در این سری مقاله‌ها، قصد داریم به‌اجمال به بررسی پیشرانه‌های جت بپردازیم. به این منظور در بخش اول این مقاله به بررسی تاریخی نحوه پیدایش پیشرانه جت خواهیم پرداخت، در بخش دوم اصول عملکردی این‌گونه پیشران‌ها را بیان خواهیم کرد و در بخش سوم، به بررسی انواع مختلف موتورهای جت خواهیم پرداخت. امیدواریم که این سلسله مقالات پدال مورد توجه شما قرار گیرد.
در ابتدای امر، باید تعریفی از واژه جت داشته باشیم. در تعریفی رایج در علوم مهندسی، وقتی یک جریان پیوسته سیال، با سرعت از خروجی (Nozzle) خارج شود آن را جت سیال میگویند. مثل خارج شدن آب با سرعت از شلنگ. این جریان خروجی به همراه خود انرژی منتقل می‌کند که مهم‌ترین و کاربردی‌ترین مشخصه آن است.
پیشرانه‌های جت تاریخ بسیار گسترده‌ای دارند. از وسایل اولیه که با بخار آب کار می‌کردند تا پیشرانه‌های مدرن توربوفن و اسکرم‌جت کنونی…
سال‌ها پیش بشر به این انرژی در جریان جت پی برد و دانشمندان سعی در استفاده از آن داشتند. اولین ایده در استفاده از این انرژی را می‌توان به aeolipile، صد و پنجاه سال پیش از میلاد مسیح نسبت داد. این دستگاه از دو نازل در جهت‌های مخالف در دو طرف کره‌ای استفاده می‌کرد که با خروج بخار از آنها، کره به سرعت دور محور خود می‌چرخید. البته در این دستگاه از نیروی جت خروجی برای به دست آوردن کار مکانیکی استفاده نمی‌شد.
حدود ۱۵ قرن بعد از میلاد مسیح، لئوناردو داوینچی دودکش مخصوصی را طراحی کرد که در بالای آن یک پروانه بزرگ قرار داشت. هوای گرم تولید شده توسط شعله‌های آتش از میان پره‌های این پروانه عبور کرده و باعث چرخش آن می‌شد. سپس این چرخش توسط تعدادی چرخ‌دنده، محور و طناب به یک سیخ کباب منتقل می‌شد که یک جوجه‌گردان را تشکیل داده بودند. داوینچی در حقیقت ایده استفاده از نیروی احتراق توسط یک پروانه را داده بود.
استفاده از نیروی جت برای پیشرانش، اولین بار توسط چینی‌ها در قرن ۱۳ میلادی و اختراع راکت برای آتش‌بازی بود. استفاده از این نیرو به‌تدریج پیشرفت کرد و در سلاح‌های جنگی استفاده شد. اولین استفاده از راکت‌ها جهت پیشرانش توسط فردی به نام وان هو بود. او یک محقق جسور چینی بود که یک سری از راکت‌ها را به پشت یک سورتمه که روی آن یک صندلی قرار داده شده بود نصب کرد. در بعضی منابع داستان به‌گونه‌ای دیگر آمده، میگویند او می‌خواست به ماه برود و راکت‌هایی به زیر صندلی خود نصب کرده بود تا با روشن شدن آنها بالا رفته و به ماه برسد. متأسفانه وقتی راکت‌ها را روشن کردند، راکت‌ها به‌جای سوختن، منفجر شدند و وان هو را به همراه صندلی‌اش منهدم کردند. او احتمالاً اولین کسی بود که در تلاش برای پرواز با نیروی جت، جانش را فدا کرد.
واقعه بعد، به میانه قرن هفدهم میلادی برمی‌گردد. حسن چِلِبی (Hasan Çelebi) در سال ۱۶۳۳ در عثمانی، با استفاده از یک راکت مخروطی شکل به پرواز در آمد و سپس در دریا فرود آمد. او به خاطر این کار شجاعانه، پاداشی توسط پادشاه عثمانی دریافت کرد.
حدود نیم قرن بعد، نیوتون مکانیک کلاسیک را پایه‌گذاری کرد. علم مکانیک به‌تدریج طی این دو قرن پیشرفت کرد تا به اختراع موتورهای پیستونی در اواخر قرن ۱۹ رسید. قبل از اختراع موتورهای جت، وسایل پرنده از موتورهای پیستونی، برای چرخاندن ملخ استفاده می‌کردند و با سرعت گرفتن ملخ، نیروی پیشرانش لازم مهیا می‌شد. در دهه ۱۹۳۰، انواع مختلف موتورهای پیستونی، تنها انتخاب طراحان هواپیما بود. این مسئله تا آنجا قابل قبول بود که تنها هواپیماهایی با کارایی پایین مورد نیاز بودند.
قبل از شروع جنگ جهانی دوم، مهندسان و طراحان در حال فهمیدن این نکته بودند که موتورهای پیستونی در دست‌یابی به کارایی و سرعت‌های بالا یک محدودیت عملکردی ذاتی دارند. این محدودیت ناشی از مشکل راندمان پیشرانه در هنگام رسیدن سرعت عبور هوا از لبه حمله ملخ (لبه جلویی که اولین قسمتی است که با هوا تماس می‌یابد) به سرعت صوت بود. برای غلبه بر این مشکل دو روش کلی وجود داشت. یا باید طراحی موتورهای پیستونی به طرز اساسی بهبود می‌یافت یا اینکه از طرح کاملاً جدیدی برای پیشرانش استفاده می‌شد. و این انگیزه‌ای برای توسعه توربین‌های گاز بود برای دست‌یابی به موتورهای جت بود که انقلابی که در عرصه هوانوردی ایجاد کرد کمتر از پرواز برادران رایت نبود.
قسمت کلیدی ساخت موتور جت توربین گازی بود که برای تولید برق در نیروگاه‌ها استفاده می‌شد. توربین گاز، حتی در آن زمان، ایده جدیدی نبود. اولین ایده توربین گازی ثابت، به جان باربر انگلیسی در سال ۱۷۹۱ نسبت داده می‌شود. اما اولین ایده برای استفاده توربین گازی برای پیشرانش هواپیما را ماکسیم گیوم فرانسوی در سال ۱۹۲۱ ثبت کرد. موتوری که او ایده آن را داد، طبق تعریف امروزی یک موتور توربوجت بود.
ادامه دارد…
منابع:
en.wikipedia.org
کتاب آشنایی با موتورهای جت، مهندس مجتبی بهزادی
….
ویلیامز «بنتلی. استون مارتین.مکلارن»
۱۷ تیر ۱۳۹۶نکته جالب درمورد جان باربر اینه ک توربین گازیو برا ب حرکت درآوردن کالسکه بدون اسبش اختراع کرد!
پهلوان مک لارن(مک دانیال)
۱۷ تیر ۱۳۹۶ممنون بابت این مطلب از آقای محبی.
واقعا لازم بود از موتورهای جت هم مطلب بزارید.
من خودم یه دنیا حرف درباره ی این موتورها و البته موتورهای پیستونی دارم که ایشالا تو قسمت بعدی میگم.
شاید اغراق نباشه اگه بگیم بیشترین کمک به توسعه و ساخت موتورهای جت کنونی برمیگرده به فرانک ویتل و شرکت رولز رویس که کمک های بسیاری کردن.
از کمک به روسیه گرفته تا ساخت اولین موتور جت شرکت آمریکایی جنرال الکتریک بر پایه کمپانی روور و شخص فرانک ویتل.
فقط همین برای اثبات حرفم کافیه که اولین موتور جت آمریکایی ها(I-A ساخته جنرال الکتریک) خودش بر پایه موتور جت w.2 بود که فرانک ویتل طراحش بوده و البته در کمپانی روور ساخته شده.
اولین جت فایتری هم که آمریکایی با انجین J31 ساختن اون هم بر پایه ی انجین w.2 بود.
اولین جت فایتر دو موتوره جت ساخت شرکت بل بود.(P-59)
یه دنیا حرف دارم.
از بازید ژنرال آمریکایی (ژنرال اچ آرنولد) از انگلستان و آشنایی با ساز و کار موتور جت و آشنایی با جت فایتر گلاستر E.28/39 و کمک تیم متخصص power jet گرفته تا جنگ بر سر بیشترین سرعت جنگنده ها بین آلمان و بریتانیا و……………………………….
ایشالا به زودی میگم.
فقط انگلستان
۱۷ تیر ۱۳۹۶خیلی ممنون مطلب خیلی خوبی بود
منم در مورد آغاز جت سازی رولزرویس این رو بگم که این چارلز اسپنسر (charles spencer king ) مهندس و طراح رنجروور بود که بعد از جنگ جهانی دوم به مهندسان رولزرویس کمک کرد تا اولین موتورهای جت رو توسعه بدن.
پهلوان مک لارن(مک دانیال)
۱۷ تیر ۱۳۹۶مطمئنی فقط انگلستان؟؟؟
اگه اشتباه نکنم چارلز اسپنسر بعد از فارغ التحصیلی در سال 42 توی شرکت رولز رویس مشغول به کار شد.
بعدش تو سال 45 به شرکت روور پیوست.(اونموقع رنج رووری نبود)
بعد از تجربیاتی که تو موتورهای توربینی گازی از رولز رویس به دست اوورد به همراه دو مهندس روور((دایی های خودش)) به نام های اسپنسر و موریس ویلکس روی اولین ماشین های بر پایه موتور توربین گازی کار کرد.((JET1 وT3))
jet1 ماشینی بود که با استفاده از توربین گازی موفق شد رکورد سرعت 245 کیلومتر بر ساعت رو از آن خودش کنه.(در سال 1952) و به خاطر این کارشون جایزه ی Dewar Trophy رو که از سال 29 اولین بار بود به شرکتی تعلق میگیره رو به دست بیاره!!!
——————————————————————
بعدش فکر میکنم منظورتون از کمک کردن به مهندسان رولز رویس موریس ویلکس باشه.
قضیه از این قراره که در زمان درگیری های جنگ جهانی دوم ویلکس که رهبری گروه روور رو برای توسعه موتورهای توربینی گازی به همراه تیم فرانک ویتل بر عهده داشت و
بعد از اون به خاطر مشکلاتی که روور با تیم ویتل گریبانگیرش شد بعد از سپری شدنه مدتی به پروژه رولز رویس در سال 43 پیوستن.
بعد از جنگ هم ویلکس کار خودش رو روی موتورهای توربین گازی ادامه داد که منجر به تولید اولین خودروی روور با موتور توربین گازی در سال 49 شد.((Rover JET1))
فقط انگلستان
۱۷ تیر ۱۳۹۶پهلوان جان تا جایی که من حضور ذهن دارم چارلز اسپنسر از شرکت رولزرویس به روور اومده بود و با اینکه عضو روور بود به شرکت رولزرویس کمک کرد تا موتورهای جتشو توسعه بده منظورم از طراح رنجروور این بود که طراح رنجروور بوده این فرد.
مجتبی
۱۷ تیر ۱۳۹۶جالب بود.
ممنون.