3. หลักการทำงานของเครื่องยนต์เจ็ท

ในการสตาร์ทเพื่อเริ่มต้นทำงานของเครื่องยนต์เจ็ทนั้นมีอยู่สองรูปแบบก็คือ แบบอุปกรณ์สตาร์ทติดตั้งในตัวเครื่องบิน เราเรียกว่า เอพียู (Auxiliary Power Unit: APU) และแบบที่อุปกรณ์สตาร์ทอยู่ภายนอกเครื่องบินเราเรียกรูปแบบนี้ว่า จีพียู (Ground Power Unit: GPU) ข้อดีของระบบ จีพียู ก็คือลดน้ำหนักบรรทุกของเครื่องบินลงไป เพราะไม่มีระบบสตาร์ทในตัวเครื่องบิน

รูปอุปกรณ์สตาร์ทเครื่องยนต์เจ็ทที่เป็น APU

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูป APU อีกหนึ่งรูป

รูปตำแหน่งการวางระบบสตาร์ทรุ่น CRJ-900 ของเครื่องบินพาณิชย์

วิดีโอแสดงการสตาร์ทเครื่องยนต์เจ็ทในเครื่องบินพาณิชย์

รูปจีพียู

รูปอุปกรณ์สตาร์ทเครื่องยนต์เจ็ทที่เป็นแบบ GPU ที่ใช้ในเครื่องบินบรรทุกทางทหาร C-17

รูปอุปกรณ์สตาร์ทเครื่องยนต์แบบ GPU ในเครื่องบินพาณิชย์

ในการสตาร์ทเครื่องยนต์เจ็ทนั้นอาจใช้สตาร์ทเครื่องยนต์โดยใช้ระบบไฟฟ้า หรือระบบนิวแมติกส์ (ระบบลมอัด) อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือใช้ทั้งสองระบบ ระบบการสตาร์ทแบบเอพียู จะกดปุ่มเริ่มต้นสตาร์ทภายในห้องนักบิน (Cockpit) เมื่อกดสวิตซ์สตาร์ทเครื่องยนต์ มอเตอร์สตาร์ท หรือลมอัดความดันสูงจะปล่อยมาจากปั๊มลม เพื่อไปทำการหมุนชุดกังหัน

เมื่อเครื่องยนต์หมุนด้วยความเร็วรอบที่เหมาะสม ก็จะเกิดอากาศอัดตัวภายในห้องเผาไหม้จากนั้นนักบินก็จะกดปุ่มจุดระเบิด (Ignition switch) การจุดระเบิดจะเกิดประกายไฟขึ้น จากนั้นนักบินก็จะทำการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ถึงตอนนี้ภายในห้องเผาไหม้เครื่องยนต์เจ็ทก็จะเกิดการเผาไหม้ และเกิดอย่างต่อเนื่อง

ตอนนี้นักบินก็จะปิดสวิตซ์ระบบจุดระเบิด และไม่ต้องเปิดสวิตซ์อีกในขณะเครื่องยนต์ทำงาน เพราะเครื่องยนต์เจ็ทจะเกิดการเผาไหม้ด้วยตัวมันเองอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาโดยไม่มีจังหวะในการเผาไหม้เหมือนเครื่องยนต์แบบลูกสูบ การทำงานของเครื่องยนต์เจ็ทจะทำงานตราบเท่าที่มีน้ำมันเชื้อเพลิงไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้

วิดีโอแสดงหลักการทำงานของเครื่องยนต์เจ็ท

รูปผังเครื่องยนต์เจ็ท

ทีนี้มาดูหลักการทำงานของเครื่องยนต์เจ็ท ตามที่กล่าวไว้แล้วว่าเครื่องยนต์เจ็ทจะผลิต หรือสร้างแก๊สที่มีความเร็วสูงไหลผ่านไปตามช่องทางของเครื่องยนต์เพื่อทำการขับดันเครื่องบินให้บินได้บนท้องฟ้า

การทำงานเริ่มต้นจากการหมุนชุดอัดอากาศ (Compressor) ด้วยการสตาร์ทเครื่องยนต์ที่กล่าวไว้ข้างต้น อากาศจากภายนอกก็จะถูกดูดเข้ามาภายในเครื่องยนต์ ชุดอัดอากาศก็จะทำการอัดอากาศที่ไหลเข้ามาให้มีความดันสูง และส่งอากาศที่ถูกอัดนี้ไหลไปสู่ห้องเผาไหม้ ชุดอัดอากาศสามารถเพิ่มความดันให้แก่อากาศได้ถึง 12 เท่าของความดันบรรยากาศอากาศ

ในส่วนห้องเผาไหม้จะมีหัวเทียนจุดระเบิด เพื่อทำการจุดระเบิดให้แก่เครื่องยนต์ โดยในห้องเผาไหม้จะมีส่วนผสมน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศผสมกันอยู่ หัวเทียนจุดระเบิดอาจมีหนึ่ง หรือสองหัวก็ได้ ซึ่งคล้ายกับหัวเทียนจุดระเบิดในรถยนต์ แต่ต่างกันตรงที่เครื่องยนต์ลูกสูบต้องใช้หัวเทียนทำงานตลอดที่เครื่องยนต์ทำงาน ส่วนในเครื่องยนต์เจ็ทนั้นจะหยุดการทำงานเมื่อเครื่องยนต์ติดแล้ว เพราะเครื่องยนต์จะทำงานด้วยตัวของมันเองจนกว่าเชื้อเพลิงจะหมด

ในการเผาไหม้นั้นประมาณ 25% ของอากาศจะถูกการเผาไหม้ ส่วนที่เหลืออีกประมาณ 75% จะผสมกับแก๊สไอเสีย เพื่อช่วยลดอุณหภูมิของแก๊สไอเสีย ก่อนที่จะไหลไปยังส่วนกังหันเทอร์ไบน์ ทำให้กังหันเทอร์ไบน์หมุนได้ด้วยแรงจากการเผาไหม้ พลังงานที่เพิ่มให้แก่ชุดกังหันเทอร์ไบน์นี้ทำให้หมุนได้ความเร็วรอบสูงขึ้น แกนของชุดอัดอากาศกับชุดกังหันเทอร์ไบน์เป็นแกนเพลาเดียวกัน ยิ่งกังหันเทอร์ไบน์หมุนด้วยความเร็วสูงเท่าไหร่ ชุดอัดอากาศก็จะอัดตัวได้สูงขึ้นเท่านั้น ก็จะเกิด แรงขับดัน (Thrust) จำนวนมาก แรงขับดันนี้แหละจะนำมาใช้ทำให้เครื่องบินให้บินได้ในอากาศ

ระบบน้ำมันเชื้อเพลิง

รูปการเติมน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องบินพาณิชย์

รูปถังเก็บน้ำมันเชื้อเพลิง เจ็ท เอ-1

รูปน้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินเจ็ท

      ในเครื่องยนต์เจ็ท จะใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่ให้อัตราการเผาไหม้ที่สูง เพื่อให้ได้ผลทางประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งน้ำมันเชื้อเพลิงชนิดนี้เราเรียกว่า น้ำมันเครื่องบิน เจ็ทเอวัน (JET A-1 หรือ JP-1) ถ้าเป็นเครื่องบินทางทหารก็จะเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง เจ็ท-8 (Jet-8) คือเป็นฐานน้ำมัน (Base oil) อยู่ในระดับเดียวกับ น้ำมันก๊าด (Kirosene) แต่จะมีคุณภาพที่ดีกว่าน้ำมันก๊าดที่ขายในท้องตลาด ซึ่งมีลักษณะใสไม่มีสีเหมือนน้ำ ราคาต่อลิตรอยู่ที่ประมาณ 11 บาท ซึ่งถูกกว่าน้ำมันแก๊สโซลีนที่ใช้ในเครื่องยนต์ลูกสูบ โดยราคาอยู่ที่ประมาณ 33 บาท/ลิตร

      ถึงแม้ว่าน้ำมันจะมีราคาถูก แต่ต้องมีการบำรุงรักษาเครื่องยนต์เครื่องบินที่มีราคาที่แพงกว่า และก่อนที่จะทำการขึ้นบิน (Take off) เครื่องบินจะต้องระบายน้ำมันเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ออกให้หมด เพื่อป้องกันน้ำที่ปนในน้ำมัน จากนั้นนำมาปรับปรุงปรับสภาพ และ/หรือ เติมน้ำมันใหม่เข้าไปเพื่อความปลอดภัยในการทำการบิน น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินจะมีความไวไฟมาก ภายในรัศมี 12 เมตรจะห้ามนำไฟเข้าไปใกล้เด็ดขาด

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ไม่ว่าเรื่องที่ทำจะยากเพียงใด ขอเพียงมีความเชื่อมั่นในตนเอง
มีเจตนาแรงกล้าที่จะทำ นั่นเท่ากับว่าสำเร็จไปครึ่งหนึ่งแล้ว”