موتور های توربوپراپ که نوعی از موتور های جت محسوب می شوند برای به پرواز در آوردن هواپیمایی که در ارتفاعات کم پرواز می کنند ، مورد استفاده قرار می گیرند .
موتور های توربوپراپ که از هواپیما های مسافربری 50 صندلی گرفته تا یک خلبان تنها مشاهده می شوند و برای سفر های منطقه ای بی خطر و مناسب هستند .
نحوه ی عملکرد این موتور ها به صورت زیر است :
نحوه ی عملکرد موتور های توربوپراپ
Reverse Flow ( جریان معکوس )
برخلاف هواپیما های توربوفن یا توربوجت ، هوا از طریق توربوپراپ ها با جریان معکوس حرکت می کند .
ورودی های هوای زیادی در زیر یا در کنار پروانه هوا را به داخل ورودی می اندازد ، جایی که به عقب به سمت دیواره موتور حرکت می کند . با رسیدن به حد عقب ورودی ، هوا باعث می شود 180 درجه به سمت جلو هواپیما برگردد .
علاوه بر این ، هوا هنگام رسیدن به محفظه ی احتراق مجدداً جهت را معکوس می کند و این امکان را برای موتور کوتاه تر و جمع و جور فراهم می آورد .
Compression ( فشرده سازی )
اولین مراحل کمپرسور ، که جریان محور ( axial flow ) هستند ، از یک سری ملخ های در حال گردش به شکل ایرفویل ( airfoil ) برای سرعت بخشیدن و فشردن هوا استفاده می کنند . این فرایند جریان محوری نامیده می شود ، زیرا هوا از طریق موتور به صورت موازی با شفت موتور از موتور عبور می کند و با حرکت هوا از طریق کمپرسور ، هر مجموعه پره که کمی کوچکتر است ، انرژی و فشار بیشتری بر روی هوا ایجاد می کند .
در بین هر مجموعه پره های کمپرسور ، تیغه هایی به شکل ایرفویل غیر متحرک به نام استاتور ( stators ) قرار دارد .
این استاتور ها ( که به آنها ونز نیز گفته می شود ) با تبدیل انرژی چرخشی به فشار استاتیک ، فشار هوا را افزایش می دهند .
همچنین استاتور ها هوا را برای ورود به دسته های بعدی پره های چرخان آماده می کنند . به عبارت دیگر ، آنها جریان هوا را صاف و تثبیت می كنند .
پس از گذر از مرحله کمپرسور جریان محوری نهایی ، هوا به مرحله کمپرسور جریان گریز از مرکز حرکت می کند .
هوا به بیرون و دور از هسته موتور به سمت محفظه های احتراق پرتاب می شود . هوا در مسیر حرکت خود چرخش 90 درجه دیگری را در پیش دارد .
Combustion ( احتراق )
احتراق جایی است که آتش اتفاق می افتد . با خروج هوا از کمپرسور و وارد شدن به احتراق ، آن را با سوخت مخلوط می کند و مشتعل می شود . به نظر می رسد ساده است ، اما در واقع یک فرایند بسیار پیچیده است . این امر به این دلیل است که احتراق باید احتراق پایدار و مداوم مخلوط سوخت و هوا را حفظ كند ، در حالی كه هوا با سرعت بسیار بالایی از محفظه ی احتراق در حال عبور است .
دیفیوزر سرعت هوا را از طریق کمپرسور کم می کند و باعث می شود تا احتراق راحت تر شود .
dome و swirler توربالانس ( turbulence ) را به هوا می افزاید تا راحت تر با سوخت مخلوط شود و نازل های انژکتوری سوخت ، همانطور که احتمالاً حدس زده اید ، سوخت را به هوا اسپری کنید ، مخلوط سوخت و هوا را ایجاد کنید که قابل اشتعال باشد . از آنجا ، liner جایی است که احتراق واقعی اتفاق می افتد . این liner چندین ورودی دارد که به هوا اجازه می دهد در چندین نقطه در منطقه احتراق وارد شود .
igniters آخرین قسمت های مرحله احتراق هستند . کار آنها مشابه جرقه در ماشین شما یا هواپیمای پیستون هستند . هنگامی که جرقه ها آتش را روشن می کنند ، خود پایدار است و igniters خاموش می شوند ( اگرچه در شرایط آب و هوایی و شرایط یخبندان اغلب به عنوان پشتیبان از آن استفاده می شود ).
The Turbines ( توربین ها )
هنگامی که هوا مسیر احتراق خود را طی می کند ، در توربین کمپرسور جریان می یابد . توربین مجموعه ای از پره های شکل ایرفویل است که بسیار شبیه تیغه های موجود در کمپرسور است . از آنجا که هوای گرم و پر سرعت زیاد روی پره های توربین جریان می یابد ، آنها انرژی را از هوا استخراج می کنند ، توربین کمپرسور را به صورت دایره ای می چرخانند و شفت موتور را که به آن وصل شده است ، می چرخانند . این همان شفت است که بخش کمپرسور و کلیه لوازم جانبی محور موتور به آن متصل می شوند تا زمانی که شعله در محفظه احتراق روشن شود ، این یک چرخه قدرت پایدار است .
در حالی که توربین کمپرسور ممکن است قسمت بیشتری از شفت موتور ( بخش کمپرسور و لوازم جانبی موتور ) را در بیش از 37000 دور در دقیقه بچرخاند ، پروانه ای در حال چرخش نیست . شفت موتور دوم کاملاً مجزا درست در جلو توربین کمپرسور قرار دارد .
جریان هوای گذشته از توربین کمپرسور در مرحله بعدی با توربین های قدرت موتور مواجه می شود . این توربین های برق دقیقاً مانند توربین کمپرسور می چرخند و تیغه هایی به شکل ایرفویل دارند . این شفت موتور جلو به طور مستقیم به پروانه وصل می شود و قدرت چرخش آن را فراهم می کند .
Reduction Gearbox ( گیربکس کاهنده )
هیچ پروانه ای در قسمت جلوی موتور توربوپراپ نمی تواند تقریباً 33000 دور در دقیقه توربین ها را بچرخاند . مجموعه ای از چرخ دنده های کاهش RPM و جلوگیری از رسیدن به redline نصب شده است .
Exhaust ( اگزوز )
پس از عبور از توربین ها ، هیچ کاربرد عملی برای هوای اگزوز وجود ندارد پس به سادگی از موتور و از طریق لوله های اگزوز خارج می شود . در برخی هواپیما ها ، در کتاب دستور العمل خلبان ها مقدار نیروی جلوبرنده ی این گاز های خروجی اگزوز را نمایش می دهد . معمولا این گازها درصد کمی از نیرو ی جلوبرنده ی تولید شده ی کل موتور را تشکیل می دهد و همواره مقدار نیروی جلوبرنده ی تولیدی توسط ملخ ها بسیار بیشتر است و نیروی تولیدی توسط گلز های خروجی ناچیز است .
