TPA Writer Where The new ideas begin

นิรนาม
ผู้เขียน
นิรนาม
อัพเดท
21 ต.ค. 2010 04.59 น.

เครื่องยนต์เจ็ท หรือเรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์ไอพ่น เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้ในอากาศยานสมัยใหม่ ในบทความนี้ จะได้กล่าวถึงชนิด ส่วนประกอบ และหลักการทำงานของเครื่องยนต์ในอากาศยาน
อนึ่ง เครื่องยนต์เจ็ทเป็นงานที่เขียนเป็นครั้งแรกของผู้เขียน แต่ในครั้งนั้นเป็นหนังสือตอนยาว จึงยังไม่มีโอกาสได้เขียนอย่างสมบูรณ์ ถ้ามีโอกาศจะได้นำมาเสนอในรูปแบบหนังสือตอนยาว โอกาสต่อไป

2. ประเภท และส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เจ็ท

2. ประเภท และส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เจ็ท

      เครื่องยนต์เจ็ทที่ใช้ในการขับดันอากาศยานมีหลายชนิด แบ่งประเภทของเครื่องยนต์เจ็ทมีดังนี้

o  เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท (Turbojet)

 

รูปเครื่องยนต์เจ็ทของบริษัทโรลส์ รอยส์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

 

รูปเครื่องบินขับไล่ เอฟ – 16 ฟอลคอน ที่ติดตั้งเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท

 

o  เครื่องยนต์เทอร์โบแฟน (Turbofan)

 

รูปเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน

 

รูปเครื่องบินโบอิ้ง 777 ที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนเป็นต้นกำลัง

 

o  เครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ (Turboprop)

 

รูปเครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ

 

รูปอากาศยานทางทหารเบล-โบอิ้ง วี-22 ออสเพรย์ที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ

 

o  เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์ฟ (Turboshaft)

 

รูปเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์ฟ

 

รูปเครื่องบินเฮลิคอปเตอร์ทางทหาร Mi-28 ฮาวอค ของรัสเซียที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์ฟ

 

o  เครื่องยนต์จรวดแรมเจ็ท (Ramjet)

 

รูปเครื่องยนต์จรวดแรมเจ็ทของ เอสอาร์ 71 แบล็คเบิร์ด

 

รูปเครื่องบินเอสอาร์-71 ที่ใช้เครื่องยนต์แรมเจ็ท

 

เครื่องยนต์เหล่านี้มีหลักการทำงานคล้าย ๆ กัน คือเป็นเครื่องยนต์ที่สร้างแก๊สแรงดันสูงเพื่อนำไปใช้ในการขับดันอากาศยานให้บินไปในอากาศได้

      เครื่องยนต์เจ็ทที่ใช้ขับดัน โดยมีการสร้างลำเจ็ทเป็นไอที่มีความร้อนสูงพ่นออกมา เป็นต้นกำลังในขับเคลื่อนเครื่องบิน ได้แก่ เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท และแรมเจ็ทนั้น ยังมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องยนต์ไอพ่น เหตุที่เรียกกันเช่นนี้ ก็เพราะว่าเครื่องยนต์จะสร้างแต่แก๊สความดันสูงออกมา เพื่อขับเคลื่อนเท่านั้น ส่วนเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน, เทอร์โบโพรบ และเทอร์โบชาร์ฟนั้น มีใบพัดทำงานเป็นหลัก ตัวเครื่องยนต์เจ็ทจะมีขนาดเล็กกว่า โดยขณะเครื่องยนต์เจ็ททำงาน จะไปหมุนใบพัดให้เกิดแรงดันของอากาศอีกต่อหนึ่งเพื่อมาขับเคลื่อนเครื่องบิน ส่วนรายละเอียดในแต่ละประเภทจะกล่าวในหัวข้อต่อ ๆ ไป

 

รูปของเครื่องยนต์ไอพ่น กับเครื่องยนต์ใบพัดเปรียบเทียบกัน

 

ส่วนการนำไปใช้งานจริงของเครื่องยนต์แต่ละประเภทเหล่านี้ ก็ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่จะนำไปใช้ เช่น ความต้องการทางด้าน ความเร็วของเครื่องบิน, ความมีเสถียรภาพ, ระดับความสูง, ขนาดของเครื่องบิน, ชนิดของเครื่องบิน ฯลฯ

 

วิดีโอการทดสอบเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทของเครื่องบิน เอฟ-16 ฟอลคอน

 

ส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เจ็ท

      หัวใจสำคัญของเครื่องบินก็คือเครื่องยนต์เจ็ท วัตถุประสงค์ของเครื่องยนต์เจ็ทคือการผลิตแก๊สที่มีอุณหภูมิ และความดันสูง เพื่อใช้ขับดันให้เครื่องบินบินได้ ทีนี้เรามาดูส่วนประกอบหลัก ๆ ของเครื่องยนต์เจ็ท มีอยู่ด้วยกัน 4 ส่วน คือ

 

รูปผังแสดงส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์

 

1. ชุดอัดอากาศ (Compressor section)

2.ห้องเผาไหม้ (Combustion section)

3. กังหันหรือเทอร์ไบน์ (Turbine section)

4. อุปกรณ์เสริมช่วยทำงานอื่น ๆ (Accessory section)

ส่วนประกอบหลัก เหล่านี้มีอยู่ในเครื่องยนต์เจ็ททุกเครื่อง อาจจะมีส่วนประกอบย่อย แยกออกไปตามแต่ละชนิดของเครื่องยนต์

ทีนี้เรามาดูรายละเอียดในแต่ละส่วนของเครื่องยนต์เจ็ท

 

รูปโดยรวมของส่วนประกอบของเครื่องยนต์เจ็ท

 

ระบบอัดอากาศ  

      ถูกแบ่งออกเป็นสองระดับ ก็คือ ชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ (Low pressure compressor section) และชุดอัดอากาศแรงดันสูง (High pressure compressor section) เครื่องยนต์เจ็ทต้องอาศัยการอัดอากาศให้เกิดแรงดันสูง ตัวอัดอากาศจะอยู่ด้านหน้าของเครื่อง จะมีใบพัดของเครื่องยนต์ ลักษณะเป็นครีบเรียงกันเป็นแถววงกลม และซ้อนกันหลายชุด เพื่อให้เกิดการอัดอากาศ และยิ่งอากาศไหลเข้าไปในตัวเครื่องลึกเท่าใดก็จะมีความดันเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

 

รูปครีบใบพัดอัดอากาศ

 

      ใบพัดด้านหน้าจะเป็นชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ อากาศที่ถูกดูดเข้ามาในเครื่องยนต์จะมีความดันสูงกว่าอากาศด้านนอก จากนั้นก็อากาศจะไหลไปยังชุดอัดอากาศแรงดันสูงที่อยู่ติดกันทางด้านใน ทำให้สามารถเพิ่มความดันอากาศได้สูงกว่าชุดแรกและพร้อมที่จะไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้เพื่อจุดระเบิด

 

นอกจากนี้ชุดอัดอากาศยังสามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบคือ

1.เครื่องอัดแบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifugal Flow Compressor) หรือไหลออกตามแนวรัศมี มีลักษณะเป็นครีบใบพัดขนาดเล็กเรียงกันเป็นวง และเรียงต่อกันไปในแกนเดียวกัน ส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท และเทอร์โบแฟน

 

รูปส่วนอัดอากาศประเภทไหลแบบเหวี่ยงหนีศูนย์

 

2. เครื่องอัดแบบไหลตามแนวแกน (Centrifugal Flow Compressor) มีลักษณะตล้ายกับใบพัดของพัดลม มีตัวใบพัดที่เอียงหรือตั้งขึ้นเพื่อตักอากาศ เครื่องอัดประเภทนี้ส่วนใหญ่นิยมใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบโพรบ และเทอร์โบชาร์ฟ (ที่ติดตั้งในเฮลิคอปเตอร์)

 

รูปส่วนอัดอากาศประเภทไหลตามแนวแกน

 

ระบบเผาไหม้

 

รูปส่วนของห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์เจ็ท

 

ภายในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์เจ็ท มีช่องให้อากาศเพื่อให้อากาศที่ถูกอัดตัวจากระบบอัดอากาศไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้ ภายในห้องมีหัวฉีดจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง และหัวเทียนจุดระเบิด (Ignition plug) การจุดระเบิดให้กับเครื่องยนต์เจ็ท จะถูกกระทำตอนที่สตาร์ทเครื่องยนต์เท่านั้น เมื่อเครื่องยนต์ติดแล้วจะเกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องเองตามจำนวนเชื้อเพลิงที่ไหลเข้าไป แก๊สร้อนความดันสูงที่ได้จากการเผาไหม้ก็จะไหลไปที่ส่วนของเทอร์ไบน์ 

 

รูปส่วนของห้องเผาไหม้ที่อยู่ตรงกลาง

 

ระบบเทอร์ไบน์

      เมื่อแก๊สร้อนความดันสูงไหลออกมาจากห้องเผาไหม้ จะออกมาปะทะกับใบกังหันเทอร์ไบน์ ผลักดันให้กังหันเกิดการหมุนขึ้น เพลาของเครื่องอัดอากาศ และเพลาของเทอร์ไบน์เป็นเพลาเดียวกัน ดังนั้นหากว่าระบบอัดอากาศหมุน ระบบเทอร์ไบน์ก็หมุนตามไปด้วย และระบบเทอร์ไบน์หมุน ระบบอัดอากาศก็จะหมุนตามไปด้วยเช่นกัน

 

รูปส่วนของเทอร์ไบน์ที่ต่อจากห้องเผาไหม้

 

อุปกรณ์เสริมช่วยทำงาน

      เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงกับเครื่องยนต์เจ็ท จะทำงานเมื่อเครื่องยนต์เจ็ททำงาน อุปกรณ์ต่อพ่วงจะมีส่วนช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้ราบรื่น, สมบูรณ์ และต่อเนื่องกันไป อุปกรณ์เหล่านี้เช่น ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง, ปั๊มน้ำมันไฮดรอลิกส์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ

 

รูปปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องบินขับไล่ เอฟ-15

 

รูปปั๊มน้ำมันไฮดรอลิกส์ที่ใช้ในอากาศยาน

 

 วิดีโอแอนิเมทชั่นเครื่องยนต์เจ็ท

 

วิดีโอทดสอบการสตาร์ทเครื่องยนต์เจ็ทของโบอิ้ง - 767

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

“ถามตัวเองว่า อยากมีชีวิตที่ยืนยาว หรือมีชีวิตที่กว้างขวาง”

 

โหวตให้คะแนนบทความ


facebook