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
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
