|
JET Engine มนุษย์มีการพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้ง เมื่อมีเครื่องยนต์ชนิดลูกสูบ ออกมาใช้งานแล้ว ก็ได้ทำการคิดค้นเครื่องยนต์ให้มีประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น ให้พลังงานสูงขึ้น สามารถบรรทุกน้ำหนักได้เพิ่มขึ้น และช่วยลดระยะเวลาการเดินทางให้สั้นลง เครื่องยนต์ที่ผลิตได้ออกมาอีกแบบหนึ่งเป็นเครื่องยนต์ที่ โดยใช้หลักของการอัดอากาศ เราเรียกเครื่องยนต์ชนิดนี้ว่า เครื่องยนต์ไอพ่น หรือเครื่องยนต์เจ็ท (JET) เครื่องยนต์ไอพ่นมีลักษณะคล้ายกับเครื่องยนต์ลูกสูบอย่างหนึ่งคือ เป็นเครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน แต่จะต่างกันตรงที่ความต่อเนื่องของการสันดาป เครื่องยนต์ลูกสูบจะมีการสันดาปเป็นจังหวะ แต่เครื่องยนต์ไอพ่น มีการสันดาปอย่างต่อเนื่อง ตลอดเวลาโดยไม่มีจังหวะใดๆทั้งสิ้น จึงทำให้เกิดพลังงานอย่างต่อเนื่อง เครื่องยนต์เดินเรียบไม่มีการกระตุกเป็นจังหวะเหมือน เครื่องยนต์ลูกสูบ
เครื่องยนต์ ไอพ่นแบ่งออกเป็น 1.เครื่องยนต์ไอพ่น แบบเทอร์โบเจ็ท [Turbo Jet] 2.เครื่องยนต์ไอพ่น แบบเทอร์โบแฟน [Turbo Fan] 3.เครื่องยนต์ไอพ่นแบบเทอร์โบพร็อบ [Turbo prop] 4.เครื่องยนต์ไอพ่นแบบเทอร์โบชาร์ป [Turbo Shaft] เครื่องยนต์แบบเทอร์โบเจ็ทและเทอร์โบแฟน มีการทำงานที่เหมือนกันเพียงแต่เครื่องยนต์เทอร์โบแฟน มีลักษณะของครีบ ที่ใช้ในการตัดอากาศใหญ่กว่าคล้ายใบพัดของพัดลมขนาดใหญ่ ส่วนเทอร์โบเจ็ทจะเป็นครีบเล็กๆ เรียงกันอย่างถี่ๆ ส่วนมากเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนจะได้รับความนิยม ในการใช้งานในปัจจุบัน มากกว่าเครื่องยนต์ เทอร์โบเจ็ท เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ เป็นเครื่องยนต์ไอพ่นขนาดเล็ก แต่จะใช้ใบพัดมาต่อกับแกนกลาง ที่ขับเครื่องยนต์ เพื่อใช้ในการขับเคลื่อนแทนการใช้อากาศผลักเครื่องยนต์ไปทางด้านหน้า นิยมใช้กับเครื่องบิน ขนาดเล็ก ถึงขนาดกลาง โดยเครื่องยนต์ชนิดนี้จะมี ประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบมาก เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์ป เป็นเครื่องยนต์ขนาดเล็กใช้สำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าและอุปกรณ์เพิ่มแรงดันอื่นๆ เช่นปั้มไฮโดรลิคและปั้มลม โดยอาจติดตั้งที่ด้านท้ายของเครื่องบินซึ่งเรียกว่า เอพียู และหากอยู่บนพื้นที่(บนรถ)เรียกว่า จีพียู ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ไอพ่น 1.ชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ [Low pressure Compressor Section] 2.ชุดอัดอากาศแรงดันสูง [High pressure Compressor Section] 3.ห้องเผาไหม้ [ Combustion Section ] 4.ชุดเทอร์ไบน์ [ Turbine Section] 5.ชุดต่อพ่วงอื่นๆ [Accessory Section]
ระบบการอัดอากาศ เครื่องยนต์ไอพ่น ต้องอาศัยอากาศมาทำการอัด ให้เกิดแรงดันสูงส่งไปด้านหลังเพื่อทำให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปทางด้านหน้า ในส่วนของชุดอัดอากาศจะอยู่บริเวณด้านหน้าของเครื่องยนต์สังเกตจะเห็นเป็นลักษณะครีบ เหมือนใบพัดเรียงกันอย่างถี่ๆ ซึ่งมีครีบซ้อนกันเป็นหลายๆชุด เพื่อให้เกิดการอัดอากาศ และมีแรงดันที่สูงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในส่วนด้านหน้าจะเป็นชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ ซึ่งจะทำการอัดอากาศที่เข้ามาปะทะกับครีบอัดอากาศ(Blade) ให้เพิ่มแรงดันให้สูงกว่าอากาศด้านนอก แล้วจึงส่งมายังชุดอัดอากาศแรงดันสูง ที่อยู่ถัดเข้ามาด้านในโดยจะทำการเพิ่มแรงดันอากาศให้มากกว่าชุดแรก ในช่วงนี้ความดันของอากาศ จะสูงมากครับพร้อมที่จะส่งไปยังห้องสันดาปต่อไป
สำหรับชุดอัดอากาศ มีการแบ่งระบบการอัด 2 แบบคือ 1.แบบอากาศไหลออกจากแรงเหวี่ยงจุดศูนย์กลาง ( Centrifugal Flow Compressor) มีลักษณะเป็นครีบ ขนาดเล็กเรียงกันเป็นวง และต่ออยู่ในแกนกลางเดียวกัน เป็นชุดๆ ใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทและเทอร์โบแฟน 2.แบบอากาศไหลผ่านแกนกลาง ( Axial Flow Compressor) มีลักษณะเป็น เหมือนครีบในถังของเครื่องซักผ้า [Impeller] โดยตัวครีบมีขนาดใหญ่และตั้งขึ้นมา นิยมใช้กันมากในเครื่องเทอร์โบพร็อบ และเฮลิคอปเตอร์
ระบบการสันดาป ภายในห้องสันดาป จะมีช่องให้อากาศที่ได้รับการอัดอากาศแรงดันสูงแล้วเข้ามา ในห้องเผาไหม้ และจะมีหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง และหัวจุดระเบิด [Ignition Plug] ซึ่งจะใช้ในการจุดเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ในช่วงแรกของการสตารท์เท่านั้น ส่วนท้ายของห้องเผาไหม้ก็จะมีช่องทางให้อากาศที่เผาไหม้ออก เพื่อส่งไปยังส่วนของเทอร์ไบน์ต่อไป
ระบบเทอร์ไบน์ ระบบนี้จะคล้ายกับระบบ อากาศไหลผ่านแกนกลาง ซึ่งเมื่ออากาศร้อนที่มาจากการเผาไหม้ส่งออกมาปะทะกับครีบดังกล่าว ก็จะทำให้เกิดการหมุนขึ้น จากอากาศร้อน และครีบของเทอร์ไบน์ กับครีบในส่วนของระบบอัดอากาศติดตั้งอยู่ในแกนหมุนเเกนเดียวกันครับ กล่าวคือ หากระบบอัดอากาศหมุน ระบบเทอร์ไบน์ก็หมุนด้วย หรือหากเทอร์ไบน์หมุนระบบอัดอากาศก็หมุนตามเช่นกัน
ระบบต่อเพิ่มเติมในส่วนอื่นๆ ระบบนี้จะทำการ ต่อการให้พลังงานในการหมุนของระบบเทอร์ไบน์ เพื่อนำการหมุนที่ได้ มาขับเพื่อให้อุปกรณ์ต่างๆ ทำงานเช่น ปั้มน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันไฮดรอลิค และส่ง ทอดกำลังไปหมุนเจนเนอร์เรเตอร์ [Generator] เพื่อกำเนิดกระแสไฟฟ้า สำหรับจ่ายให้กับอุปกรณ์ภายในเครื่องบิน
วิธีการทำงานของเครื่องยนต์ไอพ่น การสตาร์ท เครื่องยนต์ จะใช้กระแสไฟฟ้า หรือปั้มลมอัดอากาศแรงดันสูง(อาจจะใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือใช้ทั้งสองอย่างแล้วแต่แบบของเครื่องยนต์) ซึ่งเรียกเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า-ปั้มลมอัดอากาศแรงดันสูงนี้ว่า จีพียู [Ground Power Unit] หรือถ้าเป็นเครื่องบินขนาดใหญ่ก็จะมี เครื่องกำเนิดพลังงานที่ใช้สำหรับการสตาร์ทเครื่องยนต์นี้อยู่ในเครื่องบินเลย ซึ่งเราเรียกว่า เอพียู [Auxiliary Power Unit] เมื่อกดสวิชต์สตาร์ทจากห้องนักบิน มอเตอร์สตาร์ทเตอร์ ก็จะทำการหมุนชุดเทอร์ไบน์ หรืออาจจะปล่อยลมที่มาจากปั้มลมให้มาหมุนเทอร์ไบน์ (ขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์แต่ละชนิด) เพื่อทำให้เกิดการหมุนแกนกลางทั้งแกนซึ่งหมายความว่าชุดอัดอากาศในส่วนหน้าก็จะหมุนด้วยและเริ่มการอัดอากาศเพื่อส่งเข้ามาในห้องเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง และเมื่อหมุนได้ความเร็วในรอบ ที่เหมาะสมในการจุดระเบิดแล้ว นักบินจะกดปุ่มจุดระเบิด [Ignition sw] เพื่อให้ระบบจุดระเบิดทำงานจะเกิดประกายไฟขึ้น ขณะเดียวกันนักบินต้องตรวจสอบอัตราการอัดอากาศด้วย ขั้นต่อไปนักบินจะทำการ จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ และตอนนี้ก็จะเกิดการสันดาปขึ้น ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องในตอนนี้นักบินจะปิดสวิชต์ระบบการจุดระเบิด เพราะเครื่องยนต์จะทำการเผาไหม้เองตลอดเวลาและต่อเนื่อง โดยไม่มีจังหวะการเผาไหม้แบบเครื่องยนต์ลูกสูบ อากาศที่เผาไหม้แล้ว ก็จะส่งผ่านออกมายังชุดเทอร์ไบน์ เพื่อหมุนไปขับในระบบของอุปกรณ์ต่อพ่วงในส่วนอื่นๆ และส่งผ่านออกไปยังปลายท่อไอเสีย[Tail Cone] ทำให้มีแรงดันไปทางด้านหลังเครื่องบินจึงขับเคลื่อนไปทางด้านหน้าได้ การทำงานของเครื่องยนต์ที่ต่อเนื่องและเครื่องยนต์มีขนาดใหญ่กว่ามาก ทำให้เกิดพลังงานในการขับเคลื่อนสูงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบอย่างมาก ระบบน้ำมันเชื้อเพลิง ในส่วนของเครื่องยนต์อัดอากาศ จะใช้เชื้อเพลิงที่ให้อัตราการเผาไหม้ที่สูง เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งน้ำมันเชื้อเพลิงชนิดนี้เรียกว่า เจ็ทเอวัน[JET A-1] ลักษณะใสไม่มีสีเหมือนน้ำ ราคาต่อลิตรประมาณ 11 บาทซึ่งถูกกว่าน้ำมันเอฟแก๊สที่ใช้ในเครื่องยนต์ลูกสูบราคาอยู่ที่ประมาณ 33 บาท/ลิตร แต่การที่ได้ค่าน้ำมันถูกนั้นต้องแลกกับราคาค่าบำรุงรักษาเครื่องยนต์ไอพ่นซึ่งแพงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ และก่อนที่จะทำการบินก็ต้องเดรนน้ำมันเชื้อเพลิงออกมาดูก่อนว่ามีน้ำปนอยู่หรือไม่ หากมีต้องทำการถ่ายออกให้หมด และเจ็ทเอวันมีอัตราการไวไฟกว่าเอฟแก๊สมาก บนรถบรรทุกน้ำมันจะเขียนไว้ว่า ห้ามนำไฟเข้าใกล้ในระยะ 12 เมตร เพื่อความปลอดภัยครับ
คุณเคยคิดไหมว่า เครื่องบินเคลื่อนที่ถอยหลังขณะอยู่บนพื้นได้หรือไม่?
คำตอบก็คือ : มีทั้งถอยหลังได้และถอยไม่ได้ครับ ในการขับเคลื่อนถอยหลัง เราจะใช้ระบบที่เรียกว่า ทรัสรีเวิรสเซอร์ [Thrust Reversal] ซึ่งมักใช้ในตอนที่เครื่องบินแตะพื้นลงจอดแล้วทำการลดความเร็วของเครื่องบินลง นักบินจะใช้ระบบดังกล่าวนี้ร่วมกับแอร์เบรคของสปอยเลอร์ และดิสก์เบรคที่ฐานล้อร่วมกันในการชะลอความเร็วลง ซึ่งระบบนี้ทำงานโดยส่วนของส่วนท้ายของเครื่องยนต์ [tail cone] จะทำการเปิดออกมาทำให้อากาศไม่วิ่งไปทางด้านหลัง แต่กลับวิ่งสวนมาทางด้านด้านทำให้เกิดแรงผลักขึ้น เครื่องก็จะค่อยๆวิ่งช้าลง แต่สำหรับเครื่องที่จอดอยู่นิ่งๆ เช่นบริเวณหลุดจอด ซึ่งต้องทำการถอยออกจากงวงที่ส่งผู้โดยสารเข้า ซึ่งเมื่อใช้ระบบทรัสรีเวิร์ดเซอร์เครื่องบินก็จะถอยหลังออกมา เพื่อวิ่งไปยังแท็กซี่เวย์-รันเวย์ต่อไป แต่ส่วนมากทางสนามบินไม่อนุญาตให้กระทำการดังกล่าวเนื่องจากจะเกิดเสียงดังมากและไม่ปลอดภัยกับอาคารของทางสนามบิน ทางสนามบินจึงต้องให้ใช้รถ (Push back car) มาผลักให้เครื่องให้ออกจากหลุมจอดแทน ส่วนถ้าเป็นเครื่องเทอร์โบพร็อบ ก็จะทำการกลับมุมของใบพัดให้ตัดอากาศสวนกับทิศทางปกติ คล้ายกับเราทำการสลับขั้วพัดลมมอเตอร์ไฟฟ้า อากาศก็จะวิ่งกลับทางกัน ซึ่งทำให้เครื่องบินถอยหลังได้เช่นเดียวกัน เพียงแต่ว่าการใช้ระบบถอยหลังนี้กระทำได้ในรอบเครื่องยนต์เดินเบา[idile]เท่านั้นครับ ส่วนแบบที่วิ่งถอยหลังไม่ได้ คือเครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์ลูกสูบทุกแบบครับ และอีกส่วนหนึ่งก็คือทางสนามบินห้ามทำการสตาร์ทเครื่องยนต์ขณะอยู่ที่หลุมจอดซึ่งต้องออกไปสตาร์ทที่แท็กซี่เวย์ โดยมีรถผลักเครื่องบินถอยหลังลากออกไป เราจึงไม่ค่อยได้เห็นเครื่องบินถอยหลังด้วยตนเองซักครั้ง แต่ทั้งนี้ก็เพื่อความปลอดภัยครับเสียงจากเครื่องยนต์ที่ดังมาก อาจทำให้กระจกที่อาคารแตก ,อาจถอยไปชนอาคารอื่นหรือชนเครื่องบินที่จอดอยู่ข้างๆ เพื่อความปลอดภัยจึงใช้รถในการช่วยถอยเครื่องบินออกจากลานจอด อย่าลืมนะครับนักบินมองไม่เห็นว่าด้านหลังมีอะไรบ้าง ต้องอาศัยช่างในการโบกเครื่องบิน ว่าซ้ายขวาหน้าหลังมีสิ่งใดกีดขวางอยู่หรือไม่ หากมีก็สามารถหยุดได้ทันที สำหรับในฉบับหน้าพบกับอุปกรณ์เครื่องวัดประกอบการบินต่างๆ มีอะไรบ้างทำงานและใช้งานอย่างไร สวัสดีครับ...
................................. คำศัพท์ 1. JET Engine เครื่องยนต์ไอพ่น ทำงานโดยการอัดอากาศแรงดันสูง 2. Turbo Jet เครื่องยนต์ไอพ่น ชนิดชุดใบพัดอัดอากาศเป็นครีบขนาดเล็ก 3. Turbo Fan เครื่องยนต์ไอพ่น ชนิดชุดใบพัดอัดอากาศเป็นครีบขนาดใหญ่คล้าย ใบกังหันลม 4. Turbo prop เครื่องยนต์ไอพ่น ชนิดมีการต่อใบพัดอยู่ด้านหน้าเครื่องยนต์ เพื่อทำการตัดอากาศ ให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปด้านหน้า 5. Low pressure Compressor Section ชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ ติดตั้งอยู่ส่วนหน้า ของเครื่องยนต์ไอพ่น 6. High pressure Compressor Section ชุดอัดอากาศแรงดันสูง ติดตั้งอยู่ส่วนหลัง ของชุดอัดอากาศแรงดันต่ำ 7. Combustion Section ห้องเผาไหม้ หรือห้องสันดาป ทำหน้าที่เผาไหม้ระหว่างน้ำมัน เชื้อเพลิงกับอากาศ แล้วส่งยังชุด เทอร์ไบน์ 8. Turbine Section ชุดครีบใบพัด ส่วนหลัง ทำหน้าที่ช่วยหมุนให้เกิดการอัดอากาศ ในช่วงที่สตาร์ท และทำหน้าที่ ส่งทอดแรงหมุน ไปหมุนเครื่องกำเนิด กระแสไฟฟ้า เพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องบิน
9. Accessory Section ส่วนอุปกรณ์ เปลี่ยนแปลงพลังงานจากการที่เทอร์ไบน์หมุน ให้ขับพลังงานในการปั้มน้ำมันเชื้อเพลิง หรือส่งการหมุนไปผลิตกระแสไฟฟ้า
10. Blade ครีบตัดอากาศ ใช้ในส่วนของชุดอัดอากาศ ซึ่งจะเรียงต่อๆ กันเป็นวงกลม และมีหลายชุด ซ้อนๆกัน 11. Centrifugal Flow Compressor ระบบอัดอากาศ ชนิดอากาศไหลออกจากจุดศูนย์กลาง 12. Axial Flow Compressor ระบบอัดอากาศ ชนิดอากาศไหลตามแกนกลาง(เพลา) 13. Impeller ครีบของใบตัดอากาศ ชนิดอากาศไหลออกจากจุดศูนย์กลาง ลักษณะคล้ายใบพัดเครื่องซักผ้า 14. Ignition Plug อุปกรณ์จุดระเบิด ให้เครื่องยนต์ทำการสันดาป 15. Generator เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าชนิด เอซี115โวล์ท 400เฮริท์ 3เฟส 16. Ground Power Unit อุปกรณ์ต่อพ่วงเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้า-แรงอัดอากาศ-แรงอัดน้ำมัน ไฮโดรลิค เพื่อจ่ายให้กับเครื่องบิน ซึ่งอุปกรณ์ชุดนี้มักติดตั้งบนรถลาก เพื่อง่ายต่อการเคลื่อนย้าย
17. Auxiliary Power Unit อุปกรณ์จ่ายกระแสไฟฟ้า-แรงอัดอากาศ-แรงอัดน้ำมันไฮโดรลิค เพื่อจ่ายให้กับเครื่องบิน โดยตัวเครื่องเอพียูนี้จะเป็นเครื่องยนต์เจ็ทขนาดเล็กซึ่งติดตั้งในส่วนท้ายของเครื่องบิน 18.Ignitionsw สวิตช์กด เพื่อใช้ในการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้
19.TailCone พื้นที่บริเวณปลายท่อไอเสีย ส่วนท้ายของเครื่องยนต์เจ็ท 20.Thrust Reversal ระบบแรงขับย้อนกลับ ใช้ในตอนลดความเร็วของเครื่องบิน ขณะทำการลงจอด
By: Am 4117 A Aircraft Maintenance Division บทความนี้สำหรับใช้ในการศึกษาท่านั้น ห้ามมิให้นำไปใช้ในเชิงพาณิชย์โดยเด็ดขาด
|
เครื่องยนต์ เทอร์โบแฟน (ภายในโรง 4) |
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อบ (เป็นเครื่องยนต์เจ็ท แต่มีใบพัด) | |
 ส่วนประกอบหลัก ของเครื่องยนต์เจ็ท | |
 | |
ชุดแฟนด้านหน้า (สังเกตจะเห็น Blade ด้านใน) | |
เพลาแกนกลาง ซึ่งบางแบบอาจมีถึง 2-3แกน | |
| |
คอมเพรสเซอร์ที่ทำหน้าที่ อัดอากาศ | |
ห้องเผาไหม้ | |
เทอร์ไบน์ เซคชั่น | |
ส่วนของ Tail Pipe | |
ดูกันชัดๆ กับ Compressor Blade | |
Compressor Section | |
 | |
Shop Jet Engine [Am] | |
เครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์เจ็ท มองด้านข้าง | |
มองจากด้านหน้า | |
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อบ Cessna Caravan | |
Air Compressor & Aux | |
ทรัส รีเวริสเซอร์ | |
ช่วยในการลดความเร็วลง | |
| © 2003 Aircraft Maintenance Division Civil Aviation Training Center All Rights Reserved | |
|
|
|
| 1. การวัด | 2. เวกเตอร์ |
| 3. การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ | 4. การเคลื่อนที่บนระนาบ |
| 5. กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน | 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน |
| 7. งานและพลังงาน | 8. การดลและโมเมนตัม |
| 9. การหมุน | 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง |
| 11. การเคลื่อนที่แบบคาบ | 12. ความยืดหยุ่น |
| 13. กลศาสตร์ของไหล | 14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน |
| 15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก | 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร |
| 17. คลื่น | 18.การสั่น และคลื่นเสียง |
ครั้งที่
การเรียนฟิสิกส์ 1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การเรียนการสอนฟิสิกส์
1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต