پاسخ به سوالات

---

سوال پرسیده شده: (آرش) اگر امکان دارد کمی بیشتر درباره ی یک پالس جت قوی یا موتور موشکی (سوخت مایع) قوی ( جزئیات قطعات و نحوه تهیه یا ساخت قطعات ) توضیح بدهید.
پاسخ : هم اکنون در حال تهیه ی مقاله ای جامع در مورد طراحی و ساخت موتورهای پالس جت هستم که بدلیل حجم زیاد مطلب که حدود 40 تا 50 صفحه میباشد کمی طول می کشد و تا کنون نصف آن آماده شده است. در این مقاله طراحی انواع موتورهای پالس جت دریچه دار بررسی شده و دید باز و خوبی به خوانندگان میدهد. در مورد موتورهای راکتی فعلا مقاله ای کامل که در مورد طراحی باشد در برنامه ی کاری ندارم و وقتم کامل پر است ولی در مورد موتورهای راکتی سوخت جامد مدل احتمالا مطلبی خواهم داشت. مسئله ی مهمی که لازم میدانم به عرض برسانم اینست که موتورهای راکتی سوخت مایع خیلی بیشتر از آنچه فکرش را بکنید خطرناک هستند و اصلا شوخی بردار نیستند؛ لازمه ی کار با آنها در اختیار داشتن امکانات و تکنولوژی بالا و مهمتر دانش کافی نسبت به کارکرد و اجرای آنهاست.
سوال پرسیده شده : (محمد) می خواستم بپرسم که برای فعالیت در کارهای فضایی کدام رشته بهتر است و شما کدام رشته را پیشنهاد می کنید که پر طرفدار هم باشد. ببخشید می شود مرا در ساختمان هواپیماهای ملخی راهنمایی کنید.
پاسخ : دوست عزیز در ایران هنوز رشته ای که بطور کل در مورد فضا و فضانوردی باشد وجود ندارد و انتظار هم نمیرود که تا چند دهه این امکان فراهم شود، چون نیازمند بودجه ای بسیار سنگین است و لازم است بدانید علومی که مربوط به این شاخه میشوند طیف وسیعی از علوم هستند که تعدادی از آنها در ایران وجود دارند. رشته ی هوافضا با گرایشهای اصلی آیرودینامیک، پیشرانه ها، مکانیک پرواز و سازه های هوافضایی در ایران نزدیکترین رشته به علوم فضایی است. هر سوالی نیز در مورد هواپیماهای ملخی داشته باشید بپرسید تا جواب را بنویسم.
سوال پرسیده شده : (ابوالفضل) میخواستم بدانم میشود از ترکیب موتور جت و توربوشارژر موتور جدیدی ساخت؟ من میخواهم آن را روی موتور سیکلت سوار کنم.
پاسخ : همانطوریکه در سوالات بعدی پاسخ داده شده با توربوشارژر میتوان یک نمونه ی آزمایشی و آموزشی موتور جت ساخت که بتوان با آن سیکل موتورهای جت را بررسی و تحلیل کرد ولی در موارد بسیاری از توربوشارژر به عنوان یک دستگاه پیشران در موتور یا دوچرخه یا یک مینی اتومبیل، استفاده شده است. با تهیه و ساخت چنین پیشرانی میتوانید آنرا روی موتور نصب کرده و استفاده کنید ولی به زحمتی که خواهید کشید نمی ارزد. مشکلات زیاد این کار از قبیل صدای بسیار ناهنجار و آزار دهنده، وزن بالا و هزینه و وقت بالا باعث شده تا چنین کاربردهایی کمتر شود. بعلاوه تراستی که با این پیشران خواهید داشت بسیار کم خواهد بود و با موتورهای دو زمانه ی مخصوص موتور اصلا برابری نمی کند.
 

سوال پرسیده شده : (رضوان) من درگیر انتخاب رشته هستم و به کارهای تحقیقاتی علاقمندم، اما نمی دانم بازار کار و امکان دنبال کردن کارهای تحقیقاتی در رشته ی هوافضا در ایران تا چه حد به ایده آل های رشته نزدیک است. در صورت امکان اینجانب را راهنمایی کنید.
پاسخ : در مورد دیر پاسخ دادن به این سوال جهت انتخاب رشته پوزش می طلبم. کارهای تحقیقاتی در زمینه ی هوافضا بسیار وسیع است اما در ایران از آن استقبال چندانی نمی شود و محقق باید خودش تمام امکانات را فراهم کند. در دانشگاه برای پروژه ی تحصیلی با شرایط خاص و درصد موفقیت بالا و با تایید اساتید میتوانید اعتباری متوسط بگیرید ولی بسیاری از امکانات طراحی و آزمایش مانند تونل باد و کارگاه تراشکاری و بسیاری از حساسه ها که اصول کار را تشکیل میدهند در اختیار ندارید. خوشبختانه با تلاشی که دوست گرامیم آقای مهندس سعید شادروانان برای تشکیل گروه تحقیقات پیشرانش داشته اند در تیر ماه سال 1383 این گروه تشکیل شد و هم اکنون نیز با مدیریت ایشان فعالیتی وسیع در زمینه ی طراحی و ساخت موتورهای جت دارد.
سوال پرسیده شده : (آرش) برای ساخت یک موتور پالس جت از نوع دریچه متحرک dynajet از چه قطعات آماده ای که در بازار موجود هستند، می شود استفاده کرد و کدام ها را باید ساخت و اگر میشود یک هزینه تقریبی برای ساخت یک پالس جت که بتواند یک هواپیمای مدل را با وزنی در حدود 12 کیلوگرم به پرواز در بیاورد، در وبلاگ بنویسید.
پاسخ : برای ساخت یک پالس جت با بازدهی خوب نمیتوانید از قطعات آماده استفاده کنید و باید همه ی قطعات ساخته شوند. در کل اگر قصد استفاده از پالس جت را برای هواپیمایتان دارید باید هواپیما را با در نظر گرفتن موتور بسازید و چندین راه برای این کار وجود دارد. هواپیمایی که دارای وزن 12 کیلوگرم باشد باید هواپیمای خیلی بزرگی باشد که نیاز به چند موتور بزرگ دارد، در غیر اینصورت وزن هواپیمای شما غیر استاندارد است و باید موتورهای خیلی بزرگی روی آن نصب شود. در مورد طراحی و ساخت پالس جت همانطور که گفته شد مقاله ای جامع در حال تکمیل است. قیمت ساخت یک پالس جت با ابعادی معمولی چیزی در حدود 30 تا 70 هزار تومان است که این مقدار نیز بستگی به نحوه و کیفیت و دقت کار دارد و در صورتی که آشنا داشته باشید میتوانید قیمت را خیلی پایین تر هم بیاورید. بطور نمونه دوستانی مانند آقا مهدی (بهروز) که تا حدودی در کارهای ساخت و تولید هستند در صورت تمایل میتوانند قطعات را ارزانتر برای شما بسازند و مطلبی که باید بگویم اینست که بسیاری از تراشکارها عادت دارند که زیاد تر پول بگیرند و قیمت ها را در بعضی موارد مانند یک شفت بسیار ساده ی میکروجت به مقدار نجومی برسانند. سخن آخر در مورد قیمت ساخت پالس جت اینست که در صورتی که کمی فعالیت کنید و بتوانید قسمت لوله و محفظه ی احتراق پالس جت را خودتان بسازید قیمت ساخت سایر قطعات یک پالس جت معمولی بیشتر از 25 هزار تومان نمی شود.
سوال پرسیده شده : می خواستم طرز درست کردن یک موتور جت در حد هواپیماهای مدل برای انجام یک کار تحقیقاتی را برایم توضیح بدهید چون کل ماکت را که از روی طرح جنگنده ی اف-22 که با تلاش شبانه روزی و به مدت یکسال رویش کار کردم و بدنه را که از نظر محاسبات علمی ساخت هیچ اشکالی ندارد، ساختم و تنها چیزی را که ندارد یک موتور جت کوچک است.
پاسخ : همانطوریکه همه ی خوانندگان میدانند قرار بود در این تابستان مقاله ی کامل آموزش ساخت میکروجت روی صفحه قرار بگیرد ولی با مشکلاتی که به جهت خود طرح توربین و ساخت توربین پیش آمد تا مدتی عقب افتاده تا مشکلات آن حل و بررسی شوند. هم اکنون با همکاری گروه تحقیقاتی پیشرانش بر روی این مسئله کار میکنیم تا مشکل طراحی توربین حل شود. این کار نیازمند وقت کافی و هزینه ای بالاست که گروه هزینه را نیز به عهده گرفته است. البته در بسیاری از موارد خرید با صرفه تر از ساختن است ولی در کل قولی که داده ام پا برجاست و دیر یا زود مقاله روی صفحه قرار خواهد گرفت.
سوال پرسیده شده : (امین) در مورد fuel injector در موتورهای رم جت توضیح دهید.
پاسخ : در موتورهای رم جت بدلیل گوناگونی محفظه ی احتراق ،هر کدام دارای نوعی تزریق کننده هستند و طراحی و تحلیل و بررسی تزریق کننده ها بطور کامل فراتر از اطلاعات من است ولی در مورد نحوه ی کارکرد تزریق کننده ای مانند شکل زیر باید گفت که پاشش سوخت به دلیل تکانه و پسای قطرات ریز سوخت، باعث مکش هوا میشود. در هر حال این فرآیند یک ناحیه ی فشار پایین را در داخل مخروطی پاشش ایجاد میکند که باعث میشود جریان پایین دست (ما قبل) نازل همگرا شود. این ناحیه ی فشار پایین توسط جریان محوری بالا دست (بعد از) فرآورده های احتراق و ممانعت از همگرایی در محفظه ی احتراق خنثی میشود.

خوب است بدانید در یک نازل پودر کننده ی فشاری ساده ی سوخت ، دبی سوخت (نسبت جرم جریان سوخت) متناسب با جذر فشار تغییر میکند و از این طریق میزان قدرت و دور موتور تغییر پیدا میکند.
سوال پرسیده شده : (احمد فیزیک) میشود ابعاد ساخت قطعات یک موتور پالس جت را به طور کل 1.5 یا 2 برابر کرد و ساخت؟ آیا موتور روشن میشود؟
پاسخ : امکان این کار بطور حتم وجود دارد و شما میتوانید همان نقشه هایی را که برایتان ارسال کردم تغییر ابعاد بدهید و البته فراموش نکنید که زاویه ها ثابت هستند ولی قوس هایی که برای آنها شعاع تعیین شده است نیز متناسب با بقیه تغییر میکنند. در ضمن با بزرگتر کردن و یا کوچکتر کردن ابعاد، با یک ضریب خاص، قدرت موتور شما متناسب با آن ضریب تغییر نمیکند بلکه پیرو مسائل دیگری است.
سوال پرسیده شده : (آرش) می خواستم ببینم توربوشارژر هایی را که در وبلاگ درباره ی آنها نوشته بودی به همان قیمتی که گفته بودی در حدود 30 هزار تومان خریدی؟ و اینکه میتوانی از همان مدل توربوشارژر kkk-k26 یکی بگیری و برایم بفرستی؟!
پاسخ : قرار نبود آن مدلهایی که معرفی شدند با آن قیمت خریداری شوند ولی در مورد خرید آنها هم اکنون مشکلی نیست و میشود به راحتی آنها را خریداری کرد. من در اواخر تابستان سال پیش یک توربوشارژر برای راه اندازی یک موتور آزمایشی خریدم  که کمپرسور آن صدمه ی اساسی دیده بود و قابل استفاده نبود. تصویر پایین متعلق به کل اجزای توربوشارژر بنده است.

در مورد توضیحاتی که در مورد این موتورهای دست ساز خواسته بودید توضیحی مختصر و ساده از نحوه ی این کار مینویسم. در مورد نحوه ی کارکرد باید گفت که توربوشارژر دارای یک کمپرسور مرکز گریز است که نقش کمپرسور و دارای یک توربین شعاعی است که نقش توربین را در موتور جت اجرا میکنند. خرطومی که در شکل مشاهده میکنید نقش دیفیوزر را اجرا میکند و در بعضی مدلها پره های دیفیوزر نیز درون آن هستند در حالی که در داخل بیشتر آنها هیچ پره ای وجود ندارد. خرطومی دیگر نقش NGV یا همان کنترل کننده های جریان محفظه ی احتراق را اجرا میکنند. در این توربوشارژرها تقریبا تمام قطعات اصلی حاضر هستند و تنها نیاز به طراحی یک محفظه ی احتراق دارند. تصویر زیر نحوه ی اتصال محفظه ی احتراق به توربوشارژر را نشان میدهد.

در تصویر پایین درون یک محفظه ی احتراق را که در توربوشارژر استفاده میشود به همراه خود توربوشارژر، نشان داده شده است. هوای خروجی کمپرسور که همان لوله ی خروجی خرطومی است با یک لوله به دیواره ی بیرونی محفظه ی احتراق متصل شده است. نوع محفظه ی احتراقی که میتواند استفاده شود لوله ای یا همان can است که قبلا معرفی شده است و بررسی های عملکرد احتراق نشان میدهد که بهتر است جریان مستقیم به توربین برخورد کند و خروجی محفظه ی احتراق بصورت مستقیم به خرطومی که توربین را می پوشاند متصل شود.

از آنجایی که تمام قطعات اصلی یک موتور جت در توربوشارژر موجود است تنها کار دشواری که می ماند طراحی محفظه ی احتراق است که نیازهای خاصی دارد و باید مطابق با توربین و کمپرسور و بطور کلی با در نظر گرفتن ورودی و خروجی طراحی شود. سایر سیستم های فرعی نیز باید متناسب با توربوشارژر در موتور مورد استفاده قرار بگیرند. قابل توجه است که در این نوع موتورها پس سوز نیز قابل استفاده است ولی همانطور که در پاسخ به آقا ابوالفضل ذکر شد این موتور دست ساز تراست قابل توجهی ندارد و امروزه در تعدادی از دانشگاههای دنیا از آن برای آزمایش، بررسی و تحلیل سیکل و عملکرد موتورهای جت استفاده میشود. تصویر زیر یک موتور و مینی اتومبیل دست ساخته است که با مهارت و ذوق یک انسان ساخته شده است و در کانال Discovery science نیز به نمایش در آمده است.

سوال پرسیده شده : (امین) چگونه یک شمع میتواند در یک محفظه ی احتراق سوختی را که در همه ی جهات در هوایی که با سرعت زیادی در حرکت است روشن کند و تمامی سوخت آتش بگیرد، آیا از شمع خاصی استفاده می شود، توضیح دهید.
سوال دوم : آیا در محفظه ی احتراق شمع سریع کار می کند یا جور دیگری است، توضیح دهید.
سوال سوم : آیا برای جاری شدن سوخت در سوخت پاشها باید سوخت را درون سوخت پاشها پمپ کرد؟
پاسخ : تعبیری که شما از محفظه ی احتراق دارید درست نیست. در قسمت ابتدایی محفظه ی احتراق جریان سرعت چندانی ندارد و طراحی ایجاب میکند که جریان در قسمت ابتدایی حرکتی بسیار کند و یا خلاف جهت جریان اصلی داشته باشد تا سوخت و هوا در ناحیه ی اولیه ی بخوبی با هم مخلوط شوند و شمع همانطور که قبلا نیز گفته شده در قسمت ابتدایی قرار دارد و در مکانی که سوخت و هوا بخوبی مخلوط شده اند جرقه میزند ولی لازم است بدانید که قدرت و شدت جرقه ی این شمع ها بسیار بیشتر از جرقه ی بکار رفته در یک موتور پیستونی است.

برای وارد کردن سوخت به درون محفظه ی احتراق موتورهای توربینی سوخت باید به تزریق کننده ها پمپ شود و همانطوریکه در مورد تزریق کننده در بالا توضیح داده شد، فشار و دبی سوخت باید میزان درستی باشد که با طراحی مشخص شده و محدوده ای که مجاز شناخته شده را نیز شامل میشود.