ทำไมแกนใบพัดของเครื่องยนต์เจ็ท Turbofan ต้องแยกเป็น 2 แกน

แกนใบพัดของเครื่องยนต์ turbofan จะมี 2 แกน คือ
1.แกนใบพัด compressor+turbine ความดันต่ำ (N1) กับ 2.แกนใบพัด compressor+turbine ความดันสูง (N2)
ซึ่งแกนใบพัดทั้ง 2 จะหมุนเป็นอิสระจากกัน

คำถาม ตือ
1.มีหลักการอะไรรองรับในการออกแบบเครื่องยนต์แบบนี้
2.ถ้าหากรวมเป็นแกนเดียวกันจะส่งผลอะไรกับเครื่องยนต์
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 5
ต้องคุยกันยาวนะ ก่อนอื่นการออกแบบเครื่องยนต์ต้องตอบโจทย์ที่ว่าทำอย่างไรจึงจะสร้างเครื่องยนต์ให้มีประสอทธิภาพมากที่สุด ตามองค์ความรู้และเทคโนโลยีที่มีอยู่ในตอนนี้ พูดโดยรวมคือเราต้องการเครื่องยนต์ที่มีแรงขับมากๆ, ขนาดเล็กน้ำหนักเบา, เสียงเบา, ประหยัดน้ำมัน, ทนทาน, บำรุงรักษาง่าย อะไรประมาณนี้ และทุกๆอย่างต้องสมดูลย์กัน ไม่เน้นเรื่องใดเรื่องหนึ่งแต่เพียงอย่างเดียว  แต่ถ้าดูเฉพาะเรื่องรอบของเครื่องยนต์ ส่วนประกอบต่างๆในเครื่องยนต์ต้องการรอบ RPM ในการหมุนต่างกัน เราจึงแยก N1 กับ N2 ออกจากกัน

- N1 นั้นประกอบไปด้วย FAN  + Low pressure compressor ติดตั้งอยู่บนแกนเดียวกับชุด Low Pressure Turbine เราทราบว่า FAN นั้นสร้างแรงขับประมาณ 75-80 % ของแรงขับทั้งหมด และจากการศึกษาพัฒนามาพบว่า FAN  ที่มีประสิทธิภาพดีนั้นจะออกแบบโดยการใช้แผ่น Fan blades ขนาดใหญ่และหมุนด้วย RPM ที่ไม่เร็วเกินไปนัก  เราจึงแยก N1 ออกจาก N2 เพื่อที่จะให้ N1 หมุนด้วยรอบที่เหมาะสมในการขับ FAN  

- N2 นั้นประกอบด้วยชุด High Pressure compressor และชุด High Pressure Turbine ติดตั้งอยู่บนแกนเดียวกัน หน้าที่หลักของ High Pressure Turbine คือดึงพลังงานบางส่วนจากกระแสเจ๊ทที่พุงออกมาจากห้องเผาไหม้เพื่อเอาไปขับ High Pressure compressor จากนั้น High Pressure compressor ก็จะทำหน้าที่บีบอัดอากาศส่งเข้าไปในห้องเผาไหม้ และจากการศึกษาพัฒนาอีกนั่นแหละ เราก็พบว่า High Pressure compressor จะอัดอากาศได้มีประสิทธิภาพดีโดยการใช้ Compressor blades ขนาดเล็กเรียงกันหลายๆชั้นและหมุนด้วยรอบ RPM สูงๆ  เราจึงแยก N1 ออกจาก N2 เพื่อให้ N2 สามารถหมุนและขับ High Pressure compressor ได้ในรอบสุงๆ

ถ้าจะสรุปโดยรวม การออกแบบ Fan blades, Compressors, Turbines และรอบของ N1 & N2 จะต้องสมดุลย์กัน เครื่องยนต์จึงจะให้ประสิทธิภาพที่ดีครับ

ตัวอย่างเครื่องยนต์ GE90-115 ที่ใช้กับเครื่องบินโบอิ้ง B777  ในรูป
-  รอบ N1  100 % = 2355 rpm
-  รอบ N2  100 % = 9332 rpm



แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่