طراحی خط سازگاری عملکرد توربین با کمپرسور در موتور توربوفن پهپاد حاوی توربین پرفشار و کم فشار

سازگاری عملکرد همزمان دو جز اصلی موتور توربوفن یعنی کمپرسور و توربین یکی از دغدغه های اصلی طراحان و تولید کنندگان میباشد. با توجه به اینکه فرم منحنیهای مشخصه عملکرد توربین و کمپرسور متفاوت میباشد، بطوریکه با افزایش نسبت فشار جریان در کمپرسور رسیدن به حالت واماندگی نزدیکتر شده و بالعکس، در توربین با کاهش نسبت فشار به سمت واماندگی متقارب میگردد. از طرف دیگر شرایط کاری این دو عضو اصلی موتورهای جت با توجه به حالتهای برخواستن، کروز و فرود بالاخص در عملیات جنگی و حالت مانور که فاصله زمانی استفاده از موتور کوتاهتر و عملا در وضعیت خارج از نقطه طراحی قرار میگیرد، که موجب تغییر موقعیت خط سازگاری میشود. در نتیجه بایستی به توجه به نوع موتور، شرایط استفاده و حالتهای کاری پایا یا ناپایا محدوده خط سازگاری طوری انتخاب شود که هیچ یک از این دو عضو اصلی به واماندگی۱نرسد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار پایتون، مدلسازی موتور توربوفن PW۱۰۰۰G انجام گردیده و با استفاده از معادلات حاکم و حل آنها داده های مورد نیاز در سه ارتفاع پروازی ۲۴۵۰۰ ،۱۹۰۰۰،۱۳۵۰۰ تحلیل گردیده اند. سپس خط سازگاری کمپرسور، توربین پرفشار، فن و توربین کم فشار بصورت مجزا و در چهار منحنی رسم گردیده است. فرم منحنی و نسبت فشار مشخصه ها و دبی جرمی جریانهای سرد و گرم به گونه است که خط سازگاری در بهینه ترین حالت بوده و علاوه براینکه به حالت واماندگی نخواهد رسید بلکه مداومت پروازی بیشتر نیز خواهد داشت.