บทความ
 อวกาศ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 54
เมื่อวาน 652
สัปดาห์นี้ 706
สัปดาห์ก่อน 5,706
เดือนนี้ 11,837
เดือนก่อน 22,351
ทั้งหมด 768,959
  Your IP :54.162.118.107

4. มารู้จักกับอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

 

รูปเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทของ GE J79 ที่มีสันดาปตอนท้าย หรืออาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

รูปภาคตัดเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท GE J79

 

รูปอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ของเครื่องบินรบ มิกซ์-23 (MiG-23)

 

รูปเครื่องบิน เอฟ-14 ทอมแค็ท ใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ขณะทำการบินขึ้น (Take-off) บนเรือบรรทุกเครื่องบิน

 

รูปเครื่องบินรบ เอฟ-16 ขณะทำการบินด้วยการใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

 

อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ หรืออุปกรณ์สันดาปตอนท้าย (Afterburner)

 

      เป็นอุปกรณ์เสริมของเครื่องยนต์เจ็ท ที่ทำหน้าที่ให้ความร้อนซ้ำ (Reheat) ให้กับแก๊สร้อนความดันสูงที่ผลิตมาจากเครื่องยนต์เจ็ท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และความสามารถในการขับดันของเครื่องยนต์เจ็ทให้สูงขึ้น อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์เริ่มแรกทีเดียวนั้นถูกนำมาใช้ในเครื่องบินทางทหาร เพื่อให้เครื่องบินรบมีความเร็วเหนือเสียง (Supersonic) แต่ปัจจุบัน เครื่องบินรบบางชนิดสามารถทำความเร็วเหนือเสียงโดยใช้กำลังเครื่องที่ระดับไม่เกิน Military Power (คือกำลังเครื่องสูงสุดโดยไม่ใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์)

 

ความรู้เพิ่มเติม การเร่งเครื่องด้วยกำลังสูงสุด แต่ไม่เปิดอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ เรียกว่าขีดความสามารถทางทหาร (Military Power) ส่วนแรงขับที่ Military Power เรียกว่าการขับดันแห้ง (Dry Thrust)

 

รูปเครื่องบินรบ ขณะบินเข้าสู่ช่วงความเร็วเหนือเสียง

 

รูปเครื่องบินทางทหารแร็พเตอร์ที่บินเข้าสู่ช่วงความเร็วเหนือเสียง

 

รูปการไต่ระดับการบินของเครื่องบินรบ เอฟ-22 แร็พเตอร์ โดยมีอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ช่วยเร่งไต่ระดับ

 

ยกตัวอย่างเครื่องบินสมัยใหม่ก็คือ เอฟ-22 แร็พเตอร์ สามารถทำความเร็วการบินขึ้นสู่ความเร็วเหนือเสียงโดยไม่ต้องใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ แต่เครื่องบินรุ่นเก่า หรือรุ่นอื่น ๆ ยังคงมีความสำคัญอยู่ ในเครื่องบินพาณิชย์ที่มีอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ใช้งานก็คือ เครื่องบินคอนคอร์ด (Concord) ของประเทศฝรั่งเศส เพื่อให้เป็นเครื่องบินพาณิชย์ที่มีความเร็วสูง ซึ่งปัจจุบันได้ปลดระวางเครื่องบินชนิดนี้แล้ว

 

รูปเครื่องบินคอนคอร์ด ที่เป็นเครื่องบินพาณิชย์ที่บินได้เร็วเหนือเสียง มีอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์บรรจุภายในเครื่องยนต์

 

วิดีโอการทดสอบเครื่องยนต์เจ็ทที่มีอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

 


นอกจากนี้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ยังช่วยให้เครื่องบินบินขึ้น (Take-off) ได้ดีอีกด้วย เพราะจะให้แรงขับดันชั่วขณะสูงกว่าตอนที่ไม่มีอุปกรณ์ชนิดนี้ ในเครื่องบินทางทหารแรงขับดันที่สูงสุดยอด ช่วยให้ปฏิบัติการรบได้ดี และทำความเร็วสูงในระยะทางสั้นๆ ช่วยให้เร่งความเร็วเครื่องบินไปสู่ความเร็วเหนือเสียงเพื่อหนีสิ่งที่จะเป็นอันตรายต่อเครื่องบินเมื่อถูกไล่ยิงไม่ว่าจาก กระสุนปืนต่อสู้อากาศยาน และจรวดมิสไซด์ที่ติดตามเครื่องบินรบจากข้าศึก

 

      อุปกรณ์อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์นี้จะติดตั้งตอนท้ายของเครื่องยนต์เจ็ท ถ้าเปรียบเทียบกันอย่างง่าย ๆ ก็สามารถเปรียบเทียบได้กับเทอร์โบชาร์จเจอร์ (Turbocharger) หรือซูเปอร์ชาร์จ (Supercharge) ของเครื่องยนต์แบบลูกสูบแต่หลักการไม่เหมือนกัน ซะทีเดียว

 

      ข้อดีของเครื่องยนต์เจ็ทที่ติดตั้งอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์อย่างที่กล่าวคือ สามารถเพิ่มแรงขับดันให้แก่เครื่องบิน ส่วนข้อเสียก็คือ มีการเผาผลาญปริมาณของเชื้อเพลิงสูงมากทำให้เชื้อเพลิงอาจหมดลงในเวลาอันรวดเร็ว และให้ประสิทธิภาพต่ำ (เมื่อเทียบกับความสิ้นเปลืองปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ทำการเผาไหม้ กับการทำงานของเครื่องยนต์) แต่ก็ถือว่าเป็นที่ยอมรับกันได้สำหรับการใช้ในระยะทางที่สั้น ๆ ขณะอยู่ในระหว่างการใช้งานปกติ

 

หลักการของอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

 

รูปเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทของ GE J79 พร้อมกับอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์

 

       อุณหภูมิของแก๊สจะมีสูงสุดในห้องเผาไหม้ก่อนที่จะไปสู่เทอร์ไบน์ เราเรียกว่า อุณหภูมิเข้าสู่เทอร์ไบน์ (Turbine Inlet Temperature: TIT) ช่วงนี้เป็นการทำงานของเครื่องยนต์ในช่วงวิกฤติ ขณะที่แก๊สผ่านเทอร์ไบน์ มันจะขยายตัวเข้าใกล้ เอนโทรปี (Entropy) คงที่ ซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียอุณหภูมิความร้อนไปบางส่วนทำให้อุณหภูมิตก และความดันตกลงเล็กน้อย เมื่อเทียบกับอยู่ในห้องเผาไหม้ อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์อยู่ตอนท้ายของเครื่องจะมาช่วยในเรื่องการตกลงของอุณหภูมิ และความดัน

 

      ภายในอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์จะประกอบไปด้วยหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel Injection) เพื่อให้ความร้อนซ้ำกับแก๊สที่มาจากเทอร์ไบน์ ความร้อนจะเพิ่ม และความดันจะสูงยิ่งขึ้นในปลายท่อ และแก๊สจะพุ่งออกมาจากหัวฉีด (Nozzle) ด้วยความเร็วที่สูงยิ่งขึ้น ในขณะที่มวลการไหลเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย เมื่อเทียบกับมวลของการไหลของเชื้อเพลิงที่ใส่เข้าไป

 

      แรงผลักดันที่ได้จากเครื่องยนต์เจ็ท อยู่ภายใต้หลักการของอัตราการไหลของมวล (Mass flow rate) กล่าวง่าย ๆ ก็คือการขับดัน จะขึ้นอยู่กับสิ่งที่เกิดขึ้นสองอย่าง คือ

 

1. ความเร็วของแก๊สไอเสีย

 

2. มวลของแก๊สที่ผลิตได้

 

เครื่องยนต์เจ็ทสามารถผลิตแรงขับดันได้มากกว่าด้วยความเร่งที่เกิดขึ้นกับแก๊ส โดยการเติมเชื้อเพลิงเข้าไปในส่วนอุปกรณ์อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ หลังจากที่แก๊สไอเสียได้ผ่านส่วนของเทอร์ไบน์ไปแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้จะไปเพิ่มอุณหภูมิ และความเร็วของก๊าซ นั่นก็คือการเพิ่มแรงขับดันให้กับเครื่องยนต์เจ็ท โดยทั่วไปแล้วอาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ สามารถเพิ่มแรงขับดันให้กับเครื่องยนต์ได้อีกประมาณ 50% จึงเหมาะที่จะนำมาทำความเร็วสูงในระยะทางสั้นๆ หรือไต่ระดับการบิน (Climbing) ความสูงอย่างเร็วได้ และการเร่งความเร็วเต็มที่เพื่อก้าวข้ามช่วงความเร็วที่ไม่ต้องการ

 

หมายเหตุ: เอนโทรปี (Entropy) คือ ปริมาณทางกายภาพที่บอกถึงความไม่เป็นระเบียบของระบบในทางฟิสิกส์ จะมีการกล่าวถึงใน 2 วิชาหลัก ๆ คือ

วิชาอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics) ค่าเอนโทรปีเปลี่ยนแปลงสามารถคำนวณได้จากปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทจากบริเวณหนึ่ง ไปสู่อีกบริเวณหนึ่ง

อีกวิชาหนึ่งก็คือ วิชากลศาสตร์เชิงสถิติ (Statistical mechanics) โดยค่าเอนโทรปีสามารถคำนวณได้จากจำนวนรูปแบบสถานะทางจุลภาค (Microstate) ขององค์ประกอบย่อยในระบบ

 

วิดีโอทดสอบเครื่องบิน เอฟ-16 ที่ใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์เต็มที่

 

วิดีโอแสดงเครื่องบินรบ เอฟ-35 ขณะที่ทำการบินขึ้นใช้อาฟเตอร์เบิร์นเนอร์ช่วยบินขึ้น

 

วิดีโอการเร่งความเร็วของเครื่องบินเผ่านโซนิคบูมเพื่อเข้าสู่ความเร็วเหนือเสียง

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

ว่าวจะลอยขึ้นสูงได้ เพราะเหตุที่ต้านลมถ้าหมดลมว่าวก็ตก

มนุษย์เราจะขึ้นสูงอยู่ได้ ก็เพราะต้องต่อสู้อุปสรรค
ชีวิตที่ไม่เคยพบอุปสรรค จะหาทางก้าวหน้าไม่ได้เลย

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา