معرفی آشنایی با پیشرانش

[Maryam Poursoleymani 62]

دانش پیشرانه‌ها به‌مطالعه و بررسی سامانه‌های جلوبرنده(موتور)، اعم از موتورهای هوازی و غیرهوازی می‌پردازد. موتورهای هوازی شامل موتورهای پیستونی و چرخ‌پره‌ای (توربینی) است که از هوا به‌عنوان اکسیدکننده استفاده نموده و سوخت را با خود حمل می‌کنند. اما موتورهای غیرهوازی مانند موتور موشک‌ها و فضاپیماها است که سوخت و اکسیدکننده را با خود حمل می‌کنند. در این دانش نحوهٔ تولید نیروی رانش و همچنین ساختار کلی انواع موتورهای هوافضایی

بررسی و مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. طراحی و تعیین میزان عملکرد انواع سامانه‌های جلوبرنده نیز بسیار مورد توجه مهندسین پیشرانش هستند.

 

این گرایش بسیار شبیه به مکانیک - تبدیل انرژی و سیستم‌های انرژی می‌باشد و دروس مشترک بسیاری با هم دارند .درک عملکرد سیستم های جلوبرنده بدون درک مفهوم تبدیل انرژی ممکن نیست . در واقع باید بدانیم که آنچه تمامی سیستم های جلو برنده انجام می دهند تبدیل انرژی ازیک نوع به نوع دیگر(ازشیمیایی به جنبشی یا پتانسیل)است.

واژه مرسومي كه معمولا هوافضايي ها براي نيروي پيشران به كار مي برند، نيروي تراست هست (Thrust force) كه غالبا جهت آن در راستاي حركت جسم پرنده مي باشد.

 

دسته بندي كلي گرايش پيشرانش

اين گرايش رو ميشه به دو دسته اصلي تقسيم كرد. البته ممکنه در محیطهای دانشگاهی، شما تقسیمم بندی های دیگری رو هم ببینید.

دسته اول:

پيشرانش هوایی:

همه موتورهایی که در مسیر حرکت خودشون، از هوا برای کارکرد موتور استفاده میکنند در اين دسته هستنداصطلاحاً به این گروه از موتورها، هواتنفسی (Air Breathing) هم گفته میشه. همه موتورهای پيستوني و جت مورد استفاده در هواپیما، بالگرد و یا موشکهای کروز عضو این خانواده هستند.

موتورهاي پيستوني كه مثل موتور خودروهاي زميني كار مي كنند، نسل اول موتورهای هوایی هستند و براي هواپيماهاي سبك که نیاز به سرعت پرواز خیلی بالایی ندارند، استفاده میشوند. وظيفه آنها توليد قدرت و توان براي به حركت در آوردن ملخ مي باشد.

 

 

موتورهاي جت گروه ديگري از پيشرانهاي هوایی هستند كه به گروه هاي زير تقسيم بندي ميشوند:

- توربوپراپ

- توربوجت

- توربوفن

- رم جت

- اسكرم جت

- توربوشفت

 

دسته ی دوم:

پيشرانش فضایی:

همون طور که گفته شد، دسته دوم موتورها، موتورهای مورد استفاده در ماهواره ها و فضاپیماها و بیشتر موشکهاست. فرق این موتورها با دسته اول در اینه که برای کارکرد خودشون نیازی به هوا ندارند.

موتور موشک:

شناخته شده ترین عضو این خانواده، موتورهای شیمیایی (یا همون موتور موشکی که میشناسیم) هستند. این موتورها سوخت و اکسیدایزر مورد استفاده خودشون رو داخل خودشون دارند و نیازی به استفاده از هوا ندارند. از لحاظ سوخت، میشه این موتورها را به سه دسته تقسیم کرد.

موتور موشك و راكت، علاوه بر ايجاد نيروي تراست، نيروي بالابر را هم تأمين مي كند. راکت­ها و موشک­ها با موتور سوخت جامد در سیستم های نظامی و تدافعی عملکرد بهتری دارند و بسیار قابل توجه اند. و موتورهای با سوخت مایع بیشتر برای مسافت های طولانی و ماموریت فضایی مورد استفاده قرار می گیرند.

 

نرم افزارهاي پيشرانشي

 

از آنجايي كه خيلي از مباحث پيشرانش با آيروديناميك مشترک است، در زمينه نرم افزارها هم همین گونه است.به طور مثال نرم افزار تحليل سيالاتي فلوئنت كاربرد زياد در تحليل مسائل پيشرانشي مثل مدل سازي احتراق دارد. با توجه به زمينه هاي مختلف پيشرانش بالطبع نرم افزارهاي گوناگوني وجود دارند. توربين گاز كه يكي از زمينه هاي مهم و گسترده پيشرانش هست از اهميت زيادي برخوردار است و متناسب با آن نرم افزارهاي مربوط به اجزاي مختلف توربين گاز طراحي و ساخته شده است. مثلا نرم افزار Gusturb 10 نرم افزاري مناسب براي تحليل سيكل انواع موتورهاي جت و توربين گازي هست

نرم افزار ديگر مربوط به طراحي توربين، كمپرسور، فن (Fan) و هندسه پره هاي آن هست

(blade design software) CFturb

FVA

FANx

Qblade softwar

Rocket Propulsion Analysis (RPA)

Propulsion

System Design Software for MATLAB

 

اين ها نمونه اي از نرم افزارهاي پيشرانشي هست كه صرفا براي آشنايي معرفي شدند.

 

پيشرانش در دانشگاه

در دانشگاه هم گرايش پيشرانش نزديكي بسياري با گرايش آيروديناميك دارد به طوري كه در بعضي از دانشگاههاي جهان به جاي آيروديناميك و پيشرانش، تلفيقي از اين دو گرايش با نام آيرو-پروپالشن وجود دارد...

دروس كارشناسي ارشد پيشرانش جوري طراحي شده كه دانشجو با قسمتهاي مختلف يك توربين گاز و عملكرد ان آشنا مي شود... توربين گازي به صورت خلاصه دستگاهي هست كه هوا رو فشرده مي كند و با احتراق سوخت انرژي ان را افزايش مي دهد.... از اين افزايش انرژي در راه هاي مختلف مي شود استفاده كرد مثل توليد نيروي تراست در هواپيما و يا توليد قدرت و توان براي توليد برق در ژنراتورها.

دروس رشته پيشرانش در دانشگاه هاي ايران :

- اصول جلوبرنده هاي پيشرفته

- طراحي آيروديناميك توربوماشين ها

- سوخت و احتراق پيشرفته

- آيروديناميك ورودي

[miladamoei 10]

باسپاس از وقتی که گذاشتید احتراما بنده در وبلاگ خودم مطلبتون رو قرار دادم فقط با چند تغییر کوچک که لازم بوده بازهم از زحمتتون کمال سپاسگزاری رو دارم

موفق باشید.

mefna.blogfa.com:a030: