تکنولوژی های جدید موتورجت

 تکنولوژی های جدید موتورجت

نوعی از موتورها موتور جت نوع است که از راه خالی شدن شاره و شتاب دادن برای به وجود امدن پیش رانش بر اساس سومین قانون نیوتون بهره می برد. از انواع موتورهای جت می توان به موتورهای توربو جت ، توربوفن ، موتور موشک و … است . موتورهای جت شامل کمپرسور ، سیستمی برای سوخت دوربین ، سیستمی برای خارج شدن گازهای داغ است . موتورهای جت را می توان از نوع موتورهای واکنشی نامید که با بهره گیری از خارج شدن گازهای داغ به جلو حرکت می کند. از جمله تفاوت های این موتورها با موتور موشک این است که موتورهای جت تنها در اتمش=سفر کار می کند اما موتورهای موشک تمامی سوخت را با خود حمل می کند.

کار موتورهای جت اسان است . هوا با استفاده از یک مجرای ورودی به کمپرسور وارد می شود و پس از ان متراکم می شود و به محفظه احتراق وارد خواهد شد در این زمان اگر سوخت به ان افزوده شود هوا شعله ور خواهد شد . گرمایی که از سوختن بدست می اید منبسط می شود و  به سمت قسمت اخر موتور جریان پیدا می کند . جریان به وجود امده از بین پره های دوربین حرکت می کند و از راه شفت به کمپرسور وصل می شود. از این راه  هوایی که در توربین منبسط شده است به حرکت در می اید و در اخر نیز باعث حرکت کردن کمپرسور می شود . وقتی که هوا از توربین عبور کرد به سرعت زیادی به موتور وارد می شود . همین اختلافی که بین هوای ورودی و خروجی وجود دارد رانش ایجاد می کند.

تاریخچه موتورهای جت

استفاده از نیروی جت برای پیشرانش ،اولین بار توسط چینی ها در قرن۳میلای و اختراع راکت برای اتش بازی بود.استفاده از این نیرو پیشرفت کرده و در سلاح های جنگی استفاده شده است.استفاده از این تکنولوژی به عنوان پیشرانش، اولین بار توسط وان هو بود.او یک محقق چینی بود که راکت ها را پشت یک سورتمه نصب کرد .در بعضی داستان ها می گویند او می خواست به ماه برود و برای این کار راکت ها را زیر صندلی سورتمه بست تا بتواند بالا رفته و به ماه برسد.متاسفانه وقتی راکت ها روشن کرد این راکت ها منفجر شده و وان هو وصندلی اش منهدم شدند.

واقعه بعد توسط حسن چلبی به وجود امد که توسط راکت ها یک شکل مخروطی ایجاد کرد و بعد از روشن کردن ان به دریا افتاد.۵سال بعد نیوتن مکانیک کلاسیک را پایه گذاری کرد.علم مکانیک طی سالها گسترش پیدا کرد تا نهایتا موتورهای پیستونی به میان امدند.قبل از اختراع موتورهای جت از موتورهای پیستونی برای  به حرکت درواردن ملخ بهره می بردند. که افزایش سرعت ملخ باعث به وجود امدن نیروی پیش رانش می شود..

در ان زمان موتورهای پیستونی تنها انتخاب طراحان بود این موتورها باعث تولید هواپیماهایی با کارایی پایین می شدند.قبل از شروع جنگ جهانی دوم طراحان به این نکته دست یافته اند که موتورهای پیستونی محدودیت هایی را در سرعت به وجود می اورند.این محدودیت ناشی از مشکل راندمان پیشرانه در هنگام رسیدن سرعت عبور هوا به سرعت صوت بود.برای حل این مشکل دوروش وجود دارد یکی این که طراحی موتورهای پیستونی به طور کامل بهبود پیدا کند و دیگری این که فقط در قسمت پیشرانش ازطرح جدیدی استفاده کند.این مشکلات انگیزه ای را به وجود اورد که باعث توسعه توربین های گاز بود و انقلابی در ایجاد موتورهای جت ایجاد کرد.

توربین گازی قسمت اساسی موتورهای جت بود که قبلا برای به وجود اوردن برق در نیروگاه استفاده می شد.اولین نظر درباره توربین گازی برای پیشرانش هواپیما را ماکسیم گیوم فرانسوی ثبت کرد.موتوری که او ایده ان را داد طبق تعریف امروزه یک موتور توربوجت بود.

تحولاتی در موتورهای جت

ناسا  از نوعی طرح برای نسل بعدی جت های مسافربری که ویژگی پرواز فضایی در زیر فضا را داشته اند رونمایی کرده است .جت معرفی شده این ویژگی  را دارد تا بتواند صد نفر مسافر را درخود جای دهد و هم چنین سرعت ان نیز سه برابر سرعت صورت خواهد بود. موتور این جت از خانواده رم جت های چرخشی است که ویژگی مکش هوا و تبدیل کردن ان به راکت را دارد. زمانی که سرعت این رم جت ها به سه ماخ برسد ان ها به راکت تبدیل خواهند شد.رانشی که برای پرواز کردن نیاز است نیز با رساندن اکسیژن مایع به قسمت خروج هوا تامین می شود.

قدرت موتورهای جت توسط نیروی پیش راننده ان تعیین می شود .یکی از اولین موتورهای جت توسط مهندسین المانی ساخته شده است که قادر به تولید ۲۵۰ پاوند نیروی پیش راننده بود.در ایران نیز موتورهای جت جدیدی در حال توسعه اند.موتورهای جتی که چهار برابر قدرت موتورهای جت کنونی را دارا هستند.این موتورها با همکاری ۳۰شرکت در حال تولید است.محققان کشور توانسته اند فناوری ساخت این موتورهای جت را بومی سازی کنند.وزارت دفاع می تواند نیازهای خورا درسه دسته طبقه بندی کرده و برای تولید انها را به این شرکت ها بسپارد.

تکنولوژی های جدید درموتوهای جت بوئینگ

موتورهای جت از ابتدای پیدایش دارای تحولات کمی بودند.بیشترین تحولات ان در زمینه کاهش مصرف سوخت و بهینه سازی موتورها بوده است.اما الان بوئینگ به دنبال موتورهای لیزری است .موتوری که بوئینگ به تازگی اختراع کرده ،رانش را به شیوه متفاوت استفاده می کند.این موتور لیزری می تواند قدرت جلوبری برای هواپیماها،موشک ها و سفینه های فضایی را ایجاد کند.روش کار لیزری – هسته ای به صورت زیر است:

۱-موتورجدید با پرتاب کردن پرتوی مملو از انرژی لیزر به مواد رادیواکتیو کار خود را شروع می کند.

۲-لیزر باعث بخارشدن مواد رادیو اکتیو و ایجاد واکنش همجوشی هسته ای می شود که نتیجه ان انفجار هسته ای است.و این باعث تولید انرژی زیادی می شود.

۳-هیدروژن یا هلیوم تحت فشارتحت فشار بالا از خروجی موتور خارج شده و تولید رانش می کند .

۴-در این زمان دیواره داخلی محفظه پیشراننده که با اورانیوم ۲۳۸ پوشیده شده است در اثر برخورد با نوتورن های پرانرژی ازاد می شوند و واکنش هسته ای انجام داده و گداخته می شوند.

۵-موتورگرمای ایجادشده توسط اورانیوم داخل محفظه پیشراننده را با تزریق مواد خنک کننده در سمت دیگر محفظه احتراق خنک می کند.

۶-به توربین و ژنراتور مایع خنک کننده ارسال می شود و این باعث تبدیل انرژی گرمایی به الکتریسیته خواهد شد . از الکتریسته حاصل برای تولید کردن لیزر استفاده می شود .

۷-به جز مواد رادیو اکتیو موتور احتیاج به نیرویی خارجی کمی دارد .

هم چنین بوئینگ سعی دارد از سرامیک های سه بعدی برای موتورهای جت استفاده کند.سرامیک چاپ شده حدود ۱۷۰۰درجه سانتی گراد می تواند گرما را تحمل کند.که در این دما بسیاری ازمواد ذوب می شوند.این فناوری در موتورهای جت باعث کاهش سوخت می شود.این شرکت ادعا دارد با این تکنولوژی میزان سوخت را تا ۱۵درصد کاهش دهد.