سوال پرسیده شده (سالار، امین و ...) : لطفا چند نمونه از ترکیب سوخت و اکسنده در موتور های راکتی سوخت جامد را که برای من قابل تهیه باشند ارائه دهید.

پاسخ : خیلی از دوستان از طریق ایمیل یا در نظرات، این سوال را پرسیدند که باید عرض کنم چنانچه دستورالعمل خاصی برای ساخت یا استفاده از یک نوع راکت نمی دانید یا در اختیار ندارید باید توجه کنید که، کار با راکتها بسیار خطرناک است و در صورتی که موتور راکت درست یا بطور واضح تر اصولی طراحی نشده باشد امکان انفجار آن بسیار زیاد است. از طرف دیگر برای هر نوع سوخت و اکسنده، دبی(نسبت جرم جریان) خاصی از هر کدام نیاز بوده و هر کدام با نسبت خاصی از 100 درصد با یکدیگر مخلوط میشوند و باید از نظر استوکیومتری دارای نسبت درستی باشند. یک نوع سوخت و اکسنده ی مناسب و متداول برای راکت های مدل، پتاسیم نیترات و دکستروز (گلوکز راست گرد) بی آب است که با نسبت 65 درصد پتاسیم نیترات و 35 درصد دکستروز مواد پیشران را تشکیل میدهند. پتاسیم نیترات با مواد دیگری نیز مانند سوکروز (قند یا شکر) و فروکتوز، با نسبت های دیگری تشکیل یک مخلوط پیشران را میدهد. به هر حال من در این مورد زیاد توضیح نمیدهم و این موضوع را موکول میکنم به آینده. بعلاوه باید عرض کنم که اینجانب هیچ مسئولیتی در قبال سهل انگاری و حوادث ناشی از آن را به عهده نمی گیرم.

سوال پرسیده شده (مزدک) : 1- حجم محفظه احتراق با توجه به قطر (ايكس) كمپرسور گريز از مركزحدودا چند ليتر بايد باشد؟
2- همان طور كه گفتيد برای اين كه شفت در محفظه ی احتراق annular صدمه نبيند دور آن یک لوله ميكشند، آيا مجاری و سوراخ های (ورود) هوا به محفظه ی احتراق اين لوله هم شامل آن ميشود؟ در صورتی كه اين طور باشد و ما سوراخ ها را ايجاد نكنيم ولی در عوض به سوراخ های محفظه احتراق بيفزاييم، آیا مشكلی پيش مياید؟
3- چرا در زمان احتراق گازهای پر فشار از سوراخهای اطراف محفظه به خارج نفوظ نمی كنند؟ درست است كه علت آن پر فشار بودن هوای كمپرس شده است ولی آيا گازهای خروجی به اندازه آن فشار ندارند، در حالی كه فشار گاز به تمام جهت هاست؟
4- موتورهای دست سازی كه با قطعات یک توربوشارژر متوسط ساخته ميشوند، حدودا چند اسب بخار گشتاور توليد می کنند؟
یک پیشنهاد هم راجع به قسمت پس سوز موتورها داشتم، البته نميدانم كه عملی هست يا نه و فكر ميكنم باعث افزايش تراست و قدرت موتور شود و اين كه ما بيايیم يک فيدبک از خروجی مثلا 50% گازهای گرم خروجی را به ورودی موتور تزريق كنيم به نظرم بايد تاثير داشته باشد و هم مصرف سوخت کم شود؟
پاسخ : 1- حجم محفظه ی احتراق تابع قطر یا اندازه ی کمپرسور نیست بلکه طراحی کلی محفظه ی احتراق نیازمند مراحل خاص طراحی خود است که شامل :
فرآیند احتراق
اشتعال
پایداری احتراق
مقیاس گذاری طولی
نسبت کل فشار سیستم احتراق
دیفیوزر سیستم احتراق
سوخت ها
اجزای اصلی محفظه ی احتراق
توزیع جریان هوا
پارامترهای عملکرد
و دیگر مواردی که از حیطه ی اطلاعات من خارج است و برای تمامی این موارد روابط ریاضی خاصی وجود دارد و ذکر آنها در اینجا ممکن نیست. در آینده مبحث کامل طراحی محفظه ی احتراق را که حاصل فعالیت دو ماهه ی من است، در بخش PDF قرار خواهم داد. این گزارش فعلا در انحصار گروه تحقیقاتی پیشرانش است و اجازه ی انتشار ندارد.

2- من اصلا قصد نداشتم که شما را به اشتباه بیندازم و اگر دقت کنید میبینید که من آن نوشته ها را برای تفهیم مطلب در پاسخ به سوال دادم و در اصل به این صورت است که محفظه ی احتراق  شامل دو لوله که یکی قطورتر از دیگری است و دارای سوراخهایی هستند میباشد و در تمام موتورها یک لوله یا لایه ی دیگر که کم قطر تر از همه و ضخامت آن به شفت نزدیک است، وجود دارد که بخاطر روغنکاری و(/ یا) خنک کاری و بیرینگ شفت را محصور کرده است. در مورد اینکه میخواهید سوراخ های لوله ی کوچک تر را حذف کنید و به لوله ی بزرگتر اضافه کنید، باید عرض کنم که از چند نظر با مشکل رو برو میشوید : اول اینکه خنک کاری لوله ی کوچک با مشکل روبرو میشود و به این سادگی ها نیز قابل حل نیست. مسئله دوم که مهمتر است مسئله ی احتراق کامل، پایدار و منظم است که در این مورد با مشکل روبروست و حل این مسئله بسیار مشکل است که در آن لوله ی بزرگتر باید به شکل شبکه ای در بیاید.
3- در پاسخ به این سوال باید گفت که فضای درونی محفظه ی احتراق به چند دسته تقسیم میشود به ترتیب : A- ناحیه ی اولیه که جریان هوا بسیار کند است و در آن هوا با سوخت مخلوط شده میسوزد، B- ناحیه ی تداخل که جریان تداخل کننده در آن احتراق را کامل می کند و سوخت سوزانده نشده را می سوزاند و جریان شتاب میگیرد و C- در قسمت انتهایی محفظه ی احتراق ناحیه ی رقیق سازی است که هوای رقیق سازی برای پایین آوردن دمای بسیار بالای جریان احتراق وارد میشود. علاوه بر اینها درصدی از کل جریان به عنوان هوای خنک کننده ی کل قسمت های محفظه ی احتراق استفاده میشود. در زمان استارت کمپرسور با یک واسطه به کار می افتد و جریانی با خصوصیات مطلوب دما، فشار و ... را فراهم کرده و به محفظه ی احتراق میفرستد. در این هنگام یک طرف محفظه ی احتراق که به توربین ختم میشود و خروجی است دارای فشار محیطی بسیار کمتری نسبت به داخل محفظه ی احتراق است. در حالت استارت، گازها به سرعت از توربین گذشته و خارج میشوند و در حالت کارکرد عادی نیز به همین صورت است که فشار محیطی قسمت توربین کمتر از داخل محفظه ی احتراق و نیز کمتر از فشار هوایی که کمپرسور میفرستد می باشد. به دلیل این محدودیت از طرف کمپرسور و اختلاف زیاد فشار بین گازهای محترق و جریان آزاد بیرونی، جریان به سمت جریانات آزاد بیرونی که از طریق عبور از توربین ممکن میشود، حرکت میکند.

4- موتورهای دست سازی که با قطعات توربوشارژر ساخته میشوند هم از نظر اندازه با هم اختلاف زیادی دارند و هم از نظر طراحی. اگر طراحی آنها پیشرفته باشد، گشتاور بیشتر و اگر اندازه ی بزرگتری نیز داشته باشند گشتاور بیشتری تولید میکنند و عکس این مطلب نیز صادق است. در حال حاضر کار با این توربوجت ها همانطور که قبلا نیز گفته شد بیشتر برای آزمایش است و اگر کاربردی هم داشته باشد از تراست آن استفاده میشود. متاسفانه اطلاعاتی از گشتاور محور توربوشارژر در اختیار ندارم و لازم است بدانید که استفاده از شفت توربوشارژر کار بسیار مشکلی است که تنها از توان کسانی بر می آید که علاوه بر تبحر بسیار در زمینه ی طراحی و ساخت، تجربه ی بالایی نیز در این کارها داشته باشند.
در مورد پیشنهاد شما هم باید عرض کنم که وارد کردن مقدار مشخصی از خروجی موتور به قسمت انتهای کمپرسور در بسیاری از موتورها کاربرد دارد و یک سیکل معین است که عملکرد کل را بالا می آورد و بررسی انواع سیکل ها را به همراه نمودار های دقیق در سال بعد برایتان آماده میکنم چون بحث بسیار مهمی است و دید کلی کارکرد موتور را بر حسب قدرت، عملکرد و بازدهی میدهد.

سوال پرسیده شده (عارف) : آیا ایران توانایی ساخت موتورهای جت را دارد؟ تا چه حد عالی یا کم؟
پاسخ : در مورد توانایی ایران در ساخت موتور جت باید گفت که ایران توانایی کامل ساخت موتورهای جت را دارد و هم اکنون نیز تعدادی شرکت سازنده مانند سمت به این کار اشتغال دارند. در مورد ساخت اجزاء باید گفت که امکان ساخت تمام قطعات حتی توربین در ایران وجود دارد ولی متاسفانه از نیروی کار استفاده نمی کنند یعنی افراد بسیاری در ایران وجود دارند که میتوانند موتورهایی با قدرت و بازدهی بسیار زیاد طراحی کنند ولی حمایتی وجود ندارد و بودجه ای برای این کار اختصاص داده نمیشود. در مورد کیفیت کار هم میتوان گفت که کیفیت بیشترشان در سطح نا مطلوبی است ولی شرکت هایی که موتورهای توربین گازی کاملا خارجی را وارد یا مونتاژ میکنند کیفیت بالایی دارند ولی عرض میکنم که هیچ موتور کاملا داخلی نداریم و تقریبا همه ی موتورها طراحی خارج هستند و در ایران با مهندسی معکوس همان طراحی ها دوباره طراحی میشوند و تفاوتشان در کارکرد این است که نمونه ی ایرانی دارای عملکرد و بازدهی و مدت کارکرد پایینتر است. البته ما در گروه تحقیقاتی پیشرانش قصد داریم تا موتورهای توربوجت کاملا ایرانی را وارد عرصه کنیم و این کار تا کنون با طراحی یک میکروجت کاملا ایرانی پیش میرود. تصویر پایین نمونه یک موتور خارجی است که در سمت با مهندسی معکوس ساخته شده است.

سوال پرسیده شده (آرش) : 1- به نظر شما یک موتور پیستونی ( ملخی ) که بتواند یک هواپیمای مدل را با وزنی حدود 2 الی 3 کیلوگرم از زمین بلند کند و به پرواز در بیاورد، چه مشخصاتی باید داشته باشد؟ منظورم همان rpm و گشتاور آن است و آیا از موتورهای موجود در بازار که اغلب کاربرد کشاورزی دارند و یا موتور، موتور سیکلت های کوچک (mini) می توان استفاده کرد؟
2- سوال دیگر در مورد ایلران هواپیمای مدل اینکه وقتی می خواهیم که اهرم را که یک سرش به سروو وصل شده ، وصل کنیم به سکان ایلرن ، یکی از اهرم ها را در یک ایلرن از روی سکان وصل می کنیم و در ایلران بال دیگر از زیر سکان وصل می کنیم تا با چرخش سرووها ایلران ها به صورت معکوس عمل کنند، درست است؟
3- و در مورد ایلران های مدل های کوچک که هر دو از یک سروو استفاده می کنند اگر عکسی دارید در وبلاگ بگذارید، چون با عکس موضوع بهتر تفهیم میشود و اگر عکس ندارید توضیحی بدهید تا با مکانیزمش آشنا بشویم.
4- حروف lbs که در مشخصات موتورهای جت می نویسند چیست؟
پاسخ : 1- اگر بخواهید که دقیق حساب کنید باید تمام مشخصات هواپیما را داشته باشید و بعد با محاسبات مربوط به ملخ، نوعی ملخ مناسب اندازه را پیدا کرده و موتوری با مشخصات بدست آمده تهیه کنید ولی بطور کلی اگر یک موتور (پیستونی با ملخ) با تراست 2 الی 4 کیلو گرم و با وزن کم پیدا کنید میتوانید کارتان را حل کنید. برای این کار باید تعدادی موتور را به همراه ملخ آزمایش کنید و بهتر است این کار را روی هواپیمایتان انجام دهید. این کار را برای تمام کسانی که قصد چنین کاری را دارند پیشنهاد میکنم چون محاسبه ی دقیق و اندازه گیری برای همه ممکن نیست و بیان کردن مسائل rpm و گشتاور و ... مربوط به موتور مناسب نیز شاید کمی برای همه گنگ باشد. در مورد موتورهای مختلف موجود در بازار نیز باید گفت که نمیتوان از همه ی آنها استفاده کرد و از میان این موتورها تنها تعداد کمی از آنها شرایط مناسب را دارا هستند ولی در کل اگر هواپیمایتان کوچک است میتوانید از موتور الکتریکی cdrom کامپیوتر استفاده کنید و اگر کارتان بزرگتر و دقیق تر است از موتورهای پیستونی مخصوص آن استفاده کنید چون همه ی شرایط را دارا هستند و قابل تهیه از فروشگاههای هواپیمای مدل هستند و در انتها هم باید بگویم که از مشخصات موتورهای موتور سیکلت های کوچک اطلاعی ندارم ولی به نظر می رسد این موتورها خیلی بزرگ و سنگین باشند.
2 و 3- در مورد ایلران های هواپیماهای نسبتا بزرگ و متوسط که از دو سرو یا بیشتر استفاده میکنند باید گفت که اهرم ایلران در هر دو طرف بال از طرف پایین (و به ندرت از بالا) به سکان وصل میشوند و تنها تفاوتشان در مکان بستن اهرم روی سرو است و این کار منافاتی با عمل معکوس سکان در دو طرف ندارد و با جاسازی درست سرو و اتصال درست اهرم آن حل میشود.
در هواپیماهای کوچکی که از یک سرو استفاده میکنند همانند شکل زیر یک سرو در داخل بدنه ی مرکزی هواپیما قرار دارد و دو اهرم به دو طرف آن بسته شده اند و این اهرم ها که حرکتی در عکس جهت یکدیگر دارند از طریق یک بازوی متحرک به میله ی سکان ایلران متصل میشوند.

4- lbs (پوند) در واقع یک یکای وزن در سیستم انگلیسی است که برابر با 16 اونس و نیز برابر 0.454 کیلوگرم است و این مشخصه در موتورهای جت بیان کننده ی میزان تراست است که مقدار آن برابر وزنی است که آن موتور میتواند در سطح دریا بطور عمودی در خلاف جهت جاذبه بطور ساکن نگه دارد یا برابر مقدار وزنی است که منهای وزن خود در ترازو نشان میدهد و از همین طریق میتوان نیروی آن را بر حسب نیوتن بیان کرد.

سوال پرسیده شده (امین) : در مورد خنک کردن موتور جت سوالی داشتم که چطور روغن را به موتور تزریق کنم؟
پاسخ : در موتورهای میکروجت تنها میزان کمی از خنک کاری توسط روغن انجام میشود و با روغن تنها شفت و بیرینگ ها خنک کاری میشوند و برای این منظور روغن از طریق یک پمپ به داخل تونل شفت و بیرینگ ها هدایت میشود. نوع این پمپ همانطور که قبلا نیز گفته شده می تواند به چند صورت باشد ولی برای کارهای آزمایشی و دست ساز معمولا از پمپ آب پاش ماشین استفاده میشود.