเอาไปใช้ ได้ดังนี้ : 1. Turbojet engines 2. Turbofan engines. 3. Turboshaft engines. |
Centrifugal Compressor Engines
เครื่องยนต์แบบ Centrifugal flow ทำการอัดอากาศ โดยเพิ่มอัตราเร่งของอากาศ ออกจากศูนย์กลางตั้งฉากกับแกนตามยาว เครื่องยนต์ Centrifugal compressor ยังแยกออกเป็น Single-Stage และ
Two-Stage compressor. จำนวน หรือค่าของแรงขับ ( thrust ) มีข้อจำกัด เพราะว่าค่าสูงสุดของอัตราการอัด ที่ compressor ประเภทนี้สามารถทำได้ |
 |
ความได้เปรียบของ Centrifugal Compressor
1. น้ำหนักเบา 2. ไม่ซับซ้อน 3. ราคาไม่แพง |
Axial Flow Compressor Engines
เครื่องยนต์แบบ Axial flow compressor อาจจะประกอบไปด้วย ส่วนที่หมุนเป็น หนึ่ง , สอง , หรือ สาม กรูป (spools ) (Spool คือกรูปของ compressor ที่หมุนด้วย ความเร็วเดียวกัน หรือหมุนด้วยกัน ) .
Two spool engine , มีส่วนที่หมุนอยู่ สองส่วนแยกจากกัน ไม่เกี่ยวกันส่วนของกังหัน (turbine) สำหรับ low pressure compressor ก็คือ กังหันชุดท้ายสุด ชุดนี้ของกังหัน ( turbine ) จะต่อกับ ส่วนหน้าสุด คือ
low pressure compressor โดยแกน( shaft ) ร้อยอยู่ในรูขอ แกน ( Shaft ) ของ high pressure compressor และ turbine |


|
ข้อได้เปรียบ และ ข้อเสียเปรียบ
ข้อได้เปรียบ (Adventages): เครื่องยนต์ Gas Turbine ขนาดใหญ่จะใช้ Axial Flow Compressor เพราะว่า มันสามารถรับอากาศให้ไหลผ่านได้ เป็นจำนวนมาก ด้วย อัตราส่วน ความดันที่เข้า และ ออกจาก เครื่องยนต์ ที่สูง
ข้อเสียเปรียบ (Disadventages): วัสดุอื่นๆที่ไม่ใช่อากาศ มีโอกาศ เข้าไปในเครื่องยนต์ได้มากกว่า ทำให้เครื่องยนต์เสียหาย, ราคาแพงในการสร้าง , และมีน้ำหนักมากเมื่อเปรียบเทียบ กับแบบ centrifugal compressor ด้วยอัตราส่วนของความดันที่เท่ากัน (compression ratio). |
Axial-Centrifugal Compressor Engine
เครื่องยนต์ Centrifugal compressor มีการใช้กับเครื่องยนต์ Jet มานานแล้ว, ประสิทธิภาพ ของ single stage centrifugal compressor ค่อนข้างต่ำ แต่ multi-stage compressors จะมีประสิทธิภาพมากกว่า และดีกว่า แต่ก็ยัง เทียบกับ axial flow compressors ไม่ได้.
แต่เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ใช้ กับ เครื่องใบพัด และเฮลิคอปเตอร์ (turbo-prop and turbo-shaft) สมัยใหม่ นับว่าได้ผลดี มีประสิทธิภาพเพียงพอ โดยใช้ แบบผสมระหว่าง axial flow and centrifugal compressor เช่น PT6 (Pratt and Whitney of canada) ซึ่งได้รับความนิยม ในตลาดปัจจุบัน
รวมถึงเครื่อง T53 (Lycoming) |
 |
|
คุณสมบัติ และการนำไปใช้ |
เครื่องยนต์ turbojet engine : เครื่องยนต์ Turbojet ให้แรงขับ (thrust) ด้วยการ เร่งอัตราความเร็วของ มวลอากาศ ทั้งหมดที่ผ่านเครื่องยนต์ เนื่องจาก ความเร็วของ มวลอากาศ ที่เป่าออกมา
เพื่อให้ได้แรงขับ (thrust) , ระบบกังหันของเครื่องยนต์ Jet ออกแบบมาเพื่อให้รับแรงจากกระแส ลมร้อน หรือไอเสียเพียงเพื่อให้พอกับการไปหมุน compressor และ อุปกรณ์อื่นๆ แรงผลักทั้งหมด (100% of thrust )
เกิดจาก มวลของอากาศที่เป่าออกมา (กาซไอเสีย) |
เครื่องยนต์ turboprop : เครื่องยนต์ Turboprop ให้แรงขับ ด้วยการเปลี่ยน พลังงานจากกระแสมวลของกาซ ไปเป็น กำลัง หรือ พลังงานกล เพื่อที่จะ เอาไปหมุน อุปกรณ์ หมุน Compressor และ
ใบพัดเครื่องบิน Shaft หรือเพลา ของกังหัน Turbine จะยึดติดกับใบพัด โดยผ่านระบบเฟืองทดรอบ ประมาณ 90% ของแรงผลักทั้งหมด มาจากใบพัด และเพียงไม่ถึง 10% ที่มาจาก กระแสมวลของกาซร้อน หรือ ลมเป่าของท่อไอเสีย
เครื่องยนต์ Turbofan : เครื่องยนต์ Turbofan Fan จะอยู่ข้างหน้า และมีโครงสร้างหุ้มอยู่ เรียกว่า fan duct จะถูกขับเคลื่อน หรือ หมุน ด้วย ความเร็วเท่ากับ compressor (ยกเว้น free turbine)
ถ้าเป็น Free turbine ก็จะมีความเร็วเท่ากับ Turbine ชุดหลังสุดต่อจากชุดของ Turbine ที่ขับหรือหมุน Compressor มวลอากาศจาก Fan จะถูกผลักออกมาแยก จาก มวลของอากาศ ที่ ผ่านภายใน เครื่องยนต์ หรืออาจจะถูกนำไปใช้ ผสมกับ มวลอากาศที่ผ่าน
ภายในเครื่องยนต์ ที่ตอนท้ายของเครื่องยนต์ พลังงานหรือแรงผลัก (Thrust) ประมาณ มากกว่า 75% มาจากมวลของอากาศจาก Fan และน้อยกว่า 25 % มาจาก กระแสลมร้อนที่เป่าออกมา ( Exhaust Gas) |
 |
|
เครื่องยนต์ Turboshaft : เครื่องยนต์ Turboshaft ให้แรงขับด้วยการ เปลี่ยนพลังงานจากกระแสมวลของกาซ ไปเป็น กำลัง หรือ พลังงานกล เพื่อที่จะนำไปหมุน อุปกรณ์ หมุน Compressor
เหมือนกับเครื่องยนต์ turboprop แต่ เพลาของกังหัน turbine จะไปใช้งานกับ อย่างอื่น ที่ไม่ใช่ใบพัดของเครื่องบิน เช่น ได้แก่ rotor ของเฮลิคอปเตอร์ โดยต่อผ่านระบบ เฟือง ทดรอบ ก่อน เป็นต้น.
The engine is called turboshaft. |
|
|
 © 2001 Thai Technics.Com All Rights Reserved |
|