5525

06 - 660 مكانيك

طراحي مفهومي فن جريان محوري موتور توربوفن دو و سه محوره (نسبت كنار گذر 10 و نيروي رانشي 450 كيلو نيوتني)

كارشناسي

مكانيك

1395

دكتر اخلاقي

1395/10/11

امين بخردي نسب

كار برد توربين گاز صنايع هوايي از منظر متخصصان آكادمي علوم كشور انگلستان كه مبتني بر يك اطلاعيه كوتاه در سال 1940 انتشار يافت امري دشوار و غير قابل دسترس به شمار آمد. اين امر در زماني مطرح گرديد كه قريب يك سال از عمر نخستين توربوجت جهان كه توسط آلمانها بر روي هواپيماي جنگي هنكل نصب شد و در بمباران مواضع متفقين نقش داشت مي گذشت. قريب يك سال پس از اظهارنظر آكادمي علوم انگلستان دومين توربو جت جهان كه بر روي هواپيماي جنگي گلاستر قرار گرفت مواضع آلمان نازي را در جنگ جهاني دوم بمباران نمود. در سال 1940 آكادمي علوم انگلستان كاربرد توربين هاي گاز در صنايع هوايي را كاربردي نمي پنداشت، اما با پرواز جنگنده هاي آلماني در سال 1939 اين امر براي نخستين بار به وقوع پيوسته بود وبا پرواز جنگنده هاي انگليسي در سال 1941 تحقق اين امر بار ديگر تكرار شد. توربوفن نوع تكامل يافته توربوجت و توربوپراب است. براي هواپيما هاي مسافر بري توربوفن هاي با ضريب كنار گذر بالا و براي هواپيما هاي نظامي توربوفن هاي با ضريب كنارگذر پايين كاربرد دارند. توربوفن هاي با ضريب كنارگذر بالا براي پرواز هاي متناطر با ماخ كمتر از 0.9 در هواپيما هاي مسافر بري كابرد ويژه دارند. معمول آن است كه اين تور بو فن ها به صورت دو محوره و يا سه محوره اتصال توربين – كمپرسور طراحي و ساخته مي شوند. از توربوفن هاي دو و سه محوره (اسپول) مي توان توربوفن دو محوره (GE 90) ساخت كار خانه جنرال الكتريك آمريكا و توربو فن سه محوره (Trent 800) ساخت كار خانه رولز رويس انگلستان ميباشند. شايان ذكر است كه هر دو نوع موتورهاي توربوفن مزبور داراي انواع مختلفي بوده كه در محدوده تواني قريب 350 تا 500 كيلونيوتن قرار دارد. هدف غايي پروژه حاضر آن بوده است كه با توجه به مصلحت انديشي هاي طراحي، مراحل مورد نياز طراحي مفهومي فن دو نوع موتور توربوفن دو محوره و سه محوره انجام شود و سپس نتايج حاصله با اطلاعات اصلي موتور توربوفن دو محوره (GE-92B) و موتور توربو فن سه محوره (Trent 892)، هر دو با نيروي رانشي قريب 410 كيلو نيوتن مورد مقايسه قرار گرفته اند. آنچه از محاسبات مبتني بر برنامه نويسي اعمالي حاصل شده است سازگاري بسيار مطلوبي بين نتايج حاصله از طراحي مفهومي و اطلاعات تحصيل شده از موتور هاي فوق الاشاره بر قرار مي باشد. به عنوان نمونه با در نظر گرفتن نسبت فشار هاي متناظر با هر يك از فن هاي دو موتور توربوفن فوق الذكر تعداد تيغه هاي فن و همچنين قطر خارجي و داخلي فن با نمونه واقعي تطابق بسيار مطلوبي را نشان مي دهند. همچنين تطابق بسيار مطلوبي بين نتايج حاصله از طراحي مفهومي دو پارامتر اساسي صلبيت تيغه فن و ضريب بار طبقه با نتايج واقعي بدست آمده است. اين در حالي است كه علاوه بر تطابق حاصله، سرعت دوراني محور فن ها در محاسبات مرتبط با طراحي مفهومي با دور فن هاي مزبور در شرايط واقعي سازگاري مطلوب داشته اند.

توربين گاز – توربين گاز دو محوره – توربين گاز سه محوره - فن - توربوفن با ضريب كنارگذر بالا - ژنراتور گاز – مصرف سوخت ويژه – توربوفن GE 90 - توربوفن Trent 800