کنترل موتور جت و نشان دهنده های آن

مقدمهدر این مقاله, پس از بررسی سیستم روغنکاری موتورهای جت در شماره پیشین, به معرفی سیستم کنترل موتور جت پرداخته و قسمت های مختلف آنرا بررسی خواهیم نمود. کنترل موتور جت معمولاً با استفاده از یک اهرم کنترل کننده و مشاهده و چک کردن نشان دهنده های مخصوصی که در روی صفحه نشاندهنده ها مقابل خلبان نصب شده اند، انجام می گیرد. کار این اهرم که آن را اهرم کنترل (Control Lever)، اهرم قدرت (Power Lever) و یا دسته گاز (Throttle Lever) می نامند، انتخاب جریان سوخت و دور موتور است، تا نیروی جلو برنده مناسبی توسط موتور تولید شود.
در موتور جت ملخدار این اهرم به واحد کنترل ملخ متصل بوده و علاوه بر کنترل سیستم سوخت، بر روی این واحد اثر گذارده و ملخ را نیز کنترل می کند.
سیستم سوخت مجهز به یک شیر مسدود کننده (Shut-Off Cock) است که در موقع روشن کردن موتور باید راه سوخت را باز و در زمان خاموش کردن، جریان سوخت را مسدود نماید، این شیر ممکن است دارای یک اهرم جداگانه بوده و یا متصل به دسته گاز باشد.

کارآیی یک موتور و نحوه کار کردن سیستم های موجود در آن توسط نشان دهنده هایی مشخص می شود. اگر چه بر حسب هواپیما و موتور آن سیستم ها و نشان دهنده های مربوط به آن فرق می کند، ولی معمولاً مهمترین نشان دهنده هایی که به منظور کنترل موتور جت توربین دار استفاده می شود عبارتند از :

1- نشان دهنده نیروی جلوبرنده (Thrust Meter) این نشان دهنده ممکن است اندازه گیرنده فشار گازهای خروجی از لوله اگزوز بوده و یا اینکه تعیین کننده نسبت فشار گازها در لوله اگزوز به فشار هوای ورودی موتور باشد. هنگامیکه از نشان دهنده نوع اول استفاده می شود لازم است تغییرات فشار هوای ورودی را در نظر گرفته و بر اساس آن اصلاحیه ای انجام گیرد.
نوع دوم به نشان دهنده نسبت فشار موتور (Pressure Ratio Engine) یا (E.P.R) معروف است. برای تعیین فشار گازها در لوله اگزوز و همچنین فشار هوای ورودی به کمپرسور، از لوله های پیتو (Pitot Tubes) استفاده می شود. این لوله ها فشار موجود در این نقاط را حس کرده و مستقیماً به نشان دهنده منتقل می کنند و یا اینکه توسط انتقال دهنده فشار، بصورت یک جریان الکتریکی به نشان دهنده می فرستند. هرگاه نشان دهنده از نوع اول، یعنی تعیین کننده فشار گازها در لوله اگزوز باشد، می توان گفت که یک فشارسنج بوده و صفحه مدرج آن بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) یا اینچ جیوه درجه بندی شده است.

2- ترکمتر (Torque meter)این نشان دهنده قدرت موتورهای جت ملخ دار را تعیین می کند. نیروی پیچشی موتور (Engine Torque) که در موقع چرخش ملخ تولید می شود، متناسب است با قدرت تولیدی موتور که توسط محور آن، ملخ می چرخد. این نیروی پیچشی که توسط دنده های کاهنده دور (Reduction Gear) حس می شود، به این نشان دهنده منتقل شده و بدین ترتیب قدرت موتور مشخص می شود. سیستم ترکمتر علاوه بر نشان دادن قدرت موتور، در صورتی که اشکالی برای موتور پیش آید، می تواند بطور اتوماتیک سیستم فدرکن ملخ (Feathering System) را بکار اندازد. در بعضی موارد این سیستم به طور اتوماتیک با سیستم تزریق آب (Water Injection System) همکاری می کند، به طوری که برحسب قدرت موتور مقدار مایع خنک کننده را تعیین می نماید.

3- نشان دهنده دور موتور(Engine Speed Indicator)
برای نشان دادن دور موتور، از یک ژنراتور کوچک استفاده می شود که با موتور درگیر بوده و با آن می چرخد. در اثر چرخش محور این ژنراتور، جریان برقی تولید می شود (متناسب با دور) که با انتقال به یک نشان دهنده می توان دور موتور را تعیین نمود. این نشان دهنده، دور حقیقی موتور در دقیقه (RPM) یا درصد ماکزیمم دور را مشخص می کند.

4- نشان دهنده درجه حرارت گازهای توربین (T.G.T Gage)
در موقع کار کردن یک موتور، دانستن درجه حرارت گازهای خروجی از توربین ضروری می باشد. بعلت بیش از حد داغ بودن گازهای ورودی به توربین و متفاوت بودن نحوه افت درجه حرارت گازها در حین عبور از آن، معمولاً درجه حرارت گازهای خروجی توربین را اندازه می گیرند.
این نشان دهنده که به طور اختصار(T.G.T Gage) نامیده می شود، ممکن است با اسامی دیگری از قبیل نشان دهنده درجه حرارت گازهای اگزوز (E.G.T) و نشان دهنده حرارت لوله اگزوز (J.P.T) یا ( Jet Pipe Temperature) نیز معرفی شود. برای نشان دادن درجه حرارت گازها از تعدادی ترموکوپل استفاده می شود، که در مسیر جریان گازها قرار می دهند. میله(probe) هر ترموکوپل شامل دو وایر از جنس های متفاوت بوده که معمولاً از آلیاژ نیکل- کرم و نیکل- آلومینیوم است. این میله و وایرهای داخل آن تحت تأثیر حرارت قرار گرفته و به صورت یک جریان الکتریکی به نشان دهنده منتقل می گردد. این نشان دهنده بر حسب درجه سانتیگراد حرارت را نشان می دهد.

چون در شرایط مختلف پروازی درجه حرارت هوای ورودی تغییر می کند، لذا علاوه بر قراردادن این ترموکوپل ها در محل عبور گازها در لوله اگزوز، درجه حرارت هوای ورودی نیز توسط ترموکوپل اندازه گیری می شود تا ضمن در نظر گرفتن هوای ورودی، حرارت گازها توسط نشان دهنده تعیین شود.

5- نشان دهنده حرارت و فشار روغندرجه حرارت و فشار روغن به صورت الکتریکی به سوی نشان دهنده های مربوطه فرستاده می شود. نشان دهنده درجه حرارت روغن، مشخص کننده میزان خنکی روغن در موقع استفاده از آن در موتور بوده و بر حسب درجه سانتیگراد درجه-بندی شده است. نشان دهنده فشار روغن گویای مقدار روغن و فشار آن در سیستم روغن کاری می باشد که بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) درجه بندی شده است. در بعضی از نشان دهنده های فشار روغن، از رنگهای مختلف استفاده می شده وتوسط آنها فشار زیاد، نرمال و کم روغن مشخص می شود.

6- نشان دهنده های حرارت و فشار سوختاین نشان دهنده ها مانند نشان دهنده های حرارت و فشار روغن به وسیله سیگنال های الکتریکی کار می کنند. نشان دهنده فشار سوخت، تعیین کننده فشار سوختی است که در سیستم سوخت فشار کم تولید می شود. نشان دهنده حرارت سوخت، با مشخص کردن درجه حرارت سوخت در سیستم فشار کم گویای مناسب یا نامناسب بودن حرارت آن جهت سوختن در محفظه های احتراق است. این نشان دهنده نیز مانند نشان دهنده های حرارت و فشار روغن، حرارت را بر حسب سانتیگراد و فشار را بر حسب پوند بر اینچ مربع نشان می دهد.

7- نشان دهنده جریان و مصرف سوخت(Fuel Flow Meter)
گرچه ممکن است میزان مصرف سوخت برای یک پرواز معین در بین موتورهای مشابه به مقدار خیلی جزئی با هم تفاوت داشته باشد، جریان سوخت می تواند گویای طرز کار موتور و مقدار مصرف سوخت در پرواز باشد. معمولاً هر سیستم سوخت در قسمت فشار کم دارای انتقال دهنده جریان و مصرف سوخت و یک نشان دهنده است که میزان مصرف سوخت را برحسب گالن، پوند یا کیلوگرم در ساعت نشان می دهد.

8- لرزه نگار(Vibration Indicator)موتور توربوجت معمولاً دارای لرزش خیلی کمی است، به طوری که هر تغییر لرزش به خاطر بد کارکردن موتور بدون استفاده از یک نشان دهنده محسوس نیست. بنابراین خیلی از موتورها مجهز به لرزه نگار هستند که به طور دائم میزان لرزندگی موتور را کنترل کرده و مشخص می کند. لرزه نگار یک نشان دهنده الکتریکی است که توسط یک انتقال دهنده لرزش، که در روی موتور نصب شده است و یک آمپلی فایر، سیگنال ها را دریافت کرده و نشان می دهد.

9- سیستم های اعلام خطر (Warning Systems)علاوه بر سیستم اعلام خطر آتش، موتورهای جت مجهز به سیستم های دیگری هستند که به صورت سمعی یا بصری اعلام خطر می کنند. این سیستم ها ممکن است به خاطر کم شدن فشار روغن و فشار سوخت، کم شدن درجه حرارت، لرزش یا بیش از حد داغ شدن قطعات موتور اعلام خطر کنند.
این کار توسط به کار افتادن زنگ، بوق و چراغ خطر انجام می شود و به خلبان هشدار می دهد که به نشان دهنده های وسط صفحه نشان دهنده ها توجه کند.

روشن کردن موتور جت(Jet Engine Starting)قبل از بکار انداختن یک موتور جت رعایت نکات ایمنی زیر الزامیست :
مجرای ورودی هوا در موتورهای جت، حجم بسیار زیادی از هوا را به داخل خود می کشد، در اثر این کار جریانی با سرعت زیاد نزدیک دهانه ورودی ایجاد شده و در فاصله معینی از جلوی موتور، این جریان هوا سبب از جاکندن و مکش مواد خارجی، قطعات، وسایل و یا حتی بدن انسان به داخل موتور می گردد. برای جلوگیری از این حوادث باید تا شعاع معینی در جلوی هواپیما از قرار دادن مواد و قطعاتی که به جایی متصل نیستند خودداری گردد.
قبل از روشن کردن موتور برای اطمینان از عدم وجود مواد و اشیای خارجی، داخل مجرای ورودی موتور باید بازدید شود. در موقع کار کردن موتور چون درجه حرارت گازهای خروجی از آن خیلی زیاد است تا فاصله معینی در عقب هواپیما این گازها قادر به سوزاندن و یا حتی ذوب کردن اشیائی است که در آن فاصله به صورت اتفاقی قرار دارند. بنابراین بایستی منطقه عقب هواپیما را از وجود هر چیزی که در اثر این حرارت آسیب می بیند پاک نگه داشت. موتورهای جت تولید صدای زیادی می-کنند که قادر به ایجاد کری موقت یا حتی دائم می شود. افرادی که با این موتورها کار می کنند باید از گوشی های مخصوص محافظ گوش استفاده کنند. موتورهای جت مجهز به سیستم های احتراق با توان الکتریکی بالا هستند، بنابراین تماس با این سیستم-ها و شمع های موتور جت سبب برق گرفتگی می شود. پس از خاموش کردن موتور درصورتی که تا آن زمان سیستم احتراق در حال کارکردن بوده باشد، قبل از تماس، باید از تخلیه خازن های موجود اطمینان داشت.
روشن کردن موتور جت احتیاج به یک سری کارهای معین دارد که به شرح زیر است:
ابتدا موتور باید با دور مشخصی بچرخد به طوری که کمپرسور آن بتواند هوای کافی مکیده و به داخل آن انتقال دهد. قبل از ورود سوخت به محفظه احتراق، باید سیستم احتراق به کار افتد. سوخت توسط اهرم قدرت کنترل می گردد. بالاخره، استارتر بایستی با موتور درگیر باشد تا زمانیکه موتور به دور خودکفایی برسد.
در اینجا به طور نمونه ترتیب روشن کردن یک موتور توربوجت بیان می گردد :
1- اهرم کنترل قدرت (دسته گاز) در وضعیت ((off یا بسته باشد.
2- سوئیچ اصلی باز یا در وضعیت (on) باشد.
3- شیر کنترل سوخت در وضعیت (on) یا(Normal) باشد.
4- سوئیچ پمپ کمکی سوخت (Fuel Booster Pump) در وضعیت (on) باشد.
5- سوئیچ استارتر در وضعیت(on)، در این حالت باید دور موتور و فشار روغن بالا رود که با مشاهده نشان دهنده دور و نشان دهنده فشار روغن اطمینان کسب می کنیم که این کار انجام می شود.
6- ما بین 10 تا 15 درصد دور، دسته گاز را تا وضعیت هرزگردی موتور جلو می بریم.
7- با مشاهده نشان دهنده های فشار یا جریان سوخت و درجه حرارت گازهای لوله اگزوز دقت کنیم که از حدود در نظر گرفته شده برای آنها تجاوز نکنیم.

خاموش کردن موتور (Engine Shutdown)در موتورهای جت توربین دار که قطعه معکوس کننده نیروی جلوبرنده هستند عقب کشیدن دسته گاز تا نقطه (off) جریان سوخت به موتور قطع شده و موتور خاموش می گردد. در موتورهایی که مجهز به این قطعه هستند علاوه بر عقب کشیدن دسته گاز (تا وضعیت هرزگردی) به منظور قطع جریان سوخت به موتور، از اهرم مسدودکننده جریان سوخت (Fuel Shutoff Lever) استفاده شده و موتور خاموش می گردد. قبل از خاموش کردن، حتی الامکان بهتر است که موتور خنک باشد. پس از قرار دادن دسته گاز و یا اهرم مسدود کننده سوخت در وضعیت (off)، پمپ کمکی سوخت هواپیما نیز باید در وضعیت (off) قرار گیرد.

منابع:

- JET AIRCRAFT POWER SYSTEM, JACK CASAMASSA & BENT

- THE JET ENGINE, ROLLS ROYCE, 1996