چرا طراحی موتورهای کم‌صداتر برای بوئینگ ۷۳۷ دردسرساز شد؟

اگر در یکی از فرودگاه های ایالات متحده هستید ، احتمالاً متوجه شده اید که برخی از آخرین هواپیماهای موجود در شرکت هایی مانند یونایتد ، آمریکایی یا Southwast در انتهای موتورهای خود دارای دندان های مانند دندان هستند. این ویژگی ، که یکی از معدود تفاوت های بین مدل حداکثر و نسل های قبلی است ، با “دندانه دار” یا (شورون) شناخته شده است اما این طرح فقط برای زیبایی نیست.

هدف Churons چیست؟

این زائده های مثلثی در واقع برای کاهش نویز طراحی شده اند. با ایجاد گرداب ، آنها به ترکیب بهتر دو خروجی اصلی خروجی موتور کمک می کنند و از این طریق صدای اگزوز را کاهش می دهند. MAX اولین مدل خانوادگی 2 است که از این فناوری بهره مند می شود. پیش از این ، از آن در Boeing 2 Dreamliner و 2-1 استفاده می شد. با این حال ، مدل بعدی Boeing 4X فاقد کرون است ، زیرا دارای مضرات است ، البته در کاهش صدا موثر است.

قیمت کاهش نویز: افت عملکرد در عملکرد

موتورهای جت مدرن بیشتر نیروی پیشرانه را از طریق فن جلو تولید می کنند که جریان هوا را به دو قسمت تقسیم می کند: بخش سوخت و بای پس. کرون با کنترل نحوه ترکیب این دو جریان ، صدای خروجی را کاهش می دهد. اما در عوض ، آنها حدود 2.5 درصد از نیروی پیشرانه را از دست دادند.

این ممکن است تعداد کمی به نظر برسد ، اما در صنعت حمل و نقل هوایی تجاری ، این اعشار نیز حیاتی هستند. این افت هواپیما مانند Max ، که زمان بیشتری را در مرحله اوج می گذراند ، تأثیر بیشتری دارد. در عین حال ، اگرچه حذف عایق های صوتی باعث صرفه جویی در وزن به دلیل کاهش نویز می شود ، اما این مزیت برای هواپیمای کوچک مانند مکس ، که پروازهای کوتاه تری دارد ، بسیار قابل توجه نیست.

1 حداکثر ؛ خطوط هوایی برای پروازهای کوتاه

اگرچه مدل حداکثر 2 حدود 2 مایل (2 کیلومتر) دارد و حداکثر 2 برای پروازهای بین قاره ای قبلاً استفاده شده است ، اما دامنه آنها هنوز نیمی از هواپیماها مانند Dreamline است. 2 بیشتر زمان پرواز در کروز ، جایی که آنها مزایای کاهش وزن خود را نشان می دهند. در مقابل ، 2 حداکثر معمولاً روزانه چند پرواز کوتاه انجام می دهد و زمان زیادی را در مصرف سوخت بالا می گذراند. بنابراین ، حتی کاهش جزئی در رانش موتور می تواند به یک چالش در بهره وری سوخت تبدیل شود.

بررسی موتور جهش CFM

هواپیماها از دهه 1980 با موتورهای CFM پرواز می کنند. مدل های کلاسیک و جدید نسل (NG) از موتورهای CFM3 استفاده کردند. بوئینگ دوباره به همان شرکت رفت و از موتور Leap-4B استفاده کرد. مدل بهینه شده برای پروازهای کوتاه.

موتور LEAP-4B با الهام از موتور Genx و با وجود اندازه کوچکتر و یک بای پس پایین تر ، مصرف سوخت مشابهی دارد (1: 1 در برابر 1: 1 در LEAP-1). این عملکرد به دلیل استفاده از فناوری هایی مانند استفاده از کامپوزیت سرامیکی (CMC) و افزایش دمای داخلی موتور حاصل می شود. از بین بردن دو مرحله فشار کم در LEAP-4B ، آن را برای نیازهای پرواز 2 Meks سبک تر و مناسب تر می کند.

هواپیماهای دیگر چگونه با مشکلات سر و صدا برخورد می کنند؟

لازم به ذکر است که بیشتر آنچه در خارج از موتور دیده می شود در واقع “بینی” یا پوشش موتور است که توسط تولید کنندگان هواپیما طراحی شده است ، نه یک سازنده موتور. در مورد 4 مکس ، بوئینگ نتوانست جایگزین بهتری برای نمازخانه ها ارائه دهد و در نهایت آنها را حفظ کرد.

اما در هواپیمای 4X ، نمازخانه ها در اصل در طراحی مفهومی در نسخه نهایی حذف شدند. گزارش هفته حمل و نقل هوایی صریحاً خاطرنشان می کند که دلیل این تغییر ، ارزیابی مجدد مزایا و معایب آنها است. بوئینگ که از سال 4 روی این فناوری کار می کند ، سرانجام به همان اندازه که به همان اندازه است ، اما سبک تر و آیرودینامیکی تر به طراحی نازل جدید تبدیل شده است.

Airbus هرگز از Cheoreron به طور کامل استفاده نکرده است. این شرکت در سال 4 اعلام کرد که در استفاده از چت ها مزیت خاصی ندیده و حتی آنها را به دلیل افزایش مصرف سوخت رد کرده است. در عوض ، ایرباس روی طراحی نازل داخلی پیشرفته متمرکز است. البته در برخی از مدل های A3CEO که دارای موتور CFM3 هستند ، تنها نازل داخلی مجهز به شورون است.

آینده کاهش سر و صدا در موتورهای جت

Airbus A3 از طریق طراحی به نام “پوسته آکوستیک یکپارچه” در نازل داخلی ، کاهش نویز را دنبال کرده است. در 4X ، با استفاده از نازل های نوآورانه و احتمالاً مواد کامپوزیت جدید ، آنها به سطح مشابهی از کاهش نویز رسیده اند.

به نظر می رسد مکس آخرین هواپیمای مسافربری است که در حال حاضر استفاده می کند. طراحی آینده موتورهای جت به استفاده از فناوری Turbocharms Gearbox بستگی دارد. موتور PW4G ساخته شده توسط Peugeot Witney اولین موتور Turbofen Gear بود که در هواپیماهای مسافربری سوار شد و با وجود دوام آن ، فناوری گیربکس آن موفقیت آمیز بود. این طرح به فن موتور اجازه می دهد تا با سرعت کندتر بچرخد و این باعث کاهش صدای خروجی می شود.

رولز رویس همچنین در حال توسعه یک موتور Ultrafan است که دارای طراحی دنده مقیاس پذیر است و ممکن است در آینده روی مدل های بعدی A3 تولید شود.

نگاهی کلی به آینده

موتورهای برتر توربوفن با عبور هوای بیشتر از طریق بای پس از هسته موتور ، سر و صدای کمتری ایجاد می کنند. به عنوان مثال ، نسبت بای پس در Genx در حدود 1: 1 ، در PW4G در حدود 2.3: 1 و در Ultrafan تا 1: 1 است. آینده کاهش نویز ، به جای طرح های رادیکال مانند Churon ، مبتنی بر بهبود مستمر اجزای موجود است.

در دهه 1980 ، بوئینگ برای شکستن قوانین متعارف طراحی شد. فناوری هایی مانند Churon بخشی از نوآوری های آن دوره بودند که بعداً در 1-5 و 2 حداکثر تکرار شدند. اما به نظر می رسد طرح تمام شده است.

صنعت تجاری یک هواپیمایی محافظه کار صنعتی است که در آن رقابت در درصد دهم و دهم است. اگرچه کوریون ها از مزایای صوتی برخوردار بودند ، اما تأثیر منفی آنها بر مصرف سوخت جای آنها را در طرح های جدید ایجاد کرد. این طرح ممکن است امروزه مدرن به نظر برسد ، اما به زودی به ویژگی خاصی از گذشته تبدیل می شود.