นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 18 ม.ค. 2015 01.11 น. บทความนี้มีผู้ชม: 233705 ครั้ง

www.thummech.com
เครื่องยนต์เจ็ท หรือเรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์ไอพ่น เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้ในอากาศยานสมัยใหม่ ในบทความนี้ จะได้กล่าวถึงชนิด ส่วนประกอบ และหลักการทำงานของเครื่องยนต์ในอากาศยาน
อนึ่ง เครื่องยนต์เจ็ทเป็นงานที่เขียนเป็นครั้งแรกของผู้เขียน แต่ในครั้งนั้นเป็นหนังสือตอนยาว จึงยังไม่มีโอกาสได้เขียนอย่างสมบูรณ์ ถ้ามีโอกาศจะได้นำมาเสนอในรูปแบบหนังสือตอนยาว โอกาสต่อไป


1.บทนำ

เครื่องยนต์เจ็ทในอากาศยาน

1.บทนำ 

 

รูปเครื่องบินพาณิชย์ที่มีเครื่องยนต์เจ็ทติดที่ปีก

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

รูปเครื่องบินทางทหาร เอฟ-18 เฮอร์เนต ที่ใช้เครื่องยนต์เจ็ท

 

      เครื่องยนต์เจ็ท หรือเครื่องยนต์ไอพ่น (Jet engine) คือ เครื่องยนต์ชนิดหนึ่งที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดันของแก๊ส เป็นเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน การเผาไหม้ (เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการสันดาป) จะเกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องในเครื่องยนต์เจ็ท ไม่เหมือนกับเครื่องยนต์แบบลูกสูบที่จะเผาไหม้เป็นจังหวะ จึงเป็นผลทำให้เครื่องยนต์เจ็ทเดินเครื่องเรียบ ไม่ค่อยสั่นสะเทือนเท่าไหร่นัก เครื่องยนต์เจ็ทมีหลายชนิด จึงมีขีดความสามารถในการทำงานที่ไม่เหมือนกัน ซึ่งจะได้กล่าวในรายละเอียดต่อไปในบทความนี้ ในบทความนี้จะกล่าวถึงเครื่องยนต์เจ็ทที่นำไปใช้กับเครื่องบินเป็นหลัก ส่วนเครื่องยนต์กังหันแก๊ส (Gas turbine) (คือเครื่องยนต์เจ็ทชนิดหนึ่ง แต่ใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม) จะไม่ได้กล่าวในที่นี้

 

รูปหัวใจสำคัญของอากาศยาน

 

      เครื่องยนต์แต่ละชนิดมีความสามารถในการทำงานภายในขอบเขตของตัวเครื่องยนต์เอง ตามกราฟของระดับความสูง (Altitudes) และเลขมัค (Mach number คือ ความเร็วของวัตถุ ที่สามารถทำความเร็วได้ถึงความเร็วของเสียง เสียงมีความเร็ว 340.29 เมตรต่อวินาที ดังนั้น ความเร็ว 1 Mach จะเท่ากับ 340.29 m/s) รูปขีดความสามารถของการบิน ทำให้เรารู้ถึงสมรรถนะความสามารถของเครื่องยนต์ของอากาศยาน ที่ระดับความเร็ว และความสูงต่าง ๆ กัน มันเป็นสิ่งที่จำเป็นในการนำไปใช้คิดออกแบบ สร้างตัวเครื่องบิน และระบบเครื่องยนต์ขับดันให้เข้ากันได้

 

รูปที่ 1 ขีดความสามารถของการบิน

 

คำอธิบาย

      Altitude = ระดับความสูง

        Mach number = เลขมัค

        Lift (stall) limit = ขีดความสามารถการบิน

        Helicopter = เฮลิคอปเตอร์

        Upper-limit turboprop = ขีดความสามารถสูงสุดของเครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ

        Upper-limit piston engine = ขีดความสามารถสูงสุดของเครื่องยนต์ลูกสูบ

        Upper limit turbojet turbofan = ขีดความสามารถสูงสุดของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท และเทอร์โบแฟน

        Ramjet rocket = เครื่องยนต์จรวดแรมเจ็ท

        Orbital velocity = ความเร็ววงโคจร ชั้นอวกาศ

        Temperature limit = ขีดจำกัดของอุณหภูมิ

        Limited by aerodynamic force loads = ขีดจำกัดโดยแรงที่ก่อให้เกิดอากาศพลศาสตร์

 

จากรูปที่ 1 ขีดความสามารถของการบิน แสดงให้เห็นถึงขีดความสามารถทางด้านความเร็ว และความสูงโดยการประมาณ ในเครื่องยนต์ของอากาศยานแต่ละชนิด ภายในกราฟจะแบ่งขอบเขตชนิดกันอย่างชัดเจน ไม่ว่าจะเป็น ขีดความสามารถการบิน (Lift (stall) limit) ที่เครื่องบินจะไม่สามารถบินได้พ้นจากเส้นที่ขีดนี้ ขีดจำกัดของอุณหภูมิ (Temperature limit) เป็นเส้นแบ่งของวัสดุที่จะนำมาสร้างเป็นโครงสร้างของเครื่องบิน ที่วัสดุสามารถทนต่ออุณหภูมิความร้อนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในการเคลื่อนที่แบบอากาศพลศาสตร์ (Aerodynamic heating effects) ข้อสังเกต จากกราฟในรูป เส้นขีดจำกัดทางอุณหภูมิจะยังไม่เกิดขึ้นทันทีเมื่อความเร็วยังไม่สูงพอ แต่จะพบกับแนวเส้นของแรงที่เกิดจากอากาศพลศาสตร์ก่อน ถ้าความเร็วและระดับความสูงมากขึ้น ก็จะเกิดอุณหภูมิเพิ่มขึ้นแทน

      จากรูปที่ 1 ขีดความสามารถของการบิน ทำให้เห็นถึงขอบเขตการทำงานของเครื่องยนต์แต่ละชนิดจะไม่เท่ากัน ตรงนี้เป็นสิ่งสำคัญในการพิจารณาออกแบบ  ส่วนรูปที่สองนั้น มักจะใช้ร่วมกันกับรูปที่ 1  เป็นรูปที่แสดงขอบเขตการทำงานของเครื่องยนต์เจ็ทแต่ละชนิด

 

รูปที่ 2 ขอบเขตการทำงานของเครื่องยนต์

 

คำอธิบาย

      Piston engine and propeller = เครื่องยนต์ลูกสูบ แบบปีกหมุน

        Turboprop = เครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ

        Turbofan = เครื่องยนต์เทอร์โบแฟน

        Turbojet = เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท

        Ramjet = เครื่องยนต์แรมเจ็ท

        Flight Mach number = เลขมัคในการบิน นับเป็นกี่เท่าของความเร็วเสียง

        Altitude = ระดับความสูง 1000 ฟีต = 304.8 เมตร

 

วิดีโอเครื่องบินพาณิชย์กำลังทะยานขึ้นบนท้องฟ้า

 

วิดีโอเครื่องบินทางทหาร F-18 Hornet ใช้เครื่องยนต์เจ็ทเป็นต้นกำลัง

 

วิดีโอแสดงเครื่องยนต์เจ็ทในเครื่องบินพาณิชย์ พร้อมกับการทดสอบความแรงของเครื่องยนต์

 

วิดีโอแสดงเครื่องยนต์เจ็ททำงานในฤดูหนาว

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

จุดที่ต่ำสุดของชีวิต
ที่ทุกคนมีโอกาสประสบ
เป็นได้ทั้งจุดจบ
และบทเรียนที่ดี

 


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที