เหตุใดเครื่องยนต์เครื่องบินรุ่นใหม่ๆจึงมีขนาดเครื่องยนต์ที่ใหญ่ขึ้นมาก ?
แรงขับเครื่องยนต์เครื่องบินได้จาก reaction force จากการเร่งมวลอากาศไปข้างหลัง ปริมาณแรงขับขึ้นกับอัตราการไหลมวลอากาศและความเร็วอากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ คำนวณได้ตามกฏของนิวตันคือ แรงเท่ากับอัตราการไหลอากาศ คูณกับ การเปลี่ยนแปลงความเร็ว ของมวลอากาศที่ไหลเข้าด้านหน้าและออกจากเครื่องยนต์ด้านท้าย
( เเรงขับ = มวลอากาศ * ความเร็วอากาศที่ออกท้ายเครื่องยนต์ )
การออกแบบเครื่องยนต์เครื่องบินพาณิชย์ซึ่งเน้นความประหยัดเชื้อเพลิงจะพยายามสร้างแรงขับที่ต้องการ ด้วยการเพิ่มปริมาณอากาศให้ได้มากที่สุด แล้วลดความเร็วของมวลอากาศที่ออกท้ายเครื่องยนต์ให้เหลือน้อยที่สุด คือ จากสมการเเรงขับคือเพิ่มพจน์ มวลอากาศ เเละ ลดพจน์ความเร็วอากาศที่ออกท้ายเครื่องยนต์ โดยที่เเปรผันให้ได้ผลคูณ คือ เเรงขับเท่าเดิม ที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องบินรุ่นเดียวกัน
ซึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มกระเเสอากาศ Bypass ที่อยู่รอบเเกนเครื่องยนต์ โดยการเพิ่มขนาดเส้นป่านศูนย์กลางเครื่องยนต์นั่นเอง
ภาพเเสดงกระเเสอากาศ Bypass ที่ไหลรอบเเกนเครื่องยนต์โดยไม่ผ่านเข้าห้องเผาไหม้
การทำเช่นนี้จะทำให้สามารถลดพลังงานจลน์ (kinetic energy loss) ของมวลอากาศความเร็วสูงที่พุ่งออกจากส่วนท้ายของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก โดยที่แรงขับที่ได้ยังคงเดิมอยู่ (วิศวกรพยายามลดพลังงานในทุกรูปแบบที่พุ่งออกทางท้ายเครื่องยนต์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดน้ำมัน ทั้งพลังงานความร้อนของไอเสีย และพลังงานจลน์จากมวลไอเสียที่พุ่งออกมา)
ภาพเเสดงกระเเสอากาศ Bypass ที่ไหลรอบเเกนเครื่องยนต์โดยไม่ผ่านเข้าห้องเผาไหม้
ทั้งนี้การเเกะร่องรอยของพลังงานที่ทิ้งออกทางท้ายเครื่องยนต์ จะเป็นไปตามกฏอนุรักษ์พลังงาน คือพลังงานที่ทิ้งไปไม่ได้ได้มาฟรีๆ เเต่จะถูกเเบ่งมาจากต้นทางซึ่งก็คือพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั่นเอง ดังนั้นถ้าลดพลังงานส่วนท้ายท่อได้ ก็จะลดพลังงานปริมาณการเผาเชื้อเพลิงได้ตามกฏ energy conservation
การเพิ่มมวลอากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ทำได้โดยออกแบบ air bypass ratio ให้สูงขึ้น bypass ratio คือปริมาณอากาศที่ไหลผ่านรอบนอกเครื่องยนต์โดยไม่ไหลเข้าสู่ห้องเผาไหม้บริเวณเเกนกลาง เครื่องยนต์เครื่องบินปัจจุบันจึงมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น (ที่แรงขับเท่ากัน) จนดูน่าเกลียด เครื่องยนต์ปัจจุบันสามารถทำ bypass ratio ได้มากกว่า 10 ทำให้มีการประหยัดเชื้อเพลิงที่ดีขึ้นมาก
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
