รายละเอียด

คือผมอยากทราบเรื่องการทำงานของเครื่องยนต์ Open rotor ตัวใหม่ของCFMครับ

ความคิดเห็นที่ : 1

จริงๆแล้วก็ไม่มีอะไรพิเศษ ทดลองมาก็นานพอสมควรแต่ก็ยังไม่มีอยู่ใน production ซึ่งเดิมมันก็คือ UDF
Engine หรือ Unducted Fan Engine มันก็เหมือน Turboprop เพียงแต่ว่ามีใบพัดหลายใบ การออกแบบก็เชื่อว่า
จะประหยัดเชื้อเพลิงได้มากกว่า มีเสียงน้อยกว่า รักษาสิ่งแวดล้อมได้มากกว่าเพราะผลผลิตให้เกิด NOX
น้อกว่า มันก็แน่นอนเพราะว่าถ้าเป็น turboprop มันก็จะต้องผ่าน gearbox ซึ่งทำให้สูญเสียพลังงาน
การทำงานของมันก็คือ gas turbine engine (รายละเอียดจริงๆนั้นมีอะไรบ้างยังไม่ทราบ) ในส่วนของ turbine
blades ก็มีลักษณะเป็น propellers หลายใบ และก็ไม่มีอะไรหุ้มจึงเรียกว่า UDF = Unducted Fans
การทำงานจริงๆคงยุ่งยากพอสมควร เพราะประสิทธิภาพของ propeller นั้นขึ้นอยู่ที่มุมของใบพัด
ความเร็วของใบพัด ความเร็วของเครื่องบิน
ดังนั้นใบพัดเครื่องบินที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นใบพัดที่สามารถปรับมุมได้แบบ automatic หรือ อัตโนมัติ

ความคิดเห็นที่ : 2

เครื่อง turbofan
จะมีเทอร์ไบท์อยู่หลังห้องเชมเบอร์เพื่อรับกำลังขับจากแก๊สร้อนที่พุ่งออกมาแล้วส่งกำลังผ่านแกนเทอร์ไบท์
ไปยังใบพัดลมที่อยู่ด้านหน้าสุดดังรูปครับ แล้วพัดลมนี้ก็จะสร้างกำลังขับออกไปทางท้าย (turbojet
ไม่มีพัดลมด้านหน้าแบบนี้) เขาว่ามันให้กำลังขับที่สูงและความร้อนที่ด้านท้ายก็น้อยกว่า
กำลังขับสมำเสมอกว่าในทุกย่านความสูง
open rotor
นั้นแทนที่จะต้องเอาเทอร์ไบท์ไปรับกำลังจากแก๊สร้อนแล้วส่งผ่านแกนเทอร์ไบท์ไปที่ใบพัดด้านหน้าให้ยุ่งยาก
ก็เอาใบเทอร์ไบท์ต่อเข้ากับใบพัดและแกนหมุนที่อยู่ตรงด้านท้ายนั้นเลย
ไม่ต้องมีแกนเทอร์ไบท์หนักๆยาวๆ
แถมยังทดแรงขับแก๊สร้อนบางส่วนไปหมุนเทอร์ไบท์ชุดที่สอง(ที่ต่อกับใบพัดชุดที่สองอยู่ด้านนอก)โดยให้หมุนส
วนทางกัน (contra-ratating) ให้สามารถใช้พลังขับดันจากแก๊สร้อนสูงสุดแบบ contra-rotating turboprop

เครื่องแบบ open rotor ดูแล้วมีความซับซ้อนน้อยกว่า turbofan และ turboprop
ซึ่งไม่ต้องส่งกำลังขับผ่านแกนเทอร์ แล้วไปผ่านเกียร์บ๊อกซ์ให้ยุ่งยาก แถมยังสูญเสียกำลังไปโดยใช่เหตุ
จึงมีความประหยัดเชื้อเพลิงสูง(ดีกว่า turbofan 30% น่าจะพอๆกับturboprop แต่กำลังขับสูงกว่ามาก)
ผมว่ามันเป็นการปฎิวัติการออกแบบเครื่องยนต์อีกครั้งครับ

รูปแรกเป็นเครื่องเทอร์โบเจ๊ต เรียบง่าย กำลังดี เปลืองเชื้อเพลิง ตูดร้อนจัด

ความคิดเห็นที่ : 3

รูปสองเครื่องยนต์ turbofan จะเห็นว่ามีพัดลมขนาดใหญ่อยู่ด้านหน้าเมื่อเทีบกับ turbojet
และจะเห็นว่ามีจำนวนชั้นของชุดใบพัดของเทอร์ไบท์ด้านท้ายตรงห้องเชมเบอร์เยอะกว่า
เพราะต้องดูดซับกำลังขับของแก๊สร้อนเพื่อส่งกำลังไปยังพัดด้านหน้าให้มากที่สุด
ดังนั้นจึงซับซ้อนกว่า หนักกว่า turbojet แต่ก็ให้กำลังสูงกว่าด้วย

ความคิดเห็นที่ : 4

รูปที่สาม นี่เป็นเครื่อง turboprop ผมว่า turbofan ซับซ้อนยุ่งยากแล้ว แต่turboprop
น่าจะยุ่งกว่าเยอะ เพราะดันมีชุดเกียร์บ๊อกซ์เพิ่มมาซะอีกด้วย และใบพัดด้านหน้าก็ใหญ่กว่าของ
turbofan มาก ประหยัดเชื้อเพลิงดีกว่า turbofan ซะอีก ตูดเย็นกว่าด้วย
นิยมกับเครื่องบินความเร็วต่ำกว่าเสียงมากและต้องการความประหยัดสูง
เช่นพวกเครื่องฝึกและเครื่องบินเล็ก แต่เนื่องจากใบพัดที่อยู่ด้านนอกใหญ่ จึงมาแรงฉุดเยอะด้วย
จึงต้องปรับมุมใบพัดที่ความเร็วของเครื่องบินที่ต่างๆกันด้วย ยุ่งจริงๆเครื่องแบบนี้

ความคิดเห็นที่ : 5

รูปสุดท้าย open rotor จะเห็นว่าไม่มีชุดใบพัดด้านหน้า ไม่มีเกียร์บ๊อกซ์
แต่ยังคงมีแกนเทอร์ไบท์อยู่ แต่ไม่ซับซ้อนยุ่งยากอย่างของ turbofan
มีแกนเทอร์ไบท์อยู่เพื่อส่งกำลังไปยังชุดใบคอมเพรสเซอร์ที่อยู่ด้านหน้า
แต่ใบเทอร์ไบท์เล็กและน้ำหนักเบากว่ามาก

จะเห็นว่าแก๊สร้อนจะพุ่งจากห้องเชมเบอร์ไปยังใบเทอร์ไบท์ที่ต่อตรงกับใบพัดที่อยู่ด้านนอกเลย(ชุดใบพัดอยู
่ด้านหลังและมีวงแหวนหมุนได้)
แถมยังส่งแก๊สร้อนบางส่วนย้อนกลับเข้ามาปั่นเทรอ์ไบท์อีกชุดที่ขับเคลื่อนใบพัดด้านนอกชุดที่สองให้หมุนสว
นทางกัน หรือ contra-rotating
ผมว่าแบบนี้เรียบง่ายกว่า...........และสูญเสียกำลังน้อยกว่า ประหยัดกว่าแบบ turbofan
20-30%(พอกับturboprop) แต่กำลังขับสูงกว่า turboprop เยอะ สุดยอด

ความคิดเห็นที่ : 6

เอ้าลืมรูป

ความคิดเห็นที่ : 7

และเนื่องจากมันหมุนแบบ contra-rotating เสียงของมันจึงดังสนั่นมากๆ ตามสไตล์การหมุนของใบพัดแบบนี้
เครื่อง turboprop ที่หมุนแบบ contra ก็มีเสียงที่ดังมากๆเช่นกัน จึงไม่นิยมใช้ในเครื่องพานิชย์
แต่จะไปใช้ในเครื่องทางทหาร เช่น super marine spitfire ซึ่งจะมีรุ่น contra-rotating
แต่เครื่องยนต์รุ่นนี้มาตอนที่เครื่องยนต์ turbojet กำเนิดขึ้นแล้ว
ดังนั้นทั่วโลกจึงเลิกสนใจที่จะพัฒนามันต่อ แม้ว่ามันจะให้กำลังสูงกว่าแบบ single ถึง 16%
และประหยัดกว่าด้วย แต่มันช้ากว่า turbojet มากๆ
และที่เครื่อง open rotor ติดขัดอยู่ก็คือ เรื่องเสียงที่แสนจะดังสนั่นนั่นเอง
ผมว่าน่าจะเอาชุดครอบมาครอบใบพัดด้านหลัง เหมือนเครื่องturbofan ที่มีชุดครอบใบพัดด้านหน้า
แถมรุ่นเล็กๆยังสามารถยัดเข้าไปท้ายเครื่องบิน jet ขนาดเล็กอย่างเครื่องฝึกเจ๊ตหรือ
เครื่องบินขับไล่ได้เลย ดังนั้นน่าจะตัดปัญหาเรื่องเสียงได้

ความคิดเห็นที่ : 8

รูปสุดท้ายเป็นรูปใบพัดของเครื่อง turboprop แบบ contra-rotating propeller ของเครื่องบินรบแบบ P-51
มัสแตง

ความคิดเห็นที่ : 9

เอ้า................รูปไม่ขึ้น สงสัยใหญ่ไฟล์เกินไป งั้นดูตามลิ้งค์ครับ
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Contrarotating.jpg

ความคิดเห็นที่ : 10

รูปนี้แสดงเครื่อง turbofan รุ่นหนึ่งของ GE จะเห็นว่ามีครอบใบพัดด้านหน้า
เอาครอบแบบนี้ครอบใบพัด open rotor ก็ได้ เพิ่มความปลอดภัยและลดเสียง

ความคิดเห็นที่ : 11

รูปนี้แสดงเครื่องยนต์ JT15D ของ P&W ซึ่งเล็กมาก มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางแค่ 27 นิ้ว
หรือประมาณ 60-70 เซ็นติเมตรเท่านั้น สามารถยัดเข้าไปที่ตูดเครื่องบินเจ๊ตฝึกขนาดเล็กมากได้ (
viperjet LXR ใช้เครื่องรุ่นนี้ ซึ่ง viperjet มีขนาดยาวแค่ 8 เมตร หนัก 1.2 ตันเท่านั้น)