تفاوت بین موتورهای توربوجت با توربوفن در چیست؟

تا زمانی که هواپیما اختراع نشده بود، مردم برای رسیدن به مقاصد خود از وسایل حمل و نقل دیگر استفاده می‌کردند. ظهور هواپیماها انقلاب عظیمی در صنعت حمل و نقل به وجود آورد. هم اکنون به وسیله هواپیما می‌توانید در کوتاه‌ترین زمان ممکن به مقصد دلخواه خود برسید و به لطف پیشرفت بشریت، فاصله دیگر معنایی ندارد.

به گزارش گجت نیوز، هواپیماها برای اینکه بتوانند از روی زمین برخاسته و پرواز کنند، به موتورهای قدرتمند و غول پیکر نیاز دارند. دو نوع رایج پیشرانه برای هواپیما شامل توربوجت و توربوفن می‌شود. شباهت‌های بین این دو موتور زیاد است که یک نمونه مهم و پرتکرار آن‌ها، نحوه مکش هوای سرد از جلو و فرستادن آن به قسمت عقب است. با اینکه وجوه تشابه این دو پیشرانه با یکدیگر کم نیست، اما تفاوت‌های مهمی بین آن‌ها دیده می‌شود که نیازمند بررسی بیشتر است.

تفاوت موتورهای توربوجت با توربوفن

موتورهای توربوفن مجهز به یک پروانه در قسمت جلویی هستند تا بتوانند هوا را به بخش اصلی هدایت کنند. در واقع وظیفه این فن، ارسال هوای سرد به اطراف موتور است. یکی از مزایای مهم توربوفن‌ها در مقایسه با پیشرانه‌های توربوجت، مصرف سوخت بهینه است.

طرز کار دو موتور فوق به یک شکل است و هر دو هوا را به داخل کمپرسور هدایت می‌کنند. وظیفه این قطعه، افزایش فشار و دمای هوا است. وقتی کمپرسور وظیفه خود را به خوبی انجام دهد، هوا به درون محفظه احتراق می‌رود و زمانی که به اندازه کافی داغ شد با سوخت ترکیب شده و آتش می‌گیرد. اشتعال ناشی از ترکیب هوای داغ با سوخت هواپیما، انفجارهای متعددی ایجاد می‌کند و توربین‌ها را به حرکت در می‌آورد.

تمامی هواپیماهایی که امروزه می‌بینیم، نیاز به پیشرانه دارند و نمی‌توان هواپیمایی یافت که بدون موتور بتواند به پرواز دربیاید. توجه داشته باشید که مهندسان بعضی از هواپیماها را طوری می‌سازند که بتوانند از سرعت صوت فراتر رفته و دیوار صوتی را بشکنند. خوشبختانه هم توربوجت و هم توربوفن می‌توانند به چنین سرعتی برسند و محدودیتی از این بابت وجود ندارد.

موتورهای توربوجت

برای اولین بار در سال 1939 میلادی بود که آلمانی‌ها از یک موتور توربوجت در صنعت هوانوردی استفاده کردند. این پیشرانه روی هواپیمایی به نام Me 262 نصب شده بود که بعدها ملقب به اولین جنگنده دنیا در اثنای جنگ جهانی دوم شد. بعد از ابتکار عمل آلمان، سایر کشورها شروع به نصب موتورهای توربوجت روی جنگنده‌های خود گرفتند و که از جمله آن‌ها می‌توان به اف 4 فانتوم یا میگ 19 اشاره کرد.

از جمله مشهورترین توربوجت‌هایی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته باید به پرت اند ویتنی J58 اشاره داشت که روی جنگنده SR-71 بلک برد نصب شده است. شکی نیست که صنعت هوانوردی به لطف ظهور توربوجت‌ها برای همیشه تغییر کرد، زیرا اولین پرواز موفقیت آمیزی که دیوار صوتی را شکست با یک هواپیما مجهز به موتور توربوجت انجام شد.

اولین توربوجت‌های دنیا دارای طرح گریز از مرکز داشتند و قطر آن‌ها نسبت به نمونه‌های مدرن امروزی بیشتر بود. علاوه بر این، خروجی هوای کمپرسور موتور عمود بر محور چرخش پروانه بودند. هر چه مهندسان در زمینه طراحی و ساخت موتورهای توربوجت تجربه بیشتری کسب کردند، این صنعت پیشرفت بیشتری را تجربه کرد و نتیجه تلاش آن‌ها، تکامل توربوجت‌های شار محور بود.

در واقع مهندسان به جای اینکه توربوجت‌ها را عمود بر محور چرخشی بسازند، به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا هوا را موازی محور چرخش متراکم می‌کنند و بدین ترتیب قطر کمتری دارند تا درگ کمتر شود. از آنجایی که توربوجت‌های شار محور طول بیشتری دارند، فضای کافی برای نصب تیغه‌های کمپرسور پیدا می‌شود و در نهایت، قدرت موتور افزایش یافته و عملکرد بهتر از قبل می‌گردد.

تنها عیب توربوجت‌ها این است که در سرعت‌های مافوق صوت، سوخت زیادی مصرف می‌کنند. در واقع طرز کار این موتور خلاف توربوفن‌هاست و تمامی نیرو پیشران موتور وقتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که هوای بیشتری وارد کمپرسور گردد و نتیجه این پروسه، سروصدای زیاد خواهد بود.

موتورهای توربوفن

یکی از تفاوت‌های اساسی موتورهای توربوفن با توربوجت این است که مجهز به بخش سرد هستند. همان‌طور که گفتیم، قسمتی از هوا از طریق فن بزرگی در جلو موتور مکیده می‌شود، اما وارد کمپرسور نخواهد شد. در توربوفن‌ها، هوای داغ با سوخت مشتعل نمی‌شوند، اما نیروی پیشران بیشتری ایجاد می‌گردد. در واقع هوا از قسمت خارجی موتور عبور می‌کند و به همین دلیل است که این نوع پیشرانه‌ها، بای پس نامیده شده‌اند.

کمپانی‌های بزرگی مثل بوئینگ در دهه ۶۰ میلادی، تغییراتی اساسی در توربوجت‌ها ایجاد کرده و آن‌ها را تبدیل به توربوفن کردند تا مصرف سوختشان کاهش یابد. به طور کلی دو نوع موتور توربوفن وجود دارد: نوع اول نیروی پیشران خود را از فن و بخش سرد دریافت می‌کند که عمدتا از این نوع در ساخت هواپیماهای تجاری استفاده می شود.

دومین نوع از توربوفن‌ها که به اصطلاح بای پس کم نامیده می‌شوند، قسمت زیادی از نیروی پیشران خود را از بخش اصلی موتور و محفظه احتراق می‌گیرند. توربوفن‌های بای پس کم در طراحی و ساخت هواپیماهای نظامی به کار می‌روند. اف ۳۵ لایتنینگ ۲ و اف ۲۲ رپتور در حال استفاده از توربوفن هستند. در کل باید گفت که توربوفن‌ها قطعات بزرگی در بخش جلویی دارند و نیروی پیشرانه بیشتری در قیاس با سایر موتورها تولید می‌کنند.