Gasturbine

44 ภาพท่ี 3-18 ส!วนประกอบของหองเผาไหมแบบกระบอก หัวจุดประกายไฟ ปกติจะมีสองตัวอยูคนละกระบอกของหองเผาไหม ส่ิงที่มีความสำคัญมากในสวน สันดาป คือ การระบายเช้ือเพลิงท่ีไมไดเผาไหม เพื่อเป!นการปgองกันไมใหมีเชื้อเพลิงติดตามบริเวณ ทอรวม เชื้อเพลิง (Manifold) หัวฉีดเช้ือเพลิง และหองเผาไหม เพราะวาน้ำมันท่ีเหลืออยูน้ีระเหยออกมาเม่ือมีการ ทำงาน จะมีเช้อื เพลงิ มากเกินไปถาปลอยใหมีการสะสมของเช้ือเพลิงหลังจากดับเคร่ืองแลว จะเกิดอันตรายขึ้น เม่ือมีการจุดระเบดิ ถามีเชื้อเพลิงสะสมอยูในปริมาณท่ีมากเมื่อมีการติดเครื่องครั้งตอไปจะเกิดความรอนสูงอาจจะทำให ชิน้ สวนเกดิ การมคี วามรอนสูงเกินกวาขีดจำกัดอุณหภูมิ โครงดานในของหองเผาไหมแบบกระบอก มชี องหลายขนาดและหลายแบบ แตละชองมีหนาท่เี ฉพาะ และมีผลในการลามของเปลวไฟ อากาศท่ีเขาหองเผาไหมจะถูกแบงดวยชองตางๆ เขาไปยังกระแสการไหล สองตัวหลัก คือ อากาศปฐมภูมิ และ อากาศทุติยภูมิ อากาศปฐมภูมิ จะไหลไปยังดานในของหอง เผาไหมที่ ดานทายสวนหนา ผสมกับเช้อื เพลิงแลวกเ็ ผาไหม อากาศทุติยภูมิ (ระบายความรอน) ผานสวนนอกของโครงใน หองเผาไหม และเชอ่ื มกบั แกส) ที่เผาไหมผานรทู ่มี ขี นาดใหญกวาตรงไปยงั สวนทายของโครงใน การระบายความ รอนน้ันสามารถระบายความรอนลงจาก 3,500°F เป!น 1,500°F รูรอบๆหัวฉีดเช้ือเพลิงในคร่ึงวงกลมหรือ สวนทายทางเขาของหองเผาไหมแบบกระบอก ชวยทำใหเชื้อเพลิงเป!นฝอย ในสวนของ Louver จะอยูตาม ทางยาวของของโครงใน เพ่ือทำหนาที่ระบายความรอนโครงหองเผาไหม ชั้นของอากาศนี้ยังควบคุมรูปแบบ ของเปลวไฟดวยเพ่ือท่ีจะรักษาใหเปลวไฟอยูแนวตรงกลางของโครงใน ปgองกันไมใหผนังหองเผาไหมหลอม ละลาย

45 2. หองเผาไหมแบบโครงกลม (Annular or Basket Combustion Chamber) ภาพท่ี 3-19 แสดงการไหลของอากาศผานบานเกล็ดในหองเผาไหม ตรงบริเวณของอของหอง เผาไหมจะติดตั้งหัวฉีดเชื้อเพลิง หัวฉีดน้ีทำหนาท่ีฉีดเชื้อเพลิงใหเป!นฝอยเล็กๆ ละอองท่ีมีขนาดเล็กมากๆ การ เผาไหม เร็วข้ึนและประสิทธิภาพการเผาไหมดีขึ้น แบบของหัวฉีดท่ีใชมีสองแบบ คือ แบบหัวฉีดอยางงาย (Simplex Nozzle) และหวั ฉดี เชิงซอน (Duplex Nozzle) ภาพที่ 3-19 สว! นประกอบและการไหลของอากาศภายในหองเผาไหมแบบโครงกลม หองเผาไหมแบบน้ีประกอบดวยอุปกรณ(พ้ืนฐานดังน้ี ตัวเรือน หรือโครงหองเผาไหมตัวใน เหมือนกับ หองเผาไหมแบบกระบอก โครงภายนอกประกอบดวย โครงกลมท่ียื่นครอบตัวเรือนเพลาของกังหัน หองเผา ไหม ถาหองเผาไหมท่ีถูกใชมีมากกวาสองอัน อันที่หนึ่งจะอยูดานนอก ในแนวรัศมีเดียวกัน เรียกวา หองเผา ไหมแบบโครงกลมคู หัวจุดของหองเผาไหมแบบโครงกลม เป!นรูปแบบพื้นฐานท่ีใชทั่วไป ถึงแมวารายละเอียดจะมีความ แตกตางกันบางในรายละเอียดปลีกยอย หัวจุดตองมีขนาดยาวพอที่จะยื่นเขาไปภายในจากตัวเรือนถึง โครงนอกของหองเผาไหมสองช้นั หองเผาไหมแบบโครงกลม ถูกใชในเคร่ืองยนต(หลายๆแบบ เพ่ือใชกับเคร่ืองอัดอากาศแบบไหลตาม แกน แลวยังมีการใชกับเครื่องอัดอากาศแบบผสม (การผสมระหวาง เคร่ืองอัดอากาศแบบแรงเหว่ียง และ เคร่ืองอัดอากาศแบบไหลตามแกน) สามารถทำใหเครอ่ื งยนต(มีพ้ืนที่หนาตัดมีขนาดเล็กลงได อากาศที่ผานการ อัดมาแลววิ่งเขาตามรูปรางของหองเผาไหมรอบๆเพลาของสวน-กังหัน โดยปกติ พ้ืนที่ท่ีเหลืออยูเป!นการเอา อากาศที่อัดเขามาเพื่อการระบายความรอนเช้ือเพลิงถูกสงผานหัวฉีด หรือตัวฉีด ฉีดไปยังทอรวมเชื้อเพลิง อากาศปฐมภูมเิ อาไปใชในการเผาไหม สวนอากาศทตุ ิยภูมิใชในการระบายความรอนจำนวนมาก กอนท่ีจะเขา สวนของกงั หนั เครื่องยนต(ท่ีใช เคร่ืองอัดอากาศแบบไหลตามแกน มีหองเผาไหมแบบโครงกลม ดังภาพที่ 3-20 ประกอบไปดวย โครงกลม Shroud นอกและใน รอบๆเรือนของเพลาขับเคร่ืองอัดอากาศ รูที่อยูรอบๆ

46 Shroud มีไวเพื่อใหอากาศเขาไประบายความรอนที่ตรงกลางของหองเผาไหม เชื้อเพลิงก็ฉีดออกมาตามหัวฉีด ท่ีเรียงกันอยูรอบๆ เพราะวาอยูใกลเปลวไฟมากดังน้ัน Burner ทุกแบบจึงมีอายุการใชงานที่ส้ันเม่ือเทียบกับ สวนอื่นของเครือ่ งยนต( ดังน้ันสวน Burner จงึ ตองมกี ารหม่ันตรวจสอบและทำการเปลี่ยนมากกวา Burner แบบน้ีใชกับพื้นขนาดเล็ก เพ่ือใหมีประสิทธิภาพสูงสุด เช้ือเพลิงกับอากาศ ผสมกันไดดี ภายในโครงสรางท่ีงายๆ อัตราสวนที่เหมาะสมระหวางพื้นผิวภายในของ Burner ตอปริมาตรก็ตองคำนึงถึง ดวย อันนี้เพื่อทำใหแนใจวามีการระบายความรอน แก)สที่เผาไหมสูงสูด การออกแบบเชนนี้ก็เพ่ือปgองกันการ ยุบตัวของ โครงดานในเน่ืองจากความรอน อยางไรก็ตาม เม่ือทำการถอดออกมาซอมบำรุงตองถอดออกมา ท้งั หมด ซงึ่ เป!นขอดอยของหองเผาไหมแบบน้ี ภาพที่ 3-20 สว! นประกอบของหองเผาไหมแบบโครงกลม หองเผาไหมแบบโครงกลมรุนลาสุดที่ใชในทางทหาร เป!นระบบฉีดเชื้อเพลิงแรงดันต่ำ ดวยการใชตัว สรางการหมุนควงของอากาศ (Swirler) เพื่อผสมเชือ้ เพลิงและอากาศเขาดวยกัน กอนสงเขาไปเผาไหม หัวฉีด เชื้อเพลิงถูกวางไวที่ตำแหนงตรงกลางของตัวสรางการหมุนควงของอากาศ เชื้อเพลิงออกจากตัวฉีด (ซึ่งหมุน ควงมาเรียบรอยแลว) ถูกลอมรอบดวย ตัวสรางรปู แบบการหมนุ ของอากาศ เป!นการทำใหอนุภาคของเชือ้ เพลิง แตกตัวออกเป!นขนาดเล็กๆ กอนท่ีจะถึงสวนสันดาป อันน้ชี วยผสม เช้ือเพลิงกับอากาศใหเขากันไดเป!นอยางดี เพ่ือลดระดับการเกิดควันที่ทางออกไอเสีย ระบบฉีดเช้ือเพลิงความดันต่ำจะมีรูหัวฉีดขนาดใหญกวา ชวยลด ปญ| หาการอดุ ตันของหวั ฉีดไดเป!นอยางดี 3. หองเผาไหมแบบผสม (Can-Annular-Type Combustion Chamber) หองเผาไหมแบบผสมถูกพัฒนาโดยบริษัท Pratt and Whitney สำหรับใชในเครื่องยนต( JT3 เทอร(โบเจต เพราะวาเครื่องยนต(แบบนี้เป!นแบบ Split spool compressor จึงตองการหองเผาไหมท่ีแข็งแรง บวกกบั ความตองการประสิทธิภาพรวมสูงสุด สิ่งเหลานีม้ ีความจำเปน! อยางมาก เพราะวา ความดันอากาศและ

47 ความเร็วท่ีสูง ภายในเครื่องยนต(แบบ Split spool compressor ตามความยาวของเคร่ืองมีขอจำกัดดังจะ กลาวตอไปนี้ เครื่องอัดอากาศแบบแยกสวน (Split compressor) ตองการเพลาสองอันท่ีรวมศูนย(กัน เพื่อเชื่อมตอ กับกังหัน ท่ีขับเคร่ืองอัดอากาศ สำหรับเครื่องอัดอากาศดานหนาน้ันเช่ือมตอเพลาเขากับกังหันสภาวะที่อยู ดานทายจึงตองการเพลาท่ียาวกวา เพราะวาเพลาน้ีอยูดานในของอีกเพลาหนึ่ง จึงมีขอจำกัดของ เสนผาศูนย(กลาง ระยะระหวางเครื่องอัดอากาศที่อยูดานหนา กังหันสภาวะท่ีอยูดานทาย ตองมีการจำกัด ความยาวของเพลาดวยเพือ่ ไมเกิดการแอนตวั และส่นั ตามมา เนื่องจากระยะระหวางเคร่ืองอัดอากาศกับกังหัน มีผลกระทบตอความยาวและสมรรถนะของเครื่อง ดังน้ันจงึ ตองมีหองเผาไหมทส่ี ั้น เพื่อจะไดสมรรถนะทีส่ ูงขึน้ แตความยาวของเคร่อื งสั้นกวา หองเผาไหมแบบผสม จึงมีการจัดเรียงตัวตามแนวรัศมีรอบๆแกนของเคร่ืองยนต( หองเผาไหมจะถูก ครอบดวย Shroud เหล็กกลาที่สามารถถอดได ซ่งึ ครอบถึง Burner รูปแบบเชนน้ีทำให ชุดสันดาปพรอมท่ีจะ ทำการซอมบำรงุ ไดงาย ในหองเผาไหมแบบนี้ก็มีทอลามเปลวไฟเชนเดียวกนั ทอเหลาน้ีชวยใหสามารถติดเคร่ืองไดงาย หนาท่ี ก็เหมือนกับ ทอลามของ หองเผาไหมแบบกระบอก แตแตกตางกันที่โครงสรางเทานนั้ ภาพท่ี 3-21 ส!วนประกอบของหองเผาไหมแบบหองเผาไหมแบบผสม (Can-Annular-Type Combustion Chamber)

48 หองเผาไหมแตละตัวประกอบดวยโครงดานในทรงลูกกระสุนเจาะรู ขนาดและรูปรางของรูถูก ออกแบบมาเพื่อ ใหมีปริมาณอากาศเขามาดวยความเร็วและทิศทางที่ถูกตอง หองเผาไหมสวนลาง 2 หอง ติดต้ังหัวจุดประกายไฟ หองเผาไหมถูกรองรับที่สวนทาย ที่หนีบทอทางออก ยึดตอไปยังชุดกังหัน ผิวดานหนาของหองเผาไหมแตละตัว มีรหู กรูซ่ึงเรียงกับ หัวฉีดเช้ือเพลิงหกหัวหัวฉีดเชื้อเพลิงเหลานี้เป!นหวั ฉีด แบบคู (Duplex type) จึงตองการตัวแบงการไหล (Flow divider) รอบๆหัวฉีดแตละหัว จะเป!น Pre-swirl vane สำหรับสรางการหมุนควงของละอองเช้ือเพลงิ ชวยใหเกดิ การแตกตัวของเช้ือเพลิงไดดี การเผาไหมและ ประสทิ ธภิ าพดขี น้ึ Swirl Vane ทำหนาท่สี ำคัญ 2 อยาง ซงึ่ จะทำให 1. ความเร็วของเปลวไฟสงู ขนึ้ ชวยใหเกดิ การผสมกันระหวาง เช้ือเพลิงกับอากาศไดดยี ่ิงขึน้ และการ เผาไหมเกิดข้นึ ไดอยางตอเน่ืองแนนอน 2. ความเร็วของอากาศในแนวนอนมีคาต่ำ การหมุนควงชวยปgองกันเปลวไฟจากการเคลื่อนที่ไปตาม แนวนอนเร็วเกินไป Swirl Vane ชวยการลุกไหมของเปลวไฟไดดี เพราะวาระดับของการไหล แบบป|†นปŒวน (Turbulence) มีคาสูง เพ่ือใหชวยตอนเร่ิมเผาไหม และ การระบายความรอนไดดี การผสมกันระหวาง ไอเช้ือเพลิงกับอากาศปฐมภูมิดวยวิธีการทางกลมีความจำเป!นมาก ถาใหผสมกันดวยการแพรกระจายอยาง เดียวจะชามาก การผสมกันดวยวิธีการทางกลก็สามารถทำไดหลายวิธี เชน การใสแผนกั้นอยางหยาบที่ ทางออกของ Diffuser สวนใหญจะทำกนั ในเครือ่ งยนตท( ไ่ี หลตามแนวแกน ทด่ี านลางของหองเผาไหมแบบผสมจะตองมลี ้ินระบายเชื้อเพลงิ สองตัวขึ้นไปดวย เพื่อใหแนใจวาไมมี เชือ้ เพลงิ เหลอื อยใู นการสตาร(ทเครอ่ื งยนต(ครง้ั ตอไป การไหลของอากาศผานรแู ละ Louver ของหองเผาไหมแบบผสม ทำใหเกิดการหมุนควงของอากาศ เพื่อใหเกดิ การไหลแบบป†|นปŒวน ความตองการดานสมรรถนะ ประกอบไปดวย - ประสิทธภิ าพการเผาไหมมีคาสงู - การทำงานท่ีเสถียร การเผาไหมตองปราศจากการ ระเบิดท่ีการไหลของอากาศจาก จากรอบเดิน เบาไปยัง การเดินเครือ่ งทก่ี ำลังสูงสดุ - การสูญเสียความดันตองมีคานอย เราตองการความดันใหออกท่ีทอทายมากท่ีสุดเทาที่จะทำได เพ่ือที่จะเรงไอเสียออกไปดานทาย การสูญเสียความดันสูงๆจะลดแรงขับและเพ่ิมอัตราการส้ินเปลืองเช้ือเพลิง ขน้ึ ไปอกี - การกระจายตัวของอุณหภูมิอยางสม่ำเสมอ อุณหภูมิเฉลี่ยของแก)สรอนที่เขากังหัน ควรจะใกล ขีดจำกัดอุณหภูมิของวัสดุมากที่สุดเทาที่จะทำไดเพื่อที่จะไดสมรรถนะของเครื่องยนต(สูงสุด การที่อุณหภูมิ เฉพาะที่มีคาสูง หรือการเกิดจุดรอนในกระแสการไหลของแก)สรอนจะลดอุณหภูมิเฉลี่ย ท่ีปกปgองตัวกังหัน ทางเขากงั หันลดลง ซ่ึงจะทำใหพลังงานความรอนรวมและสมรรถนะของเครื่องยนต(ลดลงดวย - ติดเคร่ืองยนต(ไดงายท่ี ความดันต่ำ และความเร็วท่ีสูง ภายในหองเผาไหมทำใหเคร่ืองยนต(ติด ยาก ถามีการออกแบบ Burner มาไมดี เครื่องยนต(จะสามารถติดไดในชวงแคบ ๆ เทานั้น ความเร็วรอบต่ำ และความสงู นอย ๆ ในขณะทเ่ี ครือ่ งยนตท( ่ีมีการออกแบบ Burner ท่ีดีกท็ ำใหเครอ่ื งยนต(ติดเครือ่ งไดงาย

49 - มีขนาดเล็ก ซ่ึง Burner ที่ใหญตองการตัวเรือนท่ีมีขนาดใหญตามไปดวย ซงึ่ จะทำใหพ้ืนท่ีหนาตัด เครื่องยนต(เพิ่มข้ึนดวย ทำใหเกิดแรงตานอากาศท่ีมีคาสูง ทำใหการทำความเร็วสูงสุดลดลงดวย การที่มี Burner มขี นาดใหญเกินไป ทำใหมีเครื่องยนตม( ีนำ้ หนักมาก การบรรจุน้ำมันและสมั ภาระก็ลดลงดวย อกี ทั้งยัง ไปไดระยะทางใกลๆ Burnerสมัยใหมของเครื่องยนต(นี้สามารถใหความรอนไดประมาณ 500-1000 เทาของ เตาเผาของเครื่องจักรในอุตสาหกรรม ถาเทียบที่น้ำหนักเทากัน ถาไมมีพลังงานความรอนออกมาขนาดน้ีก็ เป!นไปไดยากท่ีกังหนั ของเครอ่ื งยนต(จะสามารถทำงานได - การเกิดควันมีปริมาณนอย การเกิดควันมากๆไมไดรบกวนผูคนที่อยูภาคพ้ืนแตอยางใด หากแต วาในทางทหารแลวทำใหขาศกึ สามารถตรวจจบั ไดงาย - การเกิดเขมานอย เขมาท่ีเกิดข้ึนจะขัดขวางการไหลของอากาศท่ีจะเขามาเผาไหม และ การเขา มาระบายความรอน ทำใหชนิ้ สวนการทำงานมีความรอนสูง และอายุการใชงานลดต่ำลง ความตองการของ Burner นี้ตองมีชวงการทำงานที่กวาง ยกตัวอยางเชน การเปล่ียนแปลงการไหล ของเช้ือเพลิงอาจแปรคาถึง 50:1 การไหลของเช้ือเพลิง 30:1 และ อัตราสวนของเชื้อเพลิงกับอากาศ 5:1 ความดันของ Burner ไหมครอบคลุม อัตราสวน 100:1 ในขณะที่อณุ หภูมทิ างเขาอาจจะเกิดการเปล่ียนแปลง มากกวา 700°F ผลของตัวแปรตางๆท่มี ผี ลตอสมรรถนะการทำงานของ Burner น้คี อื 1. ความดัน 2. อุณหภูมอิ ากาศท่เี ขามา 3. อัตราสวนของเชื้อเพลิงกบั อากาศ 4. ความเรว็ ของการไหลของอากาศ 3 – 7 ส$วนกงั หนั (Turbine Section) กังหันทุกแบบในเครือ่ งยนต(แก)สเทอร(ไบนส( มัยใหม ประกอบไปดวยกังหันมากกวาหนึ่งสภาวะ รบั แก)ส รอนท่ีออกมาจากสวนสันดาปของเคร่ืองยนต(โดยทันที กังหันทำหนาท่ีนำพลังงานจากการขยายตัวของแก)ส รอนท่ีออกมาจากสวนสันดาป แลวเปลี่ยนพลังงานเหลาน้ีเป!นพลังงานขับท่ีเพลา เพ่ือนำไปขับเครื่องอัดอากาศ และอุปกรณ(ของเคร่ืองยนต( ในเครื่องยนต(เทอร(โบชาร(ป หรือ เคร่ืองยนต(เทอร(โบพรอพจะนำกำลังงานที่ไดไป หมุนเพลา เกือบสามในส่ีของพลงั งานท้ังหมดนำไปขับเครื่องอัดอากาศ (ในกรณีที่เป!นเคร่ืองอัดอากาศแบบคู ) รวมถึงเคร่ืองยนต(เทอร(โบแฟน ถาเป!นเครื่องยนต(เทอร(โบชาร(ป หรือ เครื่องยนต(เทอร(โบพรอพ กังหันจะถูก ออกแบบมาเพื่อที่จะนำพลังงานออกมาใชใหมากท่ีสุดเทาท่ีจะทำได ดังน้ันประสิทธิภาพคือกังหันท่ีใชใน เคร่ืองยนต(เทอร(โบพรอพสามารถใหแรงขบั ประมาณ 90% ของแรงขับจากใบพดั ขณะที่แรงขับจากไอพนมีแค 10% เทานั้น กังหันของเครื่องยนต(ท่ีไหลตามแกนประกอบไปดวยสองสวนที่สำคัญคือ สวนหมุน (Turbine rotor) และ กลีบใบติดตัวเรือน (Stationary vane) กลีบใบติดตัวเรือนนั้นประกอบไปดวยระนาบของใบจักรโคง ซึ่ง รวมศูนย(เดียวกันกับกังหัน และ ทำมุมเพ่ือทำการรีดแก)สรอนเขาสูใบจักรสวนหมุน Turbine Nozzle เป!น

50 ชิ้นสวนที่วิกฤตมากที่สุดในการออกแบบเคร่ืองยนต( ถาพื้นท่ีของ Nozzle มีคามากเกินไป การทำงานจะไมได ประสิทธิภาพสูงสดุ ถาพื้นทีข่ อง Nozzle มคี านอยเกินไป กังหนั จะเกดิ การ Choke และสญู เสียประสิทธภิ าพ Stationary vane Turbine Rotor ภาพท่ี 3-22 สว! นประกอบของกังหัน กังหันสามารถแบงไดสามแบบดังนี้ กังหันกิริยา (Impulse Turbine) กังหันปฏิกิริยา (Reaction Turbine) และ กงั หนั แบบผสม (Combination Turbine) กังหันกิริยาจะไมมีการเปล่ียนแปลงความดันตกครอมสุทธิระหวางทางเขาและทางออกของสวนหมุน ความเร็วท่ีทางเขาและทางออกของกังหันมีคาเทาเดิม Nozzle guide vane ทำหนาท่ีสรางทางเดินของแก)ส เพอื่ เพมิ่ ความเร็วและลดความดันของแกส) สำหรบั กังหนั แบบปฏิกิริยา Nozzle guide vane ไมไดทำหนาที่ไป มากกวาการเปลย่ี นทิศการเคล่ือนท่ขี องแก)ส หนาทส่ี วนใหญจะอยทู ี่สวนหมุนของกังหัน ทชี่ องวางระหวางกลีบ ใบมีรูปรางเป!นทอปลายตีบ ซ่ึงทำหนาท่ีลดความดัน และ เพิ่มความเร็วของแก)สรอน ในเคร่อื งยนต(เจตจะถูก รักษาสมดุล ดวยการผสมท้ังสองแบบเขาดวยกัน เรียกวา กังหันกิริยา-ปฏิกิริยา ออกแบบมาเพ่ือทำหนาที่ เหมือนท้ังสองแบบ ดวยเสนผานศนู ย(กลางท่ีมีขนาดเล็ก และทำใหเหมาะสมและเขากบั เครื่องอัดอากาศ กังหันอาจจะมีสภาวะเดียวหรือหลาย ๆ สภาวะก็ได ใบจักรอยูกับท่ี (Stationary vane) จะแทรก ระหวางกงกังหัน (Rotor wheel) และทางออกของสภาวะสุดทายของกงกังหัน แลวยังอยูท้ังทางเขาและออก ของกังหัน แตละชุดของใบจักรท่อี ยูกบั ที่ จะทำหนาท่ีเป!นชุดรดี แก)สรอน กอนสงตอเขากงกังหันทต่ี ามมา สวน ชุดที่อยูทางออกทำหนาที่ใหสายธารการไหลของแก)สรอนตรงกอนจะออกไปยังทอฉีดไอพน (Jet nozzle) กังหันอาจจะทำงานเป!นอิสระหรือไมเป!นอิสระจากอันอ่ืนก็ได จะข้ึนอยูกับแบบของเคร่ืองยนต(และความ ตองการดานพลงั งานของกงั หัน ความเร็วรอบของกังหัน อัตราการไหลของแก)ส อุณหภูมิทางเขาและออกของกังหัน ความเร็วของ ไอเสียท่ีออกจากกังหัน และ พลังงานท่ีตองการน้ัน จะตองไดรับการพิจารณาจากผูออกแบบเคร่ืองยนต( ถา เครื่องยนต(ติดตั้งเครื่องอัดอากาศแบบคู ชุดกังหันก็ตองเป!นแบบคูหรือแบบแยกดวยในกรณีน้ี กังหันสวนหนา

51 (ขับเครอื่ งอัดอากาศความดันสงู ) จะเป!นแบบสภาวะเดียว (Single stage) เพราะวาไดรับแก)สรอนท่ีมีพลังงาน สงู จากสวนสันดาปโดยตรง และหมุนดวยความเรว็ ทสี่ งู กวากงั หันท่ีใชขับเครื่องอัดอากาศความดนั ต่ำ แก)สสามารถไปถึงดานทายของกังหัน (ซึ่งขับเครื่องอัดอากาศความดันต่ำ) เม่ือมีการขยายตัวของแก)ส ก็ยอมตองการเอาพลังงานออกมาใหมากที่สุด นั่นก็ตองมีใบของกังหันใหมีพื้นที่มากๆ เพื่อการรักษาสมดุลของ งานหรือพลังงาน ดังน้ันจึงตองมีกงั หนั หลายๆสภาวะ (ภาพที่ 3-22) ภาพที่ 3-22 กงั หันสองสภาวะ แบบแยกส!วน กังหันตองออกแบบมาเพื่อใหมีอัตราการขยายตัวสูง ๆ แลวยังทำใหอุณหภูมิของแก)สรอนที่ผานมีคา ลดลงสงู มาก และทำใหทอไอเสยี เยน็ ลงดวย ถาเป!นเครอื่ งยนต(ท่ีมีการติดต้ังสวนสันดาปทาย ทางออกไอเสียท่ี เย็นกวาสามารถท่ีจะเผาไหมเช้ือเพลิงไดโดยไมตองกังวลเรื่องอุณหภูมิที่มีคาสูงจนอาจจะเป!นอันตรายตอ โครงสรางของอปุ กรณต( าง ๆ กงกังหันมีการถวงสมดุลพลวัตร ประกอบดวยใบจักรที่เป!น Super Alloy ติดเขากับจานหมุน ฐานของใบจักรมีลักษณะเป!น ตนสน (Fir tree) ออกแบบมาเพ่ือใหอยูกับจานหมุน และสามารถรองรับการ ขยายตัวที่อณุ หภมู ิสูง กลีบใบสวนหมุนบางแบบทปี่ ลายใบจะเป!นปลายเป„ด แตโดยทวั่ ไปจะเปน! แบบมีวงครอบ ทปี่ ลายใบ (Shroud) เพ่ือลดการส่ันของใบจกั ร การทำเชนน้ีเหมือนกับป‹กเครื่องบิน ท่ีมีการใสปลายป‹กเขาไป (Wing tip) เพ่ือเป!นการปรับปรุงคุณลักษณะการไหลของอากาศที่ไหลผาน และเพิ่มประสิทธิภาพของกังหัน นอกจากนี้ Shroud ยงั เป!นตัวปอg งกนั การรวั่ ของแก)สรอนผานออกทางปลายใบของกังหันดวย ภาพที่ 3-23 การตดิ ตัง้ ใบจักรเขากับจานหมนุ แบบ Lock-tab (ซาย) และ แบบ Rivet (ขวา)

52 กงั หันตองรองรับการทำงานที่ความเร็วรอบและอุณหภูมสิ ูงๆ ความเร็วสงู ทำใหเกิดแรงหนีศูนย(กลางท่ี มีคาสูง กังหันตองสามารถทำงานไดใกลคาขีดจำกัด ถาหากวาการทำงานถึงขีดจำกัดของวัสดุแลวกังหันจะอยู ภายใตการเสียรูปตามความยาวเรียกวา ความคืบ (Creep) น่ันคอื ความยาวของใบยดื ออก สภาวะเชนนจี้ ะเกิด การสะสมเรื่อย ๆ อัตราของการเกิดความคืบหาไดจากภาระกรรมท่ีกระทำกับกังหันและความแข็งแกรงของใบ ซึ่งสามารถหาไดจากอุณหภูมิภายในกังหัน เพราะวาการเปล่ียนแปลงของมุมป|กเงย และความคืบมีผลตอ ขีด จำกีดของเครื่องยนต(ดวย ดังน้ันนักบิน หรือ วิศวกร จะตองสังเกตขีดจำกัดของอุณหภูมิและความเร็วรอบ ตามที่ผผู ลติ ระบุไวอยางใกลชิด 1. การสราง กงกังหัน (Turbine wheel) เป!นอีกสวนหนึ่งของเคร่ืองยนต(ท่ีมีความเคนสูงที่สุด นอกจากจะตอง ทำงานภายใตอุณหภูมิท่ีมีคาสูงถึง 1700°F แตยังตองสามารถรองรับแรงเหว่ียงหนีศูนย(ท่ีความเร็วรอบ 8000 รอบตอนาที (สำหรับเคร่ืองขนาดใหญ) เพราะฉะน้ัน ตองมีการควบคุม อุณหภูมิและความเร็วรอบ อยาง แมนยำเพ่อื ใหสามารถทำงานไดอยางปลอดภยั ชดุ ของกังหันมีสองสวนคือ จาน และ ใบจักร จานหรอื ลอนี้ มกี ารดลุ ทง้ั แบบสถิต และ แบบพลศาสตร( ดวยลูกบอลเหล็กกลากลมๆ ซึ่งประกอบไปดวย จำนวนเปอร(เซ็นต(ของ โครเมียม นิเกิล และ โคบอลต( หลังจากการตีขึ้นรูปจานนก้ี ็นำมาทำการกลึงไสทั้งหมด และมกี ารใชรังสเี อกซ( ใชแมเหลก็ ตรวจสอบ หรือใชวิธี ตรวจสอบความสมบูรณ(ของโครงสรางแบบอ่ืนๆ การติดตั้งใบจักรเขากับ จานหมุน ดวยโคนของใบที่เป!น เหมือนตนสน โดยไมใหแนนมากเนอ่ื งจากเวลาที่ทำงานการขยายตัวของทั้งสองชิ้นไมเทากนั ใบจักรจะถูกร้ังไว ไมใหไหลออกตามแนวแกนดวย Rivet, Lock-tab ภาพท่ี 3-23 ใบจักรบางแบบเป!นแบบเป„ดเสนรอบวง (ภาพ ท่ี 3-24) ภาพที่ 3-24 ปลายใบจักร Shroud ชวยลดการเปล่ียนรูปของใบเมื่อทำงานภายใตภาระกรรมท่ีสูง ซ่ึงจะทำใหใบจักรกระดกไป ขางหนามุมกระดกต่ำลง Shroud มีประโยชน(ในแงอากาศพลศาสตร( ภาคตัดของใบจักรท่ีบางกวาสามารถ ใชได และสามารถลดการรวั่ ของแก)สท่ปี ลายใบไดดวย การใช Knife-edge หรือ Labyrinth seal

53 อยางไรก็ตามการที่ติดตั้ง Shroud นั้นจะลดความเรว็ รอบใหชาลงเพราะวามีมวลมาเพิ่มเขาทีป่ ลายใบ แตสำหรบั แบบที่ไมใช Shroud จะใชปลายแบบ Knife-edge คือ ใหมกี ารสกึ หรอเกิดขึ้นท่ีระหวางปลายใบกับ ตัวเรอื นแลกกับการทมี่ ีประสิทธิภาพสูงขนึ้ ใบจักรทำมาจากการตีขึ้นรูปของ Steel alloy คุณภาพสูง หลังจากนั้นมีการนำมาผานกระบวนการ กลึงไส และตรวจสอบกอนที่จะรับประกันวาใชงานได ผูผลิตเครื่องยนตห( ลายรายจะประทับหมายเลขน้ำหนัก ในการถวงสมดุลไว เพื่อท่จี ะรักษาสมดลุ เม่อื มีความจำเปน! ตองเปลี่ยน วิธีการอ่ืนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพ ก็คือการใช Shroud แบบรังผ้ึง (ภาพที่ 3-25) ทำหนาที่เป!นตัว ปgองกันการรั่วท่ีซับซอน (Labyrinth) สำหรับกังหันที่ไมมี Shroud แบบธรรมดา Shroud แบบรังผึ้งนี้ยึดเขา กบั ตัวเรือนของเคร่อื งยนต( การออกแบบนใี้ ชกบั เคร่อื งยนตข( อง General Electric เทอรโ( บชาร(ป แบบใหม ภาพที่ 3-25 Shroud แบบรงั ผ้ึง ภาพที่ 3-26 การระบายความรอนของกังหัน Nozzle vanes ผลิตมาจากทั้งเหล็กหลอหรือการตีข้ึนรูป ใบจะกลวง (ภาพท่ี 3-26) เพื่อใหอากาศ ความดันสงู จากเครื่องอัดอากาศไหลผานเขามาระบายความรอน ชุดกลีบใบ Nozzle นที้ ำมาจากวสั ดเุ หล็กกลา ที่มีความแข็งแกรงและทนตออุณหภูมิสูง เพื่อท่ีจะรองรับการไหลเขาปะทะของแก)สรอนที่มีความดันและ ความเรว็ สงู จากสวนสันดาป ภาพที่ 3-27 Transpiration-cooled nozzle

54 ผูผลิตบางรายกำลังทดลองใช Transpiration-cooled nozzle น่ันคือมีการใช Nozzle ท่ีมีรูดานใน มากกวา 1,000 รู อยูในแพนอากาศ (ภาพที่ 3-27) สมรรถนะของเคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน( ขนึ้ อยูกับอุณหภูมิ ทางเขาของกังหัน การเพิ่มอุณหภูมิทางเขาจากขีดจำกัดในป|จจุบันประมาณ 1,750°F เป!น 2,500°F จะเพิ่ม กำลังมาจำเพาะไดถึง 100% การระบายความรอนวิธีนี้อาจจะพัฒนาการออกแบบของเครื่องยนต( แกส) เทอร(ไบน(กเ็ ป!นได 2. การระบายความรอน (Cooling) วิศวกรผูออกแบบใชเคร่ืองมือทุกๆอยางในการที่จะเพิ่มขีดจำกัดอุณหภูมิทางเขา ในทางปฏิบัติ สำหรบั เครอ่ื งยนต(ขนาดใหญทั้งหมดอุปกรณน( จ้ี ะระบายความรอนท่ีกลีบหมุนสภาวะแรก ซ่ึงสามารถกระทำได โดยการใหอากาศซึ่งทำหนาท่ีเป!นสารทำความเย็นความดันสูงผานทางเดินภายใน ไมวาจะเป!นรูหรือชองวาง ตามยาวของใบกังหัน หลังจากผานชองวางของทั้งใบจักรและ Stator vanes อากาศจะกระจายตัวต้ังแตชายหนาของใบ จนถึงชายหลังของใบ อากาศเขาปะทะผานผิวของใบจักรและ Stator vanes จากน้ันก็ผานเขาออกไปกับ ไอเสียท่ีออกไป ถึงแมวาอากาศท่ีมาจากเคร่ืองอัดอากาศมีอุณหภูมิท่ีสูง แตก็นับวาเย็นกวามากเม่ือเทียบกับ แก)สรอนที่เขามายังกังหัน เพราะฉะน้ันจึงสามารถระบายความรอนได เพ่ือใหเราสามารถนำแก)สรอน เขามายงั ทางเขากังหันไดอณุ หภูมสิ ูงกวาเดมิ การระบายความรอนมีความจำเป!นเฉพาะทางเขาของกังหันเพราะวาตองไดพลังงานท่ีเพียงพอจาก สภาวะที่หนงึ่ หรอื สอง เพ่อื จะลดอุณหภมู ทิ จ่ี ะขีดจำกดั ของวสั ดุ 3 – 8 ส$วนทางออกไอเสีย (Exhaust section) คำวา ทอทางออกไอเสีย (Exhaust duct) ใชไดกับทอทายรวมถึงหัวฉีดไอพน (Jet nozzle) สำหรับ เครื่องยนต(ที่ไมมีสวนสันดาปทาย (ภาพที่ 3-28) ถึงแมวาสวนสันดาปทายอาจจะนำมาพิจารณาเป!นแบบของ ทอทางออกไอเสียดวยเหมือนกนั แตวาสวนสนั ดาปทายกท็ ำหนาดวยตัวของมันเองแยกตางหาก ภาพที่ 3-28 ท!อทางออกไอเสีย

55 ถาไอเสยี ของเคร่อื งยนตพ( นออกโดยตรงผานออกไปดานนอกตามแนวแกนของเครอ่ื งยนต( ทอทางออก ไอเสียก็คงไมมีความจำเป!น อยางไรกต็ ามในทางปฏิบัติเป!นไปไมไดแน ถาเราตองการแรงขับดันท่ีมีคามากกวา ตองใหแก)สรอนทพี่ นออกมามีความเร็วสูงๆกวาตอนที่ออกจากกังหนั ทอทางออกไอเสยี ถูกเพ่ิมเขามาเพือ่ สะสม และทำใหการไหลของแก)สรอนตรงแลวยังทำใหความเร็วของแก)สรอนมากขึ้นกอนจะออกจากทอฉีดไอเสีย การเพ่มิ ความเรว็ ของแกส) รอนเปน! การเพ่ิมโมเมนตมั และแรงขบั ท่ีออกมาดวย บอยคร้ังท่ีมีการบอกวาทอทางออกไอเสียเป!นทอทายดวย ทอทางออกนี้ตองไมซับซอน และเป!นทอที่ ทำมาจากเหล็กกลาปลอดสนิมจะเป!นทรงกรวยหรือทรงกระบอกก็ได กรวยไอเสียและค้ำยัน (ภาพที่ 3-28) ถกู รวมเขาไปยังสวนทายของเคร่ืองยนต( ค้ำยนั ทำหนาที่รองรับแบรง่ิ ดานทาย และยังชวยใหการไหลของแก)สท่ี ออกมามีความนุมนวล ในเคร่ืองยนต(นั้นมีเครื่องสืบอาการ (Sensor) ความดันที่ออกจากกังหัน สำหรับ เครื่องยนต(ขนาดใหญ เป!นไปไดยากที่เราจะวัดอุณหภูมิของแก)สรอนที่ทางเขากังหัน ดังนั้นจึงมีการใชการวัด อุณหภูมิแก)สรอนท่ีออกมาจากกังหัน คูควบความรอน (Thermocouple) มากกวาหน่ึงตัวถูกสอดเขาไปในตัว เรือน เพื่อใหเพียงพอในการสมุ คาอุณหภูมิแก)สรอน หัววัดความดันก็ถูกสอดเขาไปเชนเดียวกันเพอ่ื วัดความดัน ท่มี าจากกงั หัน พนื้ ท่หี นาตดั ท่ีมีขนาดเล็กลงของ ทอทางออกไอเสียแบบปลายตีบ (Convergent type) เพ่อื จะ รักษาการไหลผานทอใหมคี วามเร็วคงที่ ไมเกนิ 1 มัค ภาพท่ี 3-29 ท!อฉดี ไอเสยี

56 1. ทอทางออกไอเสีย (Exhaust duct) เคร่ืองยนต(เทอร(โบชาร(ปท่ีใชกับอากาศยานป‹กหมุน (Helicopter) ตองใชทอทางออกไอเสียท่ี กอใหเกิดแรงขบั ไอพนนอยท่ีสดุ ถาเกิดมีแรงขับขึน้ มามากก็เป!นการยากที่จะลอยตัวใหน่ิงได ดวยเหตุนี้อากาศ ยานป‹กหมุน จึงใชทอปลายบาน ทอน้ีจะลดความเร็วของแก)สท่ีออกมา และกำจัดแรงขับดันที่ยังคงเหลืออยู สำหรับอากาศยานป‹กติดลำตัว (Fixed wing) ทอทางออกไอเสียจะเป!นทอปลายตีบ ซึง่ ชวยเรงแก)สใหเกิดแรง ขบั เปน! การเพมิ่ กำลังมาจำเพาะของเคร่ืองยนต( (SHP) ได 1.1 ทอฉีดไอเสียปลายแคบ (Convergent Exhaust Nozzle) ชองเป„ดดานทายของทอทางออกไอเสียคือ ทอฉีดไอพน หรือ ทอฉีดไอเสีย ทอฉีดทำหนาที่ เหมือนชองเป„ดขนาดเล็ก (Orifice) ขนาดนั้นพิจารณาตามความเร็วของแก)สท่ีออกมาจากกังหัน สำหรับ เครื่องยนต(ที่ไมมีสวนสันดาปทาย สวนใหญพื้นท่ีน้ีจะเป!นพื้นที่วิกฤต ดวยเหตุนี้จึงมีการออกแบบมาจาก บริษัทผูผลิตเป!นอยางดี พ้ืนที่ทอฉีดไอเสียไมควรจะมีการเปล่ียนแปลงเพราะวาจะมีผลตอสมรรถนะและ อุณหภูมิของแก)สท่ีออกมา เคร่ืองยนต(ในยุคแรกๆมีการปรับพ้ืนที่หนาตัดของทอฉีดไอเสียเพื่อใหไดอุณหภูมิ ของไอเสียหรือความเร็วรอบเคร่ืองยนต(ท่ีถูกตอง ดังน้ันจึงมีการทำสวนโคงเล็กๆ ซ่ึงจะสามารถโคงงอไดตาม ตองการโดยจะอยูในชองเป„ดของทอฉีดไอเสีย หรืออีกวิธีหน่ึงมีการปรับรัดท่ีเสนรอบวงของ ทอฉีดไอเสียเพ่ือ การเปล่ียนพื้นท่ีหนาตัด บางคร้ังก็มีการติดตั้งทอฉีดท่สี ามารถปรับพื้นท่ีหนาตัดได ป„ด-เป„ด ได โดยอัตโนมัติซึ่ง สามารถเพมิ่ หรือลดการไหลได ความเร็วของแก)สภายในทอปลายตีบ อยูภายใตความเร็วต่ำกวาเสยี ง ความเร็ว ทีท่ อฉีดอาจสูงถึง 1 มัค (เปน! ความเรว็ ทท่ี อฉีดเกิดการสำลกั ) ใน เครอื่ งยนตเ( ทอรโ( บเจต และ เคร่ืองยนตเ( ทอร( โบแฟน แบบอตั ราการ Bypass ตำ่ 1.2 ทอฉดี ไอเสยี แบบผสม (Convergent-Divergent Exhaust) เมื่อไรก็ตามท่ีอัตราสวนความดันระหวางทอฉีดไอเสียสูงข้ึนพอท่ีทำใหแก)สรอนท่ีมีความเร็ว มากกวา 1 มัค ที่ปลายทอฉีดที่จะไดแรงขับที่มากข้ึนตองใชทอฉีดไอเสียแบบผสม (Convergent-Divergent Exhaust) ดังภาพที่ 3-29 อันนี้จะทำใหมีน้ำหนักมาก ประโยชน(ของทอฉดี ไอเสียแบบผสม มีประโยชน(มากใน กรณีที่แก)สมีเลขมัคสูง เพราะผลของการท่ีมีอัตราสวนความดันตกครอมทอฉีดไอเสียมากขึ้น ถาอัตราสวน ความดันผานทอทางออกไอเสียแบบความเร็วต่ำกวาเสียงมีคาสูงมากพอ (เชน เมื่อความดันที่ทางเขาของทอ ทางออกไอเสีย มีคาประมาณสองเทาของ ทอฉีดไอเสีย) การเปลี่ยนแปลงของความเร็วผานทอเพียงพอที่จะทำ ใหมีความเร็วเทากับความเร็วเสียง (1 มัค) ที่ทอฉีดเมื่อมีการบินดวยความเร็วท่ีสูง อัตราสวนความดันจะมีคา มากกวาสอง ถามีการใช ทอฉีดไอเสียแบบผสม ความเร็วท่ีปลาย ทอฉีดไอเสียจะมีคามากกวาหนึ่ง เป!นขอ ไดเปรียบทเ่ี หน็ ไดชดั ทีจ่ ะใหทอฉีดยงั รักษาประสทิ ธิภาพไวไดท่ีความเรว็ สูง ๆ เมื่อทอปลายกวางใสเขาไปในแบบผสม สวนที่เปน! แบบปลายแคบน้ันพยายามรกั ษาความเร็วของแก)ส ใหมีความเรว็ ต่ำกวาความเรว็ เสยี ง และสงเขาไปยังคอคอดที่มีความเร็วเทากับความเรว็ ของเสียง สวนท่ีเปน! ทอ ปลายกวางกร็ บั แกส) รอนมาจากคอคอดและเปน! ความเร็วท่ีต่ำกวาความเรว็ เสยี ง และมคี วามเร็วเพิม่ ข้ึน ความดันท่ีเกิดขึ้นภายในเครื่องยนต(ไมสามารถเปลี่ยนเป!นความเร็วได โดยเฉพาะอยางย่ิงเม่ือใชทอฉีด แบบปลายตีบ ความดันที่เพ่ิมขึ้นมามีผลตอแรงขับดันที่เพิ่มขึ้นดวย จะเป!นการดีกวา ถาเปล่ียนความดัน

57 ท้ังหมดภายในเคร่ืองยนต(เป!นความเร็ว และสรางแรงขับดันของเคร่ืองยนต(ท้ังหมดเป!นการเปล่ียนแปลง โมเมนตมั ในทางทฤษฎีทอฉีดไอเสียแบบผสม (C-D nozzle) สามารถทำได เพราะวามันสามารถพัฒนาสวนท่ี เพ่ิมขึ้นมาของแรงขับรวมไดมีประสิทธิภาพมากกวา และสามารถสรางแรงขับสุทธิไดมากกวาเครื่องยนต(ท่ีมี พื้นฐานแบบเดียวกัน ทอฉีดไอเสียแบบผสมจะสามารถทำงานไดใกลเคียงอุดมคติ ถาหากวาทำงานภายใต สภาวะท่ีมีการออกแบบมา อยางไรก็ตาม ถาอัตราการเปลี่ยนแปลงพ้ืนท่ีหนาตัดมีคามากเกินไป การไหลของ อากาศออกจากคอคอดจะไมเสถียร ทำใหเกิดการสูญเสียพลงั งาน หมายความวาเกดิ การสูญเสียแรงขับเกิดขึ้น ถาอัตราการเปล่ียนแปลงพื้นท่ีหนาตัดมีคานอยเกินไป ความเร็วสูงสุดของแก)สที่จะสามารถทำไดก็ถูกจำกัดไป ดวย ถาอัตราการเพ่ิมมีคามากเกินไปแก)สที่ไหลมาจะหลุดออกจากผิวของทอฉีด และการเพิ่มของความเร็วท่ี ตองการก็ทำไมได เม่ือแก)สรอนเรงหรือลดความเร็ว ดวยการเปล่ียนแปลงสภาวะทาทางการบิน ความดันของ มนั จะมคี าแกวงไปแกวงมา เหนอื หรือต่ำกวา อัตราสวนความดัน ที่ออกแบบมาของทอฉีด เมอื่ เกิดสถานการณ( ขึ้นเชนน้ีทอฉีดไอเสียก็ไมสามารถเปลี่ยนความดันท้ังหมดใหเป!นความเร็วได และ ทอฉีดเร่ิมสูญเสีย ประสทิ ธภิ าพ วิธีการทช่ี วยได คือ การใช ทอฉีดไอเสียแบบผสม ท่ีมีการเปล่ยี นคาพน้ื ทห่ี นาตดั ท่ีสามารถจดั ปรับเอง ได ตามสภาวะของความดันมีทอฉีดไอเสียหลายแบบที่มีความพยายามจะนำมาใชแตวามีไมกี่แบบเทานั้นท่ี ประสบความสำเร็จในการนำมาใชกับอากาศยาน การออกแบบและการทำงานจริงๆของ ทอฉีดไอเสียแตละ แบบ มรี ายละเอียดทง้ั ของทางทหาร และพลเรือน ของบริษทั ผผู ลิต ที่ไมไดกลาว ณ ที่น้ี 3 – 9 เคร่อื งสรางแรงขบั ยอนทาง (Thrust reverser) เป!นการยากและเป!นป|ญหาอยางมากในการพยายามที่จะหยุดเคร่ืองบินหลังจากท่ีลงจอดแลว ต้ังแต เคร่ืองบินที่มีน้ำหนักมาก ไปจนถึง เคร่ืองบินที่มีน้ำหนักเบา ป|จจุบันเครื่องบินสมัยใหมมีน้ำหนักมาก และ ความเร็วในการลงจอดมีคาสูง ลำพังเพียงแคเบรกที่ลอคงไมใชวิธีการที่ดีนักในการท่ีจะหยุดเคร่ืองบินใหได ในทันทีที่แตะพื้น แตการทำใหใบพัดของเครื่องยนต(ลูกสูบท่ีขับเครื่องยนต(เทอร(โบพรอพมีมุมปะทะกลับทิศก็ สามารถแกไขป|ญหานี้ได สำหรับเคร่ืองบินที่เป!น เครื่องยนต(เทอร(โบเจต และ เคร่ืองยนต(เทอร(โบแฟน ก็ จะตองใชเคร่ืองมือในการชวยหยุด เชน เบรกอากาศ หรือ การใชชุดเหน่ียวเคร่ืองบินจากทางวิ่ง หรือการใช แรงขับยอนทางท่สี รางขึ้นโดยเคร่ืองยนต( ถึงแมวาบางคร้ังในการใชงานทางทหาร เบรกอากาศ หรือ การใชรมตานอากาศ มีขอดอยชัดเจน เบรกอากาศ อาจจะเป„ดไมสดุ หรอื ลมเหลวในการเป„ด อีกทงั้ เบรกอากาศจะตองมีการพับเก็บไวทเ่ี ดิมหลังจาก มีการใชงานแตละครงั้ และถามีการเกิดความเสียหายขน้ึ ก็จะตองมีการซอมหรือเปลี่ยนใหม แตละครั้งท่ีเบรก อากาศถูกเป„ด นักบินไมสามารถควบคุมปริมาณแรงตานอากาศที่เกิดข้ึนไดอยางสมบูรณ(ยกเวนการปลอยรม กางอยางสมบูรณ( การใชชุดเหน่ียวเครอ่ื งบินจากทางว่ิงใชในการลงจอดบนเรือบรรทุกเครื่องบินซึ่งมีทางวิ่งอันจำกัด แต ก็มกี ารนำมาใชกับการบินพาณิชยใ( นสนามบินทมี่ ีการจราจรหนาแนน

58 ตอนที่ 4 ระบบปeองกันการร่ัวของน้ำมันหล$อล่ืน (Oil System Seal) 3 – 10 กล$าวทั่วไป การปgองกันการรั่วของน้ำมันเครื่องในเครื่องยนต(น้ันมีความสำคัญเป!นอยางมาก เมื่อมี การร่ัวของ นำ้ มนั หลอลื่นเกดิ ข้ึนอาจจะทำใหเกิดเพลงิ ไหม แบริง่ พัง หรอื เกิดควันขึ้นในหองนกั บิน เหลาน้ีเป!นแคสองสาม ตวั อยางอันตรายท่ีสามารถเกิดขึน้ ได ระบบปอg งกันการรั่วของนำ้ มันเคร่ืองโดยหลักๆแลวมี 3 แบบ Synthetic, Labyrinth, Carbon 3 – 11 แบบสังเคราะห (Synthetic) ซีลสังเคราะห( (นีโอพรินต( ซิลิโคน เทฟลอน และ ยางสังเคราะห() ใชทั่วท้ังเคร่ืองยนต( ใชในที่ท่ีมีการ สัมผสั กันของโลหะกับโลหะแตวาไมทนตอกับสวนที่มีความดนั สูงเชน ตัวกรอง กังหนั เป!นตน ซีลมีหลายขนาด และรูปราง แตไมสามารถนำกลับมาใชไดใหม ซีลที่นำมาเปล่ียนใหมจะตองอยูในบรรจุภัณฑ(ที่ปgองกันความ เสียหาย สวนใหญบรรจุภณั ฑ(จะบอกวนั ท่ีผลิตดวย (Cure date) วนั ท่ีผลิตน้ีมคี วามสำคัญมาก เมอ่ื มีการติดต้ัง ซีลท่ีเป!นพวกยาง ซ่ึงเส่ือมสภาพเร็วกวาซีลวัสดุสังเคราะห( การใสซีลใหตรงกับหมายเลขช้ินสวนน้ันมี ความสำคัญมาก บางครั้งดูภายนอกอาจจะเหมือนกัน แตวาคุณสมบัติไมเหมือนกัน สวนประกอบและ รายละเอยี ดทางทหารมคี วามแตกตางกนั มาก ดงั นั้นการใสผดิ อาจจะทำใหเกดิ ความเสยี หายอยางรวดเรว็ ได ซีลบางแบบถามีการสัมผัสกับน้ำมันสูตรสังเคราะห( เชน MIL-L-7808 และ MIL-L-23699 จะทำให บวมไดงายมาก หรือ แบบอ่ืนสามารถเสื่อมลงอยางรวดเร็ว บางคร้ังเราก็เรียกซีลน้ีวา Packing หรือ ปะเก็น (Gasket) อยางไรก็ตามก็มีความแตกตางระหวางท้ังสองตัว น่ันคือ Packing ใชกับซีลที่หมุน สวนปะเก็นใชกับ สวนทอ่ี ยูน่ิงสองสวนประกบกัน แตอยางไรก็ตามกค็ วรทจี่ ะใชใหถูกกับหมายเลขชน้ิ สวนจะดีกวา 3 – 12 Labyrinth Labyrinth หรือวา ซีลอากาศ เป!นการออกแบบมาเพื่อใหอากาศปริมาณนอยๆไหลผานผิวท่ีตองการ ปgองกันการรั่ว ชวยปgองกัน น้ำมันหลอลื่น ซึมผาน (ภาพท่ี 3-30) ซีลอากาศ มีสองสวนท่ีแยกกัน สวนท่ีหนึ่ง เป!นพื้นผิวที่เป!นรังผึ้ง สวนท่ีเขาดวยกันคือ ซีลวงแหวนที่มีรองตามยาว รองนี้จะเอาวัสดุที่ออน หรือกลึงไสได งายมาใส นำสองสวนมาใสเขาดวยกัน (สวนหน่ึงหมุนหรือรางวิ่ง และสวนที่อยูน่ิง) สรางซีลความดันอากาศ โลหะท่อี อนๆ นจ้ี ะเคล่ือนท่ีใกลๆ กบั ชดุ รังผึ้ง หรอื ซลิ เวอรอ( ลั ลอยด( (ภาพท่ี 3-31) อากาศที่นำมาใชในการซีลนมี้ าจาก อากาศความดนั สูง ของ เครื่องอัดอากาศ และถกู ผลักดันเขาไปยัง พ้ืนผิวของท่ีตองการ ผลของการเพ่ิมความดันน้ีเป!นการปgองกันการซึมผานไปยังสวนอื่นขณะท่ีเคร่ืองทำงาน ซีลอากาศจะทำงานเม่ือเคร่ืองยนต(ทำงานเทานั้น เมื่อดับเครื่องยนต(การรั่วของน้ำมันหลอล่ืนก็เกิดขึ้นดังนั้น ตองระวงั อยางเขมงวด เมื่อทำงานรอบๆสวนท่ีเป!นซีล เพราะวาซลี เป!นโลหะท่ีออนมาก รองหรือรอยบากเลก็ ๆ ในซลี อาจกอใหเกดิ การรัว่ ได

59 ภาพท่ี 3-30 Labyrinth หรอื ว!า ซลี อากาศ ภาพที่ 3-31 ซีลอากาศสองช้นั

60 3 – 13 คารบอน (Carbon) ซีลคาร(บอนของน้ำมันหลอลื่น ถูกใชในการบรรจุน้ำมันหลอล่ืนไวในแบร่ิง ซีลคาร(บอนทุกตัวจะมี พื้นผิวที่เรยี บ กับ พื้นผิวของโละท่ีเรียบเชนกัน ผิวของเหล็กน้ีเรียกวา \"Seal race\" หรือ \"Face plate\" ขึ้นอยู กับผูผลิต ซีลคาร(บอนทุกตัว จะถูกใสภาระกรรมมากอน (Preload) น่ันคือ คาร(บอนจะตองกดอยูกับผิวเหล็ก ตลอดเวลา การใสภาระกรรมไวก็คือการใสสปริงเขาไป การใชแรงเหว่ียง และความดันอากาศ ระหวางการ ทำงาน ซีลจะไดรับการหลอลื่นจากการไหลของน้ำมันหลอล่ืนปริมาณนอยๆเขาไปในพื้นท่ีท่ีขัดสีกันอยู นอกจากน้ีนำ้ มนั หลอลื่นยังระบายความรอนที่เกดิ ขึ้นเนอื่ งจากการสมั ผัสกัน ระหวางคาร(บอนกบั ผิวเหล็ก ซีลคาร(บอน ดังแสดงในภาพท่ี 3-32 ประกอบดวยสวนทีเ่ ป!นคารบ( อน 2 แถว ติดอยูในตัวเรอื นและยึด เขาดวยกันไวรอบๆเสนรอบวง ดวยการยดื ของสปริง สปริงเหลานี้ไมไดยึดเฉพาะ สองสวนเขาดวยกนั ดวยการ รัดรอบๆวงเทานั้น แตยังเป!นการใสภาระกรรมเบื้องตน เพ่ือท่ีจะผลักซีลไปขางใน สวนของซีลที่อยูใกล แบร่ิง ที่สุด จะมีริมท่ีสรางการกันร่ัว ตำแหนงของแปgนมันจะสัมผัสกับรางเหล็กและรักษาตำแหนงการกันร่ัวไว ตำแหนงของแปgนวาง (หนาสัมผัส Pad) หรืออาจเรียกวา \"Wear-blocks\" เพราะวาท่ีขอบปากของซีลนั้นบาง มาก และไมมหี นาสัมผัส ทำใหอายุการใชงานสั้นลง รองท่ีอยูระหวางหนาสัมผสั ชวยลดการไหลของอากาศเขา ไปในอาง สำหรับซีลแบบเฉพาะนี้ทางว่ิงของซีลหรือสวนท่ีหมุนนี้จะถูกหลอล่ืนและระบายความรอนดวยการ ฉีดน้ำมนั หลอล่นื เปน! ฝอยเขามา ลิ่ม และ สลักรูปกนหอย ดังแสดงในรูปเพอ่ื ไมใหซีลคาร(บอนหมุนตาม สปรงิ ที่ อัดอยูจะกดสวนของซีลไวใหอยูในตัวเรือน ชุดขางในถูกยึดเขาดวยกันดวย Spring Retainer และ Snap ring ตวั ซีลจะอยกู บั ที่ จะเสยี ดสกี บั ตวั ทอี่ ยูขางในหรอื ตัววิง่ จะเปน! สวนทห่ี มุน รูปแบบอ่ืนของซีลแบบคาร(บอน อาจจะมีซีลหลายๆตัวอยูคนละขางของแบริ่ง อาจจะเสียดสีกับผิว ดานนอกของซีลดีกวาภายใน ดังภาพที่แสดงใหดู ซีลที่เห็นในภาพที่ 3-33 สามารถสรางใหมดวยการเปลี่ยน สวนของซลี ทง้ั ชุด อยางไรก็ตามจะตองสงกลบั ไปยงั ศูนย(ซอมบำรุงเม่ือเกิดความเสียหายและตองทำการเปล่ียน ดวยชุดซลี ทสี่ มบรู ณ( ภาพท่ี 3-32 ซลี คารบอนของนำ้ มนั หล!อลน่ื ภาพท่ี 3-33 ซีลคารบอน และตวั ปลอกหมุน

61 บทที่ 4 ระบบจดุ ระเบดิ …………….. ตอนที่ 1 รายละเอยี ดและการอธบิ าย 4 - 1 กล$าวท่ัวไป ระบบจุดระเบิดของเคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน( โดยทั่วไปสามารถแบงออกไดสองแบบ แบบแรก คือ แบบเหนี่ยวนำ (Induction type) ซ่ึงสามารถสรางประกายไฟแรงสูง ดวยขดลวดไฟฟgาเหนี่ยวนำ แบบที่สอง คือ แบบตัวเก็บประจุ (Capacitor type) สามารถสรางการจุดระเบิดพลังงานและความรอนสูงไดดวยการคาย ประจุ สวนแบบที่สามไมไดใชอยางกวางขวางคือการใช หัวจุดความรอน (Glow plug) ตัวกระตุนการจุดระเบิด (Igniter-Exciter) จะบรรจุอยูภายในกลองท่ีมีการผนึกอยางดี ถามีความ ผิดปกติเกิดข้ึนก็ตองทำการถอดเปลี่ยนจากกลองตัวกระตุนมีการตอสายที่มีการหอหุมอยางดีไปยังระบบ เพื่อ เป!นการปอg งกันการถลอกและการแทรกสอดของคลื่นแมเหล็กไฟฟgาจากการจดุ ระเบิดไปรบกวนระบบวิทยุของ อากาศยาน ระบบจุดระเบิดไมไดใชสำหรับการจดุ ระเบิดเพียงเพื่อเริ่มติดเครื่องเทานั้น แตยังเป!นการเตรียมพรอม ถาหากเครื่องยนต(ดับกลางอากาศ อันเนื่องมาจากปริมาณอัตราสวนของเช้ือเพลิงตออากาศมีมากเกินไป และ ยังมีสาเหตุจากปริมาณอากาศท่ีเขามาเปลี่ยนแปลงมากเกินไป จึงตองมีการเริ่มติดเครื่องยนต(ใหมอีกครั้งหนึ่ง การเปล่ียนแปลงการไหลของอากาศท่ีทางเขาของเคร่ืองอดั อากาศหรือทอทางเขาของอากาศ อาจจะทำใหการ ควบคุม น้ำมันเช้ือเพลิง ไมสามารถชดเชยไดทันที สาเหตุท่ีเครื่องยนต(ดับ (Engine flameout) ก็มีหลาย สาเหตุ เชน สภาพอากาศปน|† ปŒวน นก หรอื น้ำแขง็ เขาไปในเคร่ืองยนต( เมื่อหัวจุด (Igniter plug) หนึง่ หรือทั้ง สองตัวทำงาน เครื่องยนต(จะสามารถจุดระเบิดอีกครั้งโดยอัตโนมัติ หลังจากการชดเชยน้ำมันเช้ือเพลิงใหมี สวนผสมกับอากาศถูกตองเกิดข้ึนกอน นักบินไมตองระแวงเก่ียวกับสถานการณ(เคร่ืองยนต(ดับ เมื่อระบบจุด ระเบิดใชในปgองกันการเกิดเครื่องยนต(ดับ จะตองสังเกตขอกำหนด ขีดจำกัดเวลาในการจุดดวย เพ่ือเป!นการ ปgองกันอุปกรณ(ของระบบจุดระเบิดมีความรอนสูงเพื่อเป!นการรักษา ระยะเวลาการใชงานของระบบจุดระเบิด ของเครือ่ งยนต( ตอนท่ี 2 แบบของระบบจดุ ระเบดิ 4 - 2 ระบบจดุ ระเบดิ แบบเหนย่ี วนำในยุคแรก ระบบจุดระเบิดแบบเหน่ียวนำของเครื่องยนต(แก)สเทอร(ไบน(ในยุคแรกๆนั้น ใชหลักการจุดระเบิดของ เคร่ืองยนต( มีการใชวงจรไวแบรเตอร( และ หมอแปลง เหมือนกับขดลวดกระตุน (Booster coil) ของ เคร่ืองยนต(ลูกสูบ ถูกแทนที่ดวยลูกเบี้ยวขนาดเล็กท่ีใชมอเตอร(ไฟฟgาขับ เพื่อเป!นการสรางสนามแมเหล็กเป!น หวงๆดานขดลวดปฐมภูมิของหมอแปลง ในหลายๆระบบก็ใชหลักการเดียวกัน หลักการท่ีวาน้ีก็คือการทำให

62 หมอแปลงมีแรงดนั ไฟฟาg สูงจนสามารถสรางประกายไฟ ขามชองวางระหวางข้ัวของหัวจุด ข้ัวไฟฟาg สองขัว้ น้ีจะ สอดเขาไปในหองเผาไหม โดยข้ัวไฟฟgาแตละขั้ว มกี ารอดั ประจุไฟฟาg บวกและลบแรงดันสูง ทำใหเกดิ ความตาง ศักยไ( ฟฟgาระหวางขั้วของหวั จดุ มคี าสงู มาก 4 - 3 ระบบจุดระเบิดแบบตัวเกบ็ ประจุสมัยใหม$ ระบบจุดระเบิดแบบตัวเก็บประจุมีการใชอยางกวางขวาง ในเครื่องยนต(แก)สเทอร(ไบน( เพราะวา สามารถใหพลังงานท่ีสูง ยกเวนการเกิดประกายไฟความรอนสูงซึ่งครอบคลุมพื้นท่ีไดกวาง โอกาสในการจุด ระเบดิ ของสวนผสม เช้ือเพลงิ กบั อากาศ ท่ีความสงู มากๆ มีมากกวา คำวา \"พลังงานสูง\" ท่ีใชตลอดท้ังบทน้ีเป!นการอธิบาย ถึง ระบบจุดระเบิดแบบตัวเก็บประจุ ปริมาณ การสรางพลงั งานนอยมาก ความเขมของประกายไฟเป!นการใชพลงั งานไฟฟาg ปริมาณนอย ในชวงเวลาท่สี น้ั มาก พลังงานคือปริมาณการทำงาน สามารถหาไดจาก กำลังงานไฟฟgา (วัตต() และเวลา ระบบจุดระเบิด ของ เคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน( มีอัตราเป!นจูล คำวา จูล คือ จำนวนพลังงานท่ีใชไปในหน่ึงหนวยเวลา โดย กระแสไฟฟgาหนึง่ แอมแปร(ผานตัวตานทานหน่งึ โอห(ม สามารถแสดงความสัมพันธ(ไดดวยสตู ร J W t เม่ือ W = กำลงั งานไฟฟgา มหี นวยเป!น วตั ต( J = พลงั งานไฟฟาg มหี นวยเป!น จลู t = เวลา มีหนวยเปน! วนิ าที อุณหภูมิของประกายไฟสามารถหาไดจาก ระดับกำลังงานที่ถึงอุณหภูมิของประกายไฟที่สูง ซึ่งเกิด จากการเพ่ิมระดับพลังงาน (J) หรือวา การทำใหระยะเวลาสั้นลง (t) การเพ่ิมพลังงานที่สูงขึ้นน้ันจะทำใหมี น้ำหนักมากกวา เพราะวาหนวยจุดระเบดิ ทีม่ ีขนาดใหญกวา พลงั งานท่สี งไปถงึ หัวจุด ประมาณ 30-40% ของ พลังงานท้ังหมดท่ีสะสมในตัวเก็บประจุ การสึกหรอที่ขั้วไฟฟgาของ หัวจุดก็มีสูงกวา พลังงานไฟฟgาที่มีคาสูงวิ่ง ผานเป!นเวลาท่ีนานกวา ประกายไฟที่มากน้ีถูกกำจัดไป เพราะวาการจุดระเบิดเกิดขึ้นในหนวยไมโครวินาที ในทางตรงขามเนือ่ งจากวาความรอนสญู เสียใหกับข้ัวไฟฟgาของหัวจุดและสดั สวนของน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ กไ็ มไดเปน! แก)สโดยสมบูรณ( ชวงเวลาการเกิดประกายไฟก็ไมควรส้นั จนเกนิ ไปนกั

63 ความสมั พันธร( ะหวาง วตั ต( และ เวลา แสดงไดดงั ตารางดานลาง ตาราง ความสัมพนั ธร( ะหวางพลังงานไฟฟาg และเวลา เวลา (วินาที) กำลงั ไฟฟาg (วตั ต() 14 0.01 (หนง่ึ สวนรอย) 400 0.001(หนึ่งสวนพนั ) 4000 0.0001(หน่งึ สวนหม่นื ) 40000 0.00001 (หน่งึ สวนแสน) 400000 0.000001(หนง่ึ สวนลาน) 4000000 ตัวอยางเชน พลงั งานไฟฟาg 4 จูล ท่ีหัวจดุ ในระบบจุดระเบิด แบบตัวเก็บประจุ พลังงานรวมสวนใหญ สามารถไปยัง หัวจุด ภายในเวลา 10-100 ไมโครวนิ าที ระบบสามารถสงกำลังไฟฟาg ได 80,000วตั ต( ถาชวงเวลาการเกิดประกายไฟ 50 วนิ าที J = 4 = 8,000 วัตต( W t 0.00050 อุณหภูมิของประกายไฟ (เป!นความสัมพันธ(ของคา กำลังงานไฟฟgา) มีความสำคัญมากที่สุดใน ระบบ จุดระเบิด ป|จจัยท้ังหมดสามตัว กำลังงานไฟฟgา (วัตต() พลังงาน และเวลา จะตองเอามาพิจารณากอน ประสทิ ธิภาพของระบบจุดระเบิด 1. แบบพลงั งานสูง ระบบจุดระเบิดของเคร่ืองยนต(เจตแบงออกเป!น แบบเหนี่ยวนำ และ แบบตัวเก็บประจุ แบบตัวเก็บ ประจกุ ส็ ามารถแบงออกไดสองชนดิ คือ 1.1 แบบตวั เก็บประจุแรงดนั สงู ใชไฟเขากระแสตรง หรือ ไฟกระแสสลับ 1.2 แบบตวั เก็บประจแุ รงดนั ต่ำ ใชไฟเขากระแสตรง หรือ ไฟกระแสสลบั 2. แบบตัวเก็บประจุแรงดันสูง ใชไฟเขากระแสตรง หรอื ไฟกระแสสลับ (ทห่ี วั จดุ มคี ามากกวา 500 VDC) ระบบนี้เป!นระบบพื้นฐานของระบบจุดระเบิดของเคร่ืองยนต(เทอร(โบเจตในป|จจุบัน โดยระบบนี้ ประกอบไปดวย หนวยกระตุนสองตัว (Exciter unit) หมอแปลงสองตัว สายไฟจุดระเบิด แบบแรงดันปาน กลาง สองสาย และสายไฟจุดระเบดิ แบบแรงดนั สูง สองสาย ข้นึ อยูกับแบบของเครอ่ื งยนต( การจุดระเบดิ คู ที่ อยใู นเคร่ืองยนต(ออกมาจากตัวกระตุนสองตัวทแ่ี ยกกัน หรือ สองวงจร ตลอดตัวกระตนุ เมอื่ การทำงานเริม่ ตนขึ้น แหลงจายกำลังไฟฟgาสงไฟเขา 28 VDC (สูงสุด) วงจรทริกเกอรแ( ตละตัว ถกู ตอเขากับหัวจดุ ประกายไฟ การทำงานท่ีอธิบายน้ีเกิดข้ึนในแตละวงจรเฉพาะ ยกเวนรปู แบบของกลไก การ ทำงานจำเป!นอยางยิง่ ทจี่ ะตองเหมอื นกนั ทั้งสองหนวย กอนที่พลังงานไฟฟgาจะเขาถึงกลองกระตุนตองผานวงจรกรอง วงจรน้ีชวยปgองกันแรงดันไฟฟgา

64 รบกวน แรงดันไฟฟgาต่ำดานเขาจะขับเคล่ือนมอเตอร(ไฟฟgากระแสตรง เพื่อขับลูกเบี้ยวท้ังแบบหลายสวนโคง (Multi lobe)และสวนโคงเด่ยี ว (Single lobe) พรอมๆกัน ลกู เบ้ยี วทม่ี หี ลายสวนโคงจะนำไปขับชุดสะพานไฟ จากจุดของสะพานไฟ การไหลของกระแสไฟฟgาท่ีไมตอเน่ืองถูกสงตอไปยังหมอแปลงอัตโนมัติ เม่ือสะพานไฟป„ดกระแสไฟฟgาไหลเขาไปยังขดลวดปฐมภูมิทำการสรางสนามแมเหล็ก เมื่อสะพานไฟป„ด กระแสไฟฟgาจะหยุดไหล การเปล่ียนแปลงฟลักซ(ของสนามแมเหล็กนอยลงทำใหเกิดการเหน่ียวนำใหเกิด แรงดันไฟฟgาที่ขดลวดทุติยภูมิ แรงดันไฟฟgาน้ีกอใหเกิดกระแสไฟฟgาเป!นหวงเขาไปในเก็บตัวเก็บประจุ แรงดันไฟฟgาไหลเขาไปในวงจรเรยี งกระแสซึ่งจำกดั การไหลใหไหลไปทางเดียว จะสะสมในตัวเก็บประจุเพ่ือรอ การคาย สามารถประจุไดสงู สดุ 4 จูล ตัวเก็บประจุถูกเชื่อมตอเขาไปยังตัวจุดประกายไฟ ผานหมอแปลงทริกเกอร( (เป!นหมอแปลงท่ีมี แรงดันไฟฟgาสูง ตออนุกรมเขากับตัวจุดประกายไฟที่เครื่องยนต(แก)สเทอร(ไบน( หมอแปลงจะสรางแรงดันสูง ขามข้ัวของตัวจุดจะสรางประกายไฟออกมา) และหนาสัมผัสซ่ึงเป„ดตลอดเวลา เม่ือประจุเขาไปแรงดันมีคา เพ่ิมข้ึนหนาสัมผัสก็ป„ด เน่ืองมาจากลูกเบ้ียวสวนโคงเด่ียว (Single lobe) สวนของประจุท่ีคายออกไปไปยัง หมอแปลงทรกิ เกอร( กระแสไฟฟgาจะเหนยี่ วนำใหเกิดไฟฟgาแรงดนั สงู ซึง่ ทำใหเกิดการแตกตวั ของประจุระหวางชองวาง ของตวั จุดประกายไฟ เมื่อตวั จุดเกิดถูกทำใหเกดิ การนำไฟฟgาประจุที่เกบ็ สะสมไวจะคายออกมา อนั นจี้ ะเกิดข้ึน ดวยกนั กับการประจุจากตัวเกบ็ ประจุในหมอแปลงทต่ี ออนุกรมกนั อยู อัตราการเกิดประกายไฟแปรผันโดยตรงกับแรงดันของแหลงจายไฟเขากระแสตรง ซ่ึงเป!นผลมา จากรอบการหมุนของมอเตอร( อยางไรก็ตามลูกเบ้ียวทั้งสองตัวถูกขันใหขบกันดวยเฟxองท่ีเพลาเดียวกันตัวเก็บ ประจจุ ะสะสมพลงั งานดวยจำนวนของหวงกอนจะคายออกไป การใชหมอแปลงทริกเกอร(ซึ่งมีคารีเอกแตนต(ของขดลวดทุติยภูมิต่ำ ชวยรักษาชวงเวลาการคาย ประจุใหต่ำท่ีสุด เพ่ือเพ่ิมความเขมขนของพลังงานสูงสุดในชวงเวลาต่ำสุด เพ่ือที่จะไดการเกิดประกายไฟท่ี เหมาะสม ซึง่ สามารถจดั การกับคารบ( อนทเ่ี หลอื อยูไดและสามารถทำใหหยดน้ำมันกลายเปน! ไอได ไฟฟgาแรงดนั สูงในวงจรทริกเกอร( แยกออกจากวงจรปฐมภูมโิ ดยสมบรู ณ( ตัวกลองกระตุนมีการป„ด ผนึกอยางดี ปกปgองทุกช้ินสวนที่อยูภายในเน่ืองมาจากสภาวะการทำงานการยอนกลับ เพ่ือเป!นการปgองกัน ความถ่ีสงู จากกลองนไี้ ปรบกวนระบบวทิ ยุของอากาศยาน หวั จุด 2 หวั ติดต้งั ที่ดานนอกของสวนสนั ดาปหวั จุดประกายไฟจะอยคู นละฝ†ง| ตรงขามกนั ของโครง ของหองเผาไหม หัวจุดจะรับพลังงานไฟฟgาออกจากหนวยกระตุนการจุด หัวจุดทำการคายพลังงานไฟฟgา ระหวางเครื่องยนตส( ตารท( เพอ่ื ท่จี ะเผาไหมสวนผสมของเชื้อเพลงิ กบั อากาศในหองสนั ดาปหรอื หองเผาไหม ระบบจุดระเบดิ มีรายละเอยี ดดังตอไปนี้ แรงดนั ไฟฟาg เขา: ปกต:ิ 24 VDC ขดี จำกัดการทำงาน: 14-30 VDC อตั ราการเกดิ ประกายไฟ: 4-8 วินาที ในแตละหวั ขึน้ อยกู บั แรงดนั ไฟฟาg ดานเขา การออกแบบเพ่อื เผาไหม: สองหัวจุด

65 การสะสมพลังงาน: 3 จูล วงรอบการจดุ : 2 นาทเี ปด„ 3 นาทีป„ด 2 นาทเี ปด„ 23 นาทปี ด„ 3. แบบตัวเก็บประจุแรงดนั สงู ใชไฟเขา กระแสสลับ ระบบน้ีใชแหลงไฟเขา 115 V 400 Hz ภายในอากาศยาน กำลังงานไฟฟgาตองผานวงจรกรอง เพื่อปgองกันแรงดันรบกวนจากการยอนกลับเขาไปในระบบไฟฟgาอากาศยาน จากวงจรกรอง วงจรจะผานดาน ปฐมภูมิของหมอแปลงลงดิน (Ground) ท่ีดานออก (ทุตยิ ภูม)ิ ของหมอแปลงจะสรางไฟฟgากระแสสลับประมาณ 1700 โวลต( ระหวางครึ่ง รอบแรกจะตามวงจรผานคูของตัวเก็บประจุและ ตัวเรียงกระแส A ลงดิน สวนครึ่งรอบหลัง ข้ัวไฟฟgาจะกลับ วงจรนี้ถูกกันโดยตัวเรียงกระแส A การไหลของลูกคลื่นผานดินไปยังตัวเก็บประจุ ตัวเรียงกระแส B, ตัว ตานทาน, ตัวเกบ็ ประจุ สองตวั , และกลบั ไปยังหมอแปลงกำลงั เม่ือแตละหวงตัวเก็บประจุจะถูกประจุเขามากกวา ดวยการทำงานของตัวเก็บประจุคู การประจุ หรือวาการอัดไฟ จะสูงถึงประมาณสองเทาของแรงดันท่ีหมอแปลงสรางข้ึน เมื่อแรงดันน้ีถึงคาที่ทำการสอบ เทียบความคลาดเคล่ือน สำหรับชองวางในหลอดคายประจุ X (ตัวควบคุมชองวาง) เมื่อชองวางสามารถส่ือไฟ ได กท็ ำใหประจทุ สี่ ะสมไหลผานขดลวดดานเขา(ปฐมภมู ิ)ของหมอแปลงแรงดันสูง และ ตัวเกบ็ ประจุ ทริกเกอร( ที่ตออนุกรมกันอยู กระแสไฟฟgาที่เกิดขึ้นอยางรุนแรงนี้ เหน่ียวนำใหเกิดแรงดันสูง ท่ีดานทุติยภูมิของหมอ แปลง กระแสไฟฟgาที่เกิดขึ้นอยางรุนแรงน้ีเพียงพอท่ีจะทำใหชองวางเกิดการแตกตัวของประจุไฟฟgา ท่ีหลอด คายประจุ Y ตวั เกบ็ ประจุก็คายประจทุ ันที สวนทีเ่ หลืออยูจะสะสมพลังงานผานหัวจุด เปน! การสรางใหการเกิด ประกายไฟที่มีพลังงานสงู มาก ระบบจดุ ระเบดิ มรี ายละเอียดดังตอไปน้ี แรงดนั ไฟฟาg เขา: ปกต:ิ 115 VAC, 400 Hz ขดี จำกัดการทำงาน: 90-120 V อัตราการเกดิ ประกายไฟ: ปกติ : 1.5-2.75 ตอ วนิ าที ขดี จำกัดการทำงาน: 0.75-5.00 ตอ วินาที การออกแบบเพ่อื เผาไหม: หัวจดุ เด่ียว การสะสมพลังงาน: 14-17 จูล วงรอบการจดุ : 2 นาทีเป„ด 3 นาทีป„ด 2 นาทเี ปด„ 23 นาทปี ด„ 4. แบบตวั เกบ็ ประจแุ รงดนั ต่ำใชไฟเขากระแสตรง (ทหี่ วั จดุ มีคานอยกวา 1000 V) การทำงานพื้นฐานของระบบแรงดันต่ำ ระบบจุดระเบิดพลังงานสูงถูกสรางข้ึน เป!นแบบท่ี หัวจุด สามารถแตกตวั ประจุไดเอง ในระบบแรงดันไฟฟาg สูงจะสรางประกายไฟคู สวนแรกประกอบดวยสวนแรงดันสูง เพ่ือใหชองวางระหวางข้ัวไฟฟgาที่หัวจุดสามารถแตกตัวเป!นประจุไฟฟgาได สวนที่สอง พลังงานสูงตามมาดวย แรงดันต่ำ ประกายไฟท่ีมีพลังงานสูง แรงดันต่ำ เหมือนกัน ยกเวนการแตกตัวของประจุมีผลจากการท่ีหัวจุด สามารถแตกตัวไดเอง

66 หนวยจุดระเบิดหลักสามารถเปลี่ยนแอมปลิจูดและความถ่ีของแหลงพลังงานอากาศยาน การทำ เชนนี้สวนประกอบตางๆในหนวยจดุ ระเบิดถกู จัดกลุมใหอยูในสภาวะการกรองการขยายสัญญาณ เรียงกระแส และเก็บประจุ หัวจุดประกายไฟเป!นชองวางแบบชันต( ซ่ึงสามารถแตกตัวเป!นประจุไดดวยตัวเอง และออกแบบ มาสำหรับแรงดนั ไฟฟgาตำ่ ถึงแมวาหัวจุดประกายไฟจะมีแรงดันสัมพัทธ(ต่ำ ความรอนท่ีสูงนี้เกิดจากความเร็วของพลังงานที่ ขามชองวาง ชวงเวลาของประกายไฟ (40 ไมโครวินาที) แตวาในชวงเวลาแคชั่วครูเดียวน้ีใชพลังงานจำนวน มาก ถังตัวเก็บประจุคายกระแสไฟฟgาจากหนวยจุดระเบิดหลักสงไปยังข้ัวไฟ ทำใหมีการสรางความตางศักย( ระหวางข้ัวทั้งสองถึงประมาณ 800 V จะทำการผลักดันกระแสไฟฟgาผานสารกึ่งตัวนำไปยังชองวางระหวาง ขั้วไฟฟgา ตัวเก็บประจุท่ีเต็มจะปลอยประจุผานชองวางที่แตกตัวเป!นประจุแลวทันที ทำใหเกิดประกายไฟ พลังงานสูง 5. ระบบจุดระเบดิ แบบผสม หรือวาหนาทีค่ ู การทำงานของระบบนี้จะไมพูดถึงรายละเอียดมากนัก แตอยางไรก็ตามก็ตองมีการกลาวถึงบาง เพือ่ ใหเรามีความระมดั ระวังเก่ยี วกับระบบ ระบบจุดระเบิดประกอบไปดวย กลองกระตุนหนึ่งกลอง สายไฟจุดระเบิดแรงดันปานกลางหนึ่ง สาย สายไฟจุดระเบิดแรงดันสูงสองสาย ถูกออกแบบมาเพื่อใชกับหัวจุดสองหัวระหวางการสตาร(ท สามารถ ทำงานไดดวยกลองกระตนุ ขนาด 20 จูล หรือหัวจุดประกายไฟหน่ึงหัวระหวางทำการบนิ ขนาด 4 จลู แหลงจายไฟของอากาศยานจายไฟกระแสตรง 24 V เขากลองกระตุนเพ่อื ทำใหไฟกระแสตรงไหล ไมตอเน่ืองจึงสามารถเหนี่ยวนำได อันดับแรกตองผานวงจรกรองคลื่นวิทยุเพื่อปgองกันความถส่ี ูงยอนกลับ เมื่อ มกี ารทำงานท่ีตอเนื่องกำลังงานไฟฟgาถูกจายไปยงั กลองกระตุน จาก 115 V 400 Hz แหลงจายไฟอากาศยาน กระแสสลบั 4 - 4 หลกั การไฟฟาe การปรับปรุงระบบจุดระเบิดแบบตัวเก็บประจุน้ีกส็ ำหรับเครอ่ื งยนตเ( ทอร(โบเจต และ เคร่ืองยนต(เทอร( โบพรอพ ซึ่งตองการเฉพาะการเร่ิมตนสตาร(ทเทานั้นเพราะวาการเผาไหมจะกอใหเกิดเปลวไฟตอเนื่อง ภาพที่ 6-1 แสดงสวนประกอบของระบบจุดระเบิด ระบบประกอบดวย ไดนาโม เรกูเลเตอร( ตัวกรอง หนวยกระตนุ หมอแปลงไฟฟgาแรงดันสงู หวั ตอ แรงดนั สงู สองตวั หวั จดสองหัว สายไฟเช่ือมตอระหวางหนวย สวติ ชค( วบคุม ตลอดจนอุปกรณ(ท่ีเกย่ี วของ ไดนาโม ใชในการเพิ่มแรงดนั ไฟฟgากระแสตรงจากแบตเตอร่ี หรือแหลงจายไฟภายนอก แลวจายไฟไป ยงั หนวยกระตุนแรงดนั แรงดันไฟฟาg นถี้ ูกใชในการประจสุ องตวั ซ่ึงเก็บพลังงานไวเพ่ือการจุดระเบดิ ในระบบนี้พลังงานท่ีตองการใชในการจุดทหี่ ัวจุดไมตองมีการเกบ็ ไวท่ีขดลวดเหนย่ี วนำ แตวาจะเก็บไว ท่ีตัวเก็บประจุแทน แตละวงจรท่ีรองรับการคายประจุตองมีตัวเก็บประจุสองตัว ทั้งสองตัวนั้นอยูที่หนวย

67 กระตุนแรงดันไฟฟgาตกครอมตัวเก็บประจุจะเพิ่มมากข้ึนเร่ือย ๆ ดวยหมอแปลงช่ัวขณะที่หัวจุดทำงาน ความ ตานทานของชองวางมีคาต่ำเพียงพอที่จะใหตัวเก็บประจุสามารถคายประจุผานได การคายประจุของตัวเก็บ ประจุ ตัวที่สองมีแรงดันต่ำ แตวาพลังงานสูง ผลของการเกิดประกายไฟนี้ทำใหเกิดความรอนสูง ไมเพียงแต สามารถจดุ ระเบิดสวนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศท่ีผิดปกติไดเทาน้ัน หากแตยังสามารถเผาไหมส่ิงตางๆที่อยู ท่ีข้ัวไฟฟgาออกไดดวย ตัวกระตุนเป!นหนวยที่มีสองตัว และสรางประกายไฟใหหัวจุดแตละตัว ความตอเนื่อง ของประกายไฟจะถูกสรางข้ึนจนกวาเคร่อื งยนต(จะติด จากน้ันก็ทำการตัดกระแสไฟฟgาออก หัวจุดจะไมทำงาน ขณะเครอ่ื งยนต(ทำงาน ภาพที่ 4-1 แสดงสว! นประกอบของระบบจุดระเบดิ 4 - 5 หัวจดุ ของเครอื่ งยนตแกสเทอรไบน หัวจุดของเครื่องยนต(แก)สเทอร(ไบน(มีหลายขนาดและรูปรางขึ้นอยูกับหนาที่และการใชงาน ขั้วไฟฟgา ของหัวจุดท่ีใชกับระบบการจุดระเบิดพลังงานสูง จะตองสามารถสะสมกระแสไฟฟgาพลังงานสูงไดมากกวาหัว จุดแบบท่ัวๆไป กระแสไฟฟgาพลังงานสูงเป!นสาเหตุใหเกิดการสึกหรอ ของข้ัวไฟฟgาไดเร็วมากกวาของ เครอ่ื งยนต(ลูกสูบ แตก็ไมใชป|ญหาเพราะวาการจุดระเบิดของเคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน(น้ันใชเฉพาะการสตาร(ท เทาน้ัน หัวจุดจะมีขนาดใหญเมื่อเปรียบเทียบกับหัวจุดหรือหัวเทียนของเคร่ืองยนต(ลูกสูบ ชองวางจะกวาง เพราะความดนั ที่หองเผาไหมตำ่ กวาของเครื่องยนตล( กู สบู หัวจุดของเครื่องยนต( สวนใหญชองวางจะเป!นแบบโครงกลม ชองวางท่ีแคบกวาใชเฉพาะบางรุน เทาน้ัน โดยปกติและเพ่ือการจุดอยางมีประสิทธิภาพ ชองวางของตัวจุดตองเขาไปดานในของหองเผาไหม

68 เล็กนอย สวนหัวท่ีมีชองวางท่ีแคบประกายไฟที่เกิดขึ้นจะอยูไกลออกไปจากผิวหนาของขั้ว หัวจุดประกายไฟ แบบนี้ตัวหัวจะไมไดยื่นเขาไปในหองเผาไหม ดังน้ันหัวจุดแบบน้ีจึงทำงานไดท่ีอุณหภูมิเย็นกวาแบบชองวาง โครงกลม ระบบจุดระเบิดของเคร่ืองยนต(เทอร(โบเจตถูกออกแบบมาเพ่ือสภาวะการทำงานความสูงท่ีใชใน ภารกิจทางทหาร ซ่ึงยากท่ีจะจัดภาระงานเต็มประสิทธิภาพในการขนสง การเกิดเคร่ืองดับ (Flame out) ก็ไม บอยคร้ังนัก และการจุดระเบิดอีกคร้ังก็ไมมีความจำเป!นตองใช ป|ญหาเร่ืองการจุดระเบิดธรรมดามากหาก เทียบกับเคร่ืองยนต(ลูกสูบ อุปกรณ(ที่ใชในการตรวจวิเคราะห(การจุดระเบิดภาคอากาศไมมีความจำเป!น การ เปลี่ยนหวั จดุ ก็ไมมคี วามสำคญั มากนกั ทิศทางของ ระบบจุดระเบดิ ของ เคร่ืองยนตแ( กส) เทอร(ไบน(ท่ีจะเกิดขึ้นเป!นดังนี้ 1. ไฟเขาเปน! กระแสสลับ ซึ่งไมตองมีไวเบรเตอร( 2. ใชตัวเรียงกระแสแบบทรานซสิ เตอร( 3. การใชหลอดคายประจุสองตัวซึ่งใหระดับการเกบ็ พลังงานตอการเกดิ ประกายไฟมากกวาตลอด อายุการใชงานของกลองกระตุน 4. หนวยทีม่ กี ารหอหุมอยางดี 5. เวลาในการปรบั ปรงุ ใหมยาวนานขึน้ การตรวจสภาพหวั จดุ 1. กอนถอดสายไฟจากหวั จุด ใหถอดขว้ั สายฝ|†งแรงดนั ต่ำออกจาก Ignition Unit และรออยางนอย 1 นาที เพื่อใหพลงั งานที่ยังคงสะสมอยูคอย ๆ ถายเทประจุหมดไป แลวจึงถอดสายไฟแรงดันสงู 2. ถอดหวั จุด (Igniter plugs) ออกจากจดุ ยดึ 3. ตรวจสอบระยะหางของหวั จุดกับพื้นผวิ กอนการตรวจสอบใหทำความสะอาดดานนอกดวย ผาแหง หามทำความสะอาดบริเวณปลายหวั จดุ ชนดิ แรงดันต่ำ แตถาแบบแรงดนั สูงสามารถทำความสะอาด เพ่อื ตรวจสภาพได ดงั ภาพที่ 4-2 4. ตรวจสอบการเสยี ดสีกานภายนอกของหัวจดุ 5. ใหเปลย่ี นเมอ่ื พน้ื ผวิ มีการแตก รอน หรอื มคี วามเสยี หายอ่นื ใด 6. เปล่ยี นหัวจดุ ทสี่ กปรกหรือมีคราบคารบ( อน 7. ติดต้งั หัวจุดเขากับจดุ ยึด 8. ตัวสอบระยะหางระหวาง chamber liner กบั igniter plug 9. ขัดหวั จดุ ดวยคาทอร(คทีผ่ ูผลติ แนะนำ 10. ใชลวดหาม

69 ภาพที่ 4-2 การทำความสะอาดหัวจุด ตอนที่ 3 ระบบจดุ ระเบดิ ของเครือ่ งยนตแบบตา$ งๆ 4 - 6 General Electric's T-701 ระบบจุดระเบิดท่ีใช เป!นแหลงจายกำลังไฟฟgากระแสสลับ ตัวเก็บประจุ แรงดันต่ำ รวมถึง หนวย กระตนุ การจดุ สองตัว ตดิ ตั้งที่ดานขวามือและหัวจุด ดงั ภาพที่ 4-3 อัตราการเกดิ ประกายไฟของแตละวงจร คือ สองครงั้ ตอหน่งึ วินาที พลงั งานไฟฟgาที่เกิดข้ึนอยางนอย 0.25 จูล ตอหน่ึงประกายไฟ โดยตวั กระตุนไดรบั กำลัง งานไฟฟgาจากขดลวดของอัลเตอร(เนเตอร(ดวยสายสีเหลือง ระบบจุดระเบิดจะตองหยุดการทำงานหลังจากติด เครื่องยนต(แลวดวยการลัดวงจรท่ีทางออกของ อัลเตอร(เนเตอร( สำหรับการสตาร(ทปกติ วงจรการจุดระเบิด เชอ่ื มตอกับระบบการสตารท( เครอ่ื ง เพอื่ ท่ีจะหยดุ การกระตนุ ระบบจดุ ระเบดิ ทส่ี ตาร(ทเตอร(

70 ภาพที่ 4-3 ตวั กระตุนการจดุ ระเบดิ จดุ ระเบิด หัวจุดของเครื่องยนต(เป!นแบบสารก่ึงตัวนำเนื้อเดียว ใชอากาศระบายความรอนท่ีผิวหนาชองวาง ดัง ภาพท่ี 4-4 มีหวั จดุ ท่ีตำแหนงสนี่ า—กิ า และ แปดนา—กิ า ติดตั้งที่กึ่งกลางโครงเคร่ืองยนต( ดวยสกรู ระบบจุดระเบิดนี้สามารถใหกำลังไฟฟgาออกสูงสุด 7,000 โวลต( เพ่ือเป!นการสรางประกายไฟขาม ชองวางระหวางข้ัวไฟฟgา ผิวของตัวจุดเป!นสารก่ึงตัวนำ นอกจากนี้สวนครอบยังสามารถทนการสึกหรอเมื่อมี การทำงาน การท่ีมีสวนประกอบท่ีมอี ายุการใชงานสูง ขว้ั ตรงกลางเป!น ทังสเตนอัลลอยด( ข้ัวเหลาน้ีก็เป!นแผน นิเกิล เพื่อปgองกันการเกิดออกซิเดชัน ที่ตัวของหัวจุดมีรูแปดรูรอบ ๆ และท่ีปลายอีกสิบสองรู เพ่ือเอาอากาศ จากเครอื่ งอดั อากาศไประบายความรอน ภาพที่ 4-4 หวั จุดประกายไฟ

71 4 - 7 Turbomeca Arriel 2E ระบบการจุดจะถูกกระตุนโดย Ignition relay จนกระทั่งถึงความเร็วรอบทเ่ี ครือ่ งยนต(ทำงานตอไปได ประกอบไปดวย - สตารต( สวติ ช( 2 ตวั - 1 ชดุ Exciter unit อยูดานขวาของชดุ เครอ่ื งอดั อากาศ - 2 หวั จุด อยคู กู ับหวั ฉีดน้ำมันเช้อื เพลิงที่ใชตอนติดเครอ่ื งยนต( 2 ตัว ภาพที่ 4-5 ระบบจุดระเบิดของเครอ่ื งยนต Turbomeca Arriel 2E ระหวางอยูในกระบวนการตดิ เครื่องยนต( จะมกี ารแจงเตือนท่ี FND master list: (ภาพท่ี 4-5) - ENG1/2 STARTER ON ถาเป!นขอความสเี ขยี วจะแสดงผลทนั ทที ส่ี ตารต( เตอร(ทำงาน แตขอความสี อำพนั จะแสดงผลเมื่อสตาร(ตเตอรท( ำงาน และ starter/generator อยใู นสภาวะรอนจดั หรือ การทำงานเกนิ 60 วินาที ณ จอแสดงผลคาหลกั ของเครื่องยนต( (VMD) FADEC จะแสดงสถานการณ(ทำงาน (START flag) ภาพที่ 4-5 หนาจอการแสดงผลระบบจุดระเบดิ ของเครื่องยนต Turbomeca Arriel 2E

ภาพท่ี 4-6 แผนผงั ระบบจดุ ระเบดิ ขอ

72 องเครอื่ งยนต Turbomeca Arriel 2E

73 บทท่ี 5 ระบบของอุปกรณประกอบเคร่อื งยนต (Accessory System) ………………….. ตอนท่ี 1 แบบของระบบอปุ กรณ 5 – 1 กลา$ วทั่วไป อปุ กรณ(ตางๆของเคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน( สามารถแบงได 2 ประเภท คือ ประเภทท่ีขบั โดยอากาศ ความดนั สูงจากเคร่ืองอดั อากาศ (Bleed air) สวนประเภทที่ 2 คือ ใชกำลังการขบั จากเพลาของกงั หัน 5 – 2 อุปกรณทขี่ ับดวยอากาศความดนั สูง อากาศที่ความดันสูงน้ีจะนำไปขับอุปกรณ(ผานมอเตอร(ลมหรือทเี่ รียกวากังหันอากาศ อากาศที่ออกมา จากเครื่องอัดอากาศมอี ุณหภูมิและความดนั สูง จะนำไปใชในระบบปรบั อากาศ ป|Šมไฮดรอลิค อุปกรณ(ควบคุม แรงขับยอนทาง (Thrust reverser) และอุปกรณ(ควบคุมสวนตางๆของอากาศยาน อากาศท่ีใชใหความดัน สำหรับหองนักบินหรือวาหองโดยสารน้ันออกมาจากเครื่องอัดอากาศ สำหรับอากาศยานที่มีหลายเคร่ืองยนต( ปกติจะใชการสตาร(ทเคร่ืองดวยลม เครื่องยนต(ที่หน่ึงจะทำการสตาร(ทดวย APU (Auxiliary Power Unit) อากาศความดันสูงจาก APU เขาไปในทอภายในอากาศยาน เพ่ือขับ Starter ของเคร่ืองยนต(ที่สอง ถาเป!น เคร่ืองยนต(ของ Pratt and Whitney นั้น เป!นเคร่ืองยนต(ที่ใชอากาศในการปgอนใหอุปกรณ(ตางๆทำงาน เครื่องยนต( JT3D เป!นเคร่ืองยนต(เทอร(โบแฟน ท่ีใชในเครื่องบินโบอ้ิง 707 และเครื่องบินท้ิงระเบิด B-52 เครื่องยนต(นี้ก็ใช หองเฟxองขับอปุ กรณ( แบบกลดวยเหมือนกัน มีระบบอากาศความดันสูงแยกกัน 3 ระบบคือ ระบบความดันต่ำ ความดันสูง และ ระบายท้ิงดานนอก ระบบความดันต่ำ ความดันสูง ใชขับอุปกรณ(ตางๆ ภายใน สวนระบายทง้ิ ดานนอกเพ่ือการรักษาสมดลุ ของเคร่ืองอัดอากาศ อากาศท่ีออกมาจากเคร่ืองอัดอากาศน้ีสามารถปgองกันการเกิดน้ำแข็งได สวนที่นำอากาศเขา อากาศ จะมีความดันต่ำประมาณ 50 psi และมีอุณหภูมิมากกวา 300oF อากาศความดันต่ำ เกิดจากก่ึงกลางระหวาง สวนท่ีความดันต่ำและความดันสงู สวนที่มีความดันสูงมีความดันประมาณ 160 psi และ อุณหภูมิสูงมากกวา 650oF ท่ีระดับน้ำทะเล อากาศนี้นำมาจากสวนทายของเคร่ืองอัดอากาศความดันสูง ซึ่งสามารถขับอุปกรณ( ตางๆและใชประโยชน(อยางอื่นได ประมาณ 3-4% ของอากาศท่ีใชในการเผาไหมของเคร่ืองยนต( จำไววา อากาศความดันสูงนี้ไมใชส่ิงท่ีไดมาเปลาๆ แตตองสูญเสียน้ำมันเช้ือเพลิงในการสรางอากาศความดันสูงขึ้นมา เชนเดยี วกัน 5 – 3 อปุ กรณที่ใชเฟ|องขบั การขับดวยกลไกก็เป!นการขับโดยตรงจากเฟxองขับท่ีตอจากเพลาขับของเคร่ืองอัดอากาศ โดยปกติ แลวในเครื่องยนต(แก)สเทอร(ไบน(แปgนของอุปกรณ(ท่ีเช่ือมตอจากเพลาขับน้ันจะอยูดานหนาของเคร่ืองยนต( สำหรับเคร่ืองยนต(ที่มีเคร่ืองอัดอากาศคูแบบไหลตามแกน ตัวชุดขับอุปกรณ(จะถูกขับดวยเพลาของเครื่องอัด

74 อากาศความดันสูง อุปกรณ(ท่ีขับดวยระบบกลไกน้ีมีเครื่องวัดความเร็วรอบเครื่องยนต( (Tachometer), เครื่องกำเนิดไฟฟgา (Generator), ปŠ|มไฮดรอลิค (Hydraulic pumps), ป|Šมเชื้อเพลิง (Fuel pumps), ปŠ|มหลอล่ืน (Oil pumps), ระบบควบคุมเชอ้ื เพลงิ (Fuel control), Starters, ป|Šมนำ้ ตอนท่ี 2 ระบบเฟอ| งขบั อุปกรณของเครอื่ งยนตแบบต$างๆ 5 – 4 เครอ่ื งยนต General Electric T-701 อุปกรณ(ชุดเฟxองขับอุปกรณ(จะติดตั้งที่สวนที่เย็นของเคร่ืองยนต(นั่นก็คือหางจากสวนสันดาป อยูใน ตำแหนงท่ี 12 นา—ิกา ดังภาพท่ี 5-1,5-2 รวมถึงหองเฟxองขับ AGB จะถูกขับดวยเฟxองดอกจอกจากเครื่องอัด อากาศ อุปกรณ(หลายๆตัวตดิ ตั้งที่ดานหนาและดานหลังของหองเฟxองขับอุปกรณ( หนาแปลนดานหลังเป!นแปgน สำหรับติดตั้งอุปกรณ(ตางๆ เชน เครื่องชวยติดของเครื่องยนต( HMU พัดลมเปŒาแยกสิ่งแปลกปลอมออกจาก อากาศและหนาแปลนดานหนาสำหรับ Overspeed and drain valve หนาแปลนสำหรับอัลเตอร(เนเตอร( และปŠ|มเช้ือเพลิงชวยก็อยูดานหนาเชนกัน ชองวางที่เหลือเผื่อเอาไวให สคาร(เวนจ(ป|Šม และ ตัวตรวจจับเศษ โลหะ (Chip Detector) แปgนนี้ก็จะมีเคร่ืองระบายความรอนน้ำมันหลอล่ืน มิเตอร(วัดปริมาณเช้ือเพลิง และ ตัวกรองน้ำมันหลอล่ืน ทางเดินตรงแกนกลางในตัวเรือนของ หองเฟxองขับสงเชื้อเพลิงและน้ำมันหลอล่ืน ระหวางชิ้นสวนตางๆ แปgนขับซลี สำหรับ เคร่ืองชวยติด, HMU, และป|Šมเชื้อเพลิงชวยสามารถปลอยเขาไปยังตรงกลางทางว่ิง ของ เรอื นหองเฟอx งขบั ได ภาพท่ี 5-1 ตำแหน!งและหนว! ยของชดุ ขับอุปกรณต!างๆของเคร่ืองยนต T – 701 มองไปดานหลัง

75 ภาพท่ี 5-2 ตำแหน!งและหนว! ยของชดุ ขับอปุ กรณต!างๆของเคร่ืองยนต T – 701 มองไปดานหนา 5 – 5 เคร่ืองยนต Turbomeca Arriel 1E2 ตดิ ตง้ั ท่ดี านหนาตวั เรอื นของเครื่องยนต( มสี วนประกอบหลัก ดงั น้ี 1. Gearbox Casing ผลติ จากอะลูมินัมอัลลอยด( รองรบั ชุดเฟอx งของ N1, N2 และ transmission shaft 2. ชุดเฟxอง N1 (N1 Gear Train) gas producer turbine rotor ทำการขับ compressor rotor และ ชุดเฟxอง ถูกขับโดย เฟxองขับ (drive pinion gear) และแกนเพลาชองชุดอุปกรณ( หมุนความเร็วรอบ เทากับ N1 ผานไปยังชดุ เฟอx งของ ของ N1 มีดงั นี้ (a) ชุดเฟxอง Starter/generator และระบายไอ (b) N1 fuel control/pump and oil pump (c) Intermediate gears ทำหนาทถ่ี ายทอดกำลัง 3. ชุดเฟxอง N2 (N2 Gear Train) power turbine rotor ใหกำลังในการขับชุดเฟxอง N2 โดย ถายทอดผานเฟxองขับ (drive pinion gear) หมุนดวยความเร็วรอบเทากับ N2 ยังขับชุดเฟxองของ Power turbine กำลังจาก Power turbine ยังถายทอดไปยังเพลาถายทอดกำลังเพื่อไปขับชุดอุปกรณ(ของ N2 เชน ระบบควบคมุ เชื้อเพลิงของ N2 4. ทอทางหลอลนื่ และการระบายไอ (a) ทอทางสงนำ้ มันหลอล่นื ไปเลย้ี งสวนตาง ๆ ของเครอ่ื งยนต( และ ทอทางการนำหลอลนื่ กลบั จะ ถกู รวมอยูในตัวเรือนของชดุ เฟxองขบั ทอทางเหลานี้ถอื วาเป!นสวนหนึง่ ของระบบเช้ือเพลงิ (b) ระบบหลอล่ืนยังรวมถึงถังหลอล่ืน ระบบระบายความรอนท่ีติดต้ังอยูที่ระบบโครงสรางของ อากาศยาน ไอของน้ำมันหลอล่ืนจะถูกระบายเขาไปในชุดเฟxองอุปกรณ( (accessory gearbox) จากนั้นจะ

76 ระบายออกไปดานนอกผานชุดเฟxองแยกไอน้ำมันกับอากาศ (starter-generator and breather gear) ออก จากกันเพอื่ ลดการสูญเสยี น้ำมนั หลอลืน่ ใหนอยทสี่ ดุ 5. เพลาถายทอดกำลัง (Transmission Shaft) สงผานกำลังจากการหมุนจากชุดเฟxองทดรอบ (reduction gearbox) ไปยังชุดเฟxองอุปกรณ( (accessory gearbox) โดยเพลาถายทอดกำลังจะหมุนอยู ภายในทอเพ่ือความปลอดภัย และทอนี้ยังทำหนาท่ีเป!นทอทางภายในสำหรับลำเลียงน้ำมันหลอล่ืนไปสวนตาง ๆ ของเคร่อื งยนต( และ ลำเลยี งน้ำมนั หลอลนื่ กลบั เขาระบบ ของชดุ เฟอx งทดรอบ ภาพท่ี 5-3 โครงสรางการถา! ยทอดกำลงั ของเครอ่ื งยนต Turbomeca Arriel 1E2 ภาพท่ี 5-4 การถา! ยทอดกำลงั จากเพลาถ!ายทอดกำลงั ไปยัง ชดุ เฟอn งอุปกรณ (accessory gearbox) N1/N2

77 5 – 6 เครอื่ งยนต PT6C-67C หนาท่ชี ุดเฟอx งขบั อปุ กรณ( (Accessory gearbox) - ทำการขบั เคลอ่ื นและเป!นจดุ ยดึ อุปกรณป( ระกอบของเคร่ืองยนตด( ังตอไปน้ี o Starter-generator o Permanent magnet alternator (PMA) o Fuel management module (FMM) - ขบั ป|›มหลอลื่นและเฟอx งแยกอากาศออกจากหลอลื่น (Centrifugal breather) - เป!นชองวางบรรจุนำ้ มนั หลอลื่น (Integral oil tank) - ตวั จับรอบ Ng - Data collection unit (DCU) - Fuel heater - Oil filter - Oil filter impending bypass indicator - Fuel Cooled Oil Cooler (FCOC) - Chip detector - Cold start valve - Oil pressure regulating valve - Oil pressure sensor - Oil temperature/low oil pressure switch ภาพที่ 5-5 ชุดเฟnองขับอปุ กรณ (Accessory gearbox) เครื่องยนต PT6C-67C

78 Description Accessory Gearbox (AGB) ประกอบไปดวยชิ้นสวนอะลมู ิเนียมขึ้นรูปทางกลสองชน้ิ ประกอบไปดวย ดานหนาและดานหลัง ถูกยึดเขาดวยกันกับตัวเรือนทางเขาเคร่ืองอัดอากาศท่ีหนาแปลน \"G\" สวนตัวเรือน ดานหนาของ AGB housing และดานหลังของตัวเรือนทางเขาเคร่ืองอัดอากาศจะสรางชองวางทำหนาท่ีเป!น ถังหลอล่ืน (Integral oil tank) Operation ชุดเฟxองขับอุปกรณ(ประกอบถูกขับเคล่ือนจากการหมุนของโรเตอร(เครื่องอัดอากาศจะสัมพันธ(กับ ความเร็ว Ng ตลับลกู ปxนแบบโรลเลอรจ( ำนวน 10 ตวั รองรบั อปุ กรณด( ังตอไปน้ี - Starter generator drive shaft - Permanent Magnet Alternator (PMA) gear shaft - Fuel Management Module (FMM) gear shaft - Idler gear - Input gear shaft แตเ$ ฟอ| งของป}ม~ หล$อลน่ื รองรับโดย bushings การซ$อมบำรงุ ตามระยะเวลา (Scheduled) - ตรวจสภาพ chip detector เพือ่ หาสงิ่ แปลกปลอม - ตรวจสภาพและเปลีย่ นกองหลลื่นInspect/Replace Oil filter. ไมตามระยะเวลา (Unscheduled) การเปลย่ี น Accessory drive lip seals การร่วั ของหลอ$ ลนื่ สูงสุดท่ียอมรับได ณ starter generator and the FMM drive pad seals ยอมได 3 cc/hr

79 ภาพท่ี 5-6 ภาพตดั แสดงส!วนกำลงั ออกของเคร่ืองยนต ส$วนสง$ กำลังออก (OUTPUT SECTION) หนาที่ - รองรับตลับลูกปนx หมายเลข 5 - เปน! จุดยึดตัวตรวจจับคา torque และ N2 - รองรับการเชื่อมตอเพลากำลงั ออก - เปน! ตัวเรือนรบั ซีลคารบ( อนของเพลากำลงั ออก อยทู ฝ่ี าป„ดตลบั ลูกปxนหมายเลข 5 Description สวนสงกำลงั ออกนั้นรวมถึงตัวเรือนทีร่ องรับตลับลกู ปxนหมายเลข 5 ทำมาจากอะลมู ิเนียมขึ้นรูปทางกล เปน! สวนดานหนาสุดของตวั เรือนเครื่องยนต( ตวั เรือนท่ีรองรบั ถูกขนั ยึดเขาดวยกันกับตวั เรอื นของเพลากำลงั ออกถึงตวั เรือนทางออกไอเสียที่หนาแปลน “A” พ้ืนผิวดานหนามหี นาแปลนท่ีใชสำหรบั รองรบั ขายึดในการติดตัง้ เครื่องยนต( การซอ$ มบำรงุ ไมตามระยะเวลา การเปลยี่ นซีลคารบ( อนของเพลากำลงั ออก การรัว่ สูงสดุ ที่ยอมรบั ได 1 cc/hr

80 บทที่ 6 ระบบเคร่อื งวดั อากาศยาน ……………….. ตอนที่ 1 เคร่อื งวัดเครอ่ื งยนต 6 – 1 กล$าวทั่วไป เคร่ืองวัดอากาศยานติดต้ังที่สวนดานหนาของนักบิน โดยปกติแลวจะอยูเป!นกลุมเดียวกัน เพื่อทำ หนาท่ชี วยนักบนิ ดูสถานะเครื่องยนต(, รอบของใบพดั หลัก, Propeller, ความดัน, อุณหภูมิ และสมรรถนะของ เคร่ืองยนต(โดยท่ัวไป มีการดูและเปรียบเทียบกับคูมือการซอมบำรุง ถึงขีดจำกัดการทำงานและสัญลักษณ(ท่ี เป!นสีตางๆ เคร่ืองวัดในป|จจบุ ันมีท้ังการอานคาตามแนวต้ัง การอานคาตัวเลขดิจิตอล การแสดงผลแบบ HUD (เป!นเคร่อื งวัดประกอบการบินที่ออกแบบใหนกั บนิ อานเคร่อื งวดั ไดในขณะทีม่ องไปขางหนา) ในระบบเครื่องวัด ท่ีมีการแสดงผลทางตั้งทำใหมีความปลอดภัยในการบินมากกวาโดยนักบินเพียงแคใชกวาดสายตามองเทานั้น ในบทนี้จะอธบิ ายถงึ เครอื่ งวดั อากาศยานทสี่ ำคัญๆ และระบบการแสดงผลแนวต้ัง (VIDS) 6 – 2 มาตรวัดแสดงผลแนวต้ัง (Vertical Instrument Display System, VIDS) ระบบน้ีประกอบดวยแถบตามแนวตั้ง ภาพที่ 9-1 ของหนวยแสดงผลกลาง (Central Display Unit, CDU) , แถบแนวตง้ั ของหนวยแสดงผลของนักบิน (Pilot Display Unit, PDU) สองตัว และ ตวั แปลงสัญญาณ (Signal Data Converter, SDC) สองตัว การอานคาของสัญญาณ เหลาน้ีแสดงไดดวยการข้ึนลงของแสงไฟ สี แดง เหลือง และเขียว ตามแนวดิ่ง สัญญาณไฟยังคงติดอยูถาระดับสัญญาณเพ่ิมขึ้นแตไฟจะดับถาระดับ สัญญาณลดลง เม่ือระดับของสัญญาณไฟสีแดงและสีอำพัน ซ่ึงต่ำกวาระดับสีเขียวแสดงวาระดับสัญญาณที่ รับมาเป!นศูนย( (ขีดดานลาง) แสดงวาไฟยังติดอยู เม่ือไฟสวนแรกเหนือชวงสีแดงหรือวาสีอำพันติด ไฟสีแดง หรือวาสอี ำพันท้ังหมดจะดับ สวนสแี ดงหรือวาสอี ำพันน้ีจะยงั คงดับอยูจนกระท่ังไดรับระดับสัญญาณชวงสีแดง หรือสีอำพันขณะนั้นไฟสีแดงหรือสีอำพันจะติด สำหรับการเพิ่มหรือวาลดการบงชี้การแสดงผลเมื่อขีดระดับ ดานที่เป!นสัญญาณไฟลูกศรดานหนึ่งมีการขึ้นลงอีกดานหน่ึงก็มีการติดหรือดับหรือขึ้นลงเชนกัน CDU และ PDU บรรจุโฟโตเซลล(ไวภายในซ่ึงทำหนาที่ปรับแสงตามสภาพแสงแวดลอมไดโดยอัตโนมัติ ถาโฟโตเซลล( บกพรองแสงไฟทข่ี ีดตามแนวตง้ั จะดบั แตปุŒมหร่ไี ฟท่ี CDU สามารถใหนกั บนิ สามารถปรบั คาความสวางได

81 ภาพที่ 6-1 มาตรวดั แสดงผลแนวตั้ง Vertical Instrument Display System (VIDS) 6 – 3 ระบบวดั ความเรว็ รอบ (Tachometer System) ในเคร่ืองยนต(แก)สเทอร(ไบน(มีการใชอุปกรณ(วัดความเร็วรอบของ Gas producer, Turbine, Rotor ความเร็วรอบของสวนหมุนในเครือ่ งยนต(สามารถรับรไู ดดวยการขบั Generator ของตัววัดรอบการขบั แมเหล็ก ถาวรหรือการรับการเปล่ียนคล่ืนของสัญญาณไฟฟgา จาก Sensor ท่ีอยตู ามวาฟ|นเฟxองของชุดเครอ่ื งอัดอากาศ สัญญาณที่ออกจาก Sensor แตละตัวจะถูกสงตรงเขาเครือ่ งวัดโดยตรง เครื่องวัดน้ีจะมีการสอบเทียบคาความ คลาดเคล่ือนอยางถูกตอง และสามารถอานไดโดยตรงในรูปของเปอร(เซ็นต( RPM สำหรับเคร่ืองยนต(ท่ีมีเคร่ือง อัดอากาศไหลตามแกนและแบบเหวี่ยงผสมกัน เครอื่ งวัดรอบตัวแรกจะวัดคาความเร็วรอบของเครือ่ งอดั อากาศ (N1 หรือ Ng, Gas producer, Gas generator) เคร่ืองวัดรอบตัวท่ีสองจะวัดความเร็วของกังหันกำลัง N2 (Power Turbine) มักจะแสดงผลอยคู กู บั วัดรอบใบพัดหลัก (Rotor) แต sensor วัดคนละตวั ดังภาพท่ี 6-2 ในเคร่ืองยนต( General Electric T-700/701 จะไมมี Generator ของเครื่องวัดรอบ Sensor ของ Np ติดตั้งอยูท่ีโครงดานออกไอเสีย ตัวหนึ่งจะเป!นสตรัตยื่นไปในตำแหนง 1:30 นา—ิกา และอีกตัวหน่ึงที่ ตำแหนง 10:30 นา—ิกา เพลาของกังหันกำลังมีฟ|นสองคู ซึ่งมีหนาที่สรางกระเพ่ือมคลื่นของไฟฟgา (Electrical Pulse) ใน Np Sensor ฟ|นเหลาน้ีใชในการวัด แรงบิดหรือวาการบิดของเพลา ซึ่งแปรผันโดยตรงกับแรงบิดท่ี ออกมา Sensor แตละตัวมีคุณสมบัติเฉพาะตวั สับเปล่ียนได แตทำหนาที่แตกตางกัน

82 ภาพท่ี 6-2 หนาปดr แสดงความเรว็ รอบเครือ่ งยนต ตัว Sensor ดานซายมือ (10:30 นา—ิกา) ทำหนาท่ีสงสัญญาณไปยัง ECU สัญญาณตัวนี้มีการใชที่ วงจรควบคุมรอบของ Np และ การแสดงผลท่ีหองนักบิน Sensor ดานขวา 1:30 นา—ิกา สงไปยังวงจรของ ECU เพื่อการคำนวณแรงบิด และ ใชในวงจรปgองกันไมให Np มีรอบสูงเกินไป ตัว Sensor ประกอบไปดวย แมเหล็กถาวรและขดลวดทองแดง ท้ังสองตัวทำหนาท่ีสรางกระเพื่อมคล่ืนของกระแสไฟฟgาแตละคร้ังท่ีฟ|นท่ี เพลาเคล่ือนทผ่ี าน ดงั ภาพท่ี 6-3 ภาพที่ 6-3 เครอื่ งสบื อาการกังหนั กำลัง (Power Turbine Sensors)

83 6 – 4 ระบบวัดแรงบดิ (Torque meter indicating system) ความดันออกของกังหัน และ อัตราสวนของความดันอากาศของเคร่ืองยนต( เป!นคาที่ใชในการบอกถึง กำลงั ทส่ี รางข้ึนจากเครอื่ งยนต( เคร่ืองวดั แรงบิดวดั ระดบั กำลังของเคร่ืองยนต(ทส่ี รางขึ้น นน้ั เราควรจะเป„ดคูมือ การบำรุงรักษาเพื่อดูรายละเอียดเก่ียวกับหนาท่ีของระบบเครื่องวัดแรงบิด (Torque meter) อยางไรก็ตาม ความดันน้ำมนั หลอล่ืนของเคร่อื งวดั แรงบิดถูกใชในการทำใหหนาปด| แสดงผลคาแรงบิดทำงาน ความดันน้ำมัน น้ีแปรผันโดยตรงกับกำลังของเครื่องยนต( ในหนวยของปอนด(ตอตารางน้ิว ดังภาพที่ 6-4 เคร่ืองวัดแรงบิด บางแบบจะปรับเทยี บคาเพื่อแสดงคาเปน! ปอนด(-ฟตุ ของแรงบิด บางครง้ั ก็อานคากำลงั มาโดยตรง ในระบบการแสดงผลคาแรงบิดระบบหนึ่ง บางครั้งอาจจะเรียกวาระบบแสดงผลคาความดันแรงบิด ประกอบดวย เครื่องมือแสดงคาความดัน สามารถอานคาไดอยางตอเน่ืองจากแรงบิดที่ออกจากเพลา เกิดการ เปล่ียนแปลงความดันน้ำมันหลอลื่นภายในหองเฟxองขับอุปกรณ( จากนั้น Transmitter ท่ีติดต้ังที่ดานหนาของ เครื่องยนต(ท่ีถูกเชื่อมตอดวยทอไปยังชองปลอยความดันที่ตัวเรือนดานหนาเครอื่ งยนต( และ ใชไฟฟgา 28 VDC ในการควบคมุ ระบบวงจรไฟฟgา ภาพที่ 6-4 หนาปดr แสดงผลคา! แรงบดิ และ Transmitter แบบใชความดนั นำ้ มันหลอ! ลนื่ ภาพที่ 6-5 กราฟเปรยี บเทียบระหว!างค!ากำลังมาและค!าแรงบดิ ทอ่ี !านได ของเครือ่ งยนต Rolls Royce 250-C20B

84 6 – 5 เครอื่ งวดั แรงบดิ ของเครอื่ งยนต PT6C-67C เซนเซอร(วัดความเร็ว และคาแรงบิดของเคร่ืองยนต( (speed and torque sensors) ของเคร่ืองยนต( PT6C-67C ทำหนาที่สงสัญญาณคาแรงบิด และความเร็วของการหมุนสวนที่เป!นกำลังออกของเคร่ืองยนต( (N2) ไปยังกลอง EEC (Engine Electronic Control) การแสดงผลทีห่ องนักบนิ ภาพท่ี 6-6 การแสดงผลท่ีหองนักบนิ คณุ ลกั ษณะและรายละเอยี ด เซนเซอร(วัดความเร็ว และคาแรงบิดของเครื่องยนต( (N2 and Torque sensors) เป!นการทำงาน รวมกันของแมเหล็กจับความเร็วและเซนเซอร(วัดอุณหภูมิ เซนเซอร(แบบขดลวดคูถูกใชในการวัดคาการหมุน ของเขี้ยวลอ เพลาวัดแรงบิด (torque shaft toothed wheel) คาการบิดตัวของเพลาจะสามารถวัดไดจาก การขยับเปลี่ยนตำแหนงระหวางเข้ียวลอของเพลาวัดแรงบิด และเขี้ยวลอเพลาอางอิง (reference shaft toothed wheel) เซนเซอร(วัดอุณหภูมิแบบความตานทานทำมาจากแพลทินัม อยูปลายของเซนเซอร( ทำ หนาท่ีชดเชยการเปลี่ยนแปลงคาอุณหภมู ิของเพลา ความตานทานไฟฟgาทเี่ ปล่ียนแปลงไปเน่ืองจากอุณหภมู ิจะ สงสัญญาณท่ีมีการปรับคาแลวไปยัง EEC ในกรณีที่สูญเสียสัญญาณจากคาการชดเชยจากอุณหภูมิ จะมีการ ปรับใชคามาตรฐานท่ี 82°C เซนเซอร(จะอยูดานซายมือและดานขวามือของตัวครอบสวนกำลังออก ขดลวด เซนเซอรม( สี วนประกอบดงั ตอไปน้ี เซนเซอรดานขวา ขดลวดตัวที่หนึ่งสงสัญญาณคาแรงบิดและรอบ N2 ไปยัง EEC เพื่อใชในการคำนวณ (สัญญาณหลัก) ขดลวดตัวท่สี องสงสญั ญาณคาแรงบดิ และรอบ N2 ไปแสดงผลทีห่ องนักบิน เซนเซอร(วัดอุณหภูมิสงสัญญาณไปยัง EEC และสัญญาณการแปรผันจากการเปล่ียนแปลงอุณหภูมิ รอบเพลาวัดแรงบดิ

85 เซนเซอรดานซาย ขดลวดตัวที่หน่ึงสงสัญญาณคาแรงบิดและรอบ N2 ไปแสดงผลท่ีหองนักบนิ (สัญญาณสำรอง) ขดลวด ตวั ที่สองสงสัญญาณคาแรงบิดและรอบ N2 ไปคำนวณยัง EEC ของเคร่ืองยนต(ตวั ที่สอง จะเป!นการอานคาและ ส่ือสารคาแรงบิดซึ่งกันและกัน (cross talk) ในกรณีที่สูญเสียสัญญาณ cross talk สัญญาณจะถูกใชในการ ปรับคาแรงบิดระหวางสองเครือ่ งยนต( แตเซนเซอร(วัดอุณหภมู ิไมไดถูกใช การสังเกตคา$ ความผดิ พลาด เมื่อไรก็ตามที่สูญเสียสัญญาณไปยัง EEC รหัสความผิดพลาดจะถูกสรางขึ้นมาและถูกเก็บไวใน Data Collection Unit (DCU) สำหรับสัญญาณที่สงไปยังระบบการแสดงผลโดยตรงจะไมมีการสรางรหัสความ ผิดพลาดข้ึนมาเพือ่ รายงานความผิดปกติ การซอ$ มบำรงุ เซนเซอร(ท้ังสองตัวมีหมายเลขชิ้นสวนเดียวกัน เพ่ือเป!นการปgองกันการติดต้ังผิดพลาด รูที่ติดต้ังจะ เย้ืองกนั หลงั จากตดิ ตงั้ ไมตองมกี ารจัดปรับใด ๆ ภาพท่ี 6-7 เซนเซอรวัดความเร็ว และค!าแรงบิด (speed and torque sensors) ของเครื่องยนต PT6C-67C

86 ชดุ ประกอบเพลาวัดคา$ แรงบิด ประกอบไปดวยสองเพลารวมศนู ย( ท่ีแตละตวั จะมีเข้ียวลอที่ปลายดานหน่ึง เพลาตัวนอกใชวัดการบิด (toque shaft) สไปลน(หัวเพลาตอเขา Power turbine ในขณะท่ีเพลาตัวในใชในการอางอิง (reference shaft) ถูกเช่อื มเขากับเพลาตัวนอกโดย locking pin ดังภาพ 6-7 เม่อื มีภาระกรรมเกดิ ขนึ้ กับเพลาตัวนอกจะมี การบิดตัวเล็กนอยขณะเดียวกันเพลาตัวในที่ใชในการอางอิงจะไมบิดตัวเนื่องจากไมไดรับภาระกรรมโดยตรง การบิดตัวที่เกิดขึ้นน้ีจะสงผลใหเกิดการเปลี่ยนแปลงตำแหนงเชิงมุมและมีการตรวจจับโดยเซนเซอร(แมเหล็ก โดยจะมีการเปลี่ยนแปลงคาฟลักซแ( มเหล็ก สัญญาณไฟฟgาท่ีออกมาเป!นลกั ษณะรูปคล่ืนศักย(ไฟฟgากระแสสลับ ท่ีมีการเปล่ียนแปลงคาเฟสเน่ืองจากการจับสัญญาณการบิดตัวของเข้ียวลอของเพลา สัญญาณไฟฟgาท่ีไดน้ีจะ ถูกสงเขาไปท่ี EEC โดยตรงผานชุดสายไฟ ในกรณีท่ีสูญเสียสัญญาณจากคาการชดเชยจากอุณหภูมิ จะมีการ ปรับใชคามาตรฐานที่ 82° ทำใหความแมนยำลดลงไมเกนิ 1% ภาพที่ 6-7 แสดงเพลาวดั ค!าแรงบดิ (ตัวนอก), เพลาอางองิ (ตวั ใน) และภาพสญั ญาณค!าแรงบิด 6 – 6 ระบบการวัดแรงบดิ หรือค$าทอรคของ เครือ่ งยนต General Electric T-700/701 ที่เพลาอางอิงจะมีสลักที่ดานหนาสุดของเพลา และดานหลังสุดของเพลา เป!นอิสระจากการหมุน สัมพัทธ(กับเพลาขับ ทิศทางการหมุนสัมพัทธ(จะเทียบกับแรงบิดออก มุมเฟสระหวางเข้ียวของเพลาขับและ เข้ียวท่ีใชอางอิง จะสงสัญญาณไฟฟgาจากเข้ียวท้ังสองที่เพลาขับบวกกับเพลาอางอิง สัญญาณไฟฟgาถูกควบคุม สภาวะจากหนวยควบคุมไฟฟgา (Electrical Control Unit) ซ่ึงสรางแรงดันไฟฟgาที่แปรผันโดยตรงกับแรงบิด ดังภาพท่ี 6-3 ทีก่ ำลงั ปานกลาง (1,690 SHP) แรงบิดคอื 410 ปอนด(-ฟุต และการบดิ ของเพลาเป!น 7.4°

87 ตอนที่ 2 ระบบการวดั อุณหภมู ิไอเสยี (Exhaust Gas Temperature Indicating System) 6 – 7 ระบบการวัดอุณหภูมิไอเสีย (Exhaust Gas Temperature Indicating System) เคร่ืองยนต(กังหันจะตองมีเครื่องมือท่ีใชในการวัดอุณหภูมิกอนเขากังหัน ระหวางสภาวะของกังหัน หรอื หลังออกจากกงั หนั แลว เพื่อเป!นการวัดสภาวะการทำงานของกังหัน ในความเป!นจริงแลวอุณหภมู ิทางเขา ของกังหันมีความสำคัญมาก สิ่งน้ีจะเป!นจุดวิกฤติที่สุดของตัวแปรตางๆของเครื่องยนต(ทั้งหมด อยางไรก็ตาม สวนใหญแลวในทางปฏบิ ัตเิ ราไมสามารถวัดอณุ หภูมิทางเขาของกังหันได ดวยเหตนุ ี้จึงไดมีการสอดคคู วบความ รอนท่ีทางออกของกังหัน อันน้ีกเ็ ป!นการบอกไดถงึ อุณหภูมินสี้ ัมพัทธก( ับทางเขาอุณหภูมทิ างออกของกังหันจะมี คาต่ำกวาทที่ างเขา สามารถชวยใหนกั บนิ สามารถตรวจตราการทำงานภายในของเครื่องยนต(ได มีการใชคูควบความรอนหลายๆแบบ โดยจะทำการติดต้ังรอบๆเสนรอบวงของทอไอเสียเครื่องยนต( ใกลๆทางออกจากกังหัน คาอุณหภูมิไอเสีย (EGT) ที่แสดงผลใหเห็นเป!นคาเฉลี่ยที่วัดไดจากคูควบความรอน การอานคาอุณหภูมิไอเสียขณะที่มีการซอมบำรุงที่พื้นสามารถใชสวิตชเ( ลอื กดคู าได การแยกคาสูงสดุ ต่ำสุดของ คาอุณหภูมิไอเสีย นั้นมีประโยชน(มากเพราะวาสามารถบอกถึงจุดที่เย็นหรือวารอนของไอเสียท่ีออกมา ซ่ึง สามารถบอกถึงป|ญหาท่ีเกิดขึ้นภายในเคร่ืองยนต(ได ความสำคัญของอุณหภูมิไอเสียไมควรจะมองขาม ระบบ การวดั อณุ หภูมไิ อเสยี ในเฮลคิ อปเตอร(ของกองทัพบกมีหลากหลายแบบยกตัวอยางดงั ตอไปนี้ 1. ระบบการวดั อุณภมู ิไอเสยี ของเคร่ืองยนต( Turbomeca Ariel 2E คาอุณหภูมิไอเสีย TOT (Turbine Outlet Temperature) มีสัญญาณคาเฉลี่ยจากคูควบความรอน สองสายตอหน่ึงเครื่องยนต( ในแตละสายจะประกอบไปดวยคูควบความรอนจำนวนสี่ตัว ดังภาพท่ี 6-8 คูควบ ความรอนจะเกิดการสรางศักย(ไฟฟgาเล็กนอยเม่ือไดรบั ความรอน ที่มีคาเพิ่มข้ึนตามอุณหภูมิท่ีเพ่ิมสูงขึ้น ถาคา อณุ หภูมทิ ี่อานไดจากแตละเคร่อื งยนต(จะแตกตางกนั เลก็ นอย ภาพที่ 6-8 แผนภาพระบบการวดั อุณภูมไิ อเสยี ของเครื่องยนต Turbomeca Ariel 2E

88 2. คคู วบความรอนของ เครื่องยนต( T-701 สายไฟของคูควบความรอนจะเป!นช้ินเดียว ประกอบไปดวย 7 หัวสายไฟมัดรวมกัน ใชในการวัด อณุ หภูมิทางเขาของแก)สรอนกอนท่ีจะเขากังหัน ดังภาพท่ี 6-9 หวั วัดนั้นทำมาจากวัสดุท่ีมีความทนทานพิเศษ เป!นโครเมล-อะลูเมล ทนตอการเกิดออกซิเดชนั รอยตอระหวางคูควบความรอนแตละตัวจะซีลดวย Hastalloy X sheath (เป!นอัลลอยนิกเกิล-โครเมียม-เหล็ก-โมลิบดินัมท่ีมีสวนผสมของการตานทานการออกซิเดชัน และ ความแข็งแรงในอุณหภูมิสูงเป!นพิเศษ) อุปกรณ(ที่เป!นสายวัดแตละตัวที่จุดท่ีมีการเชื่อมตอกันจะไมมีรองรอย หรือวาชั้นของการเชื่อมตอ จากจุดท่ีมีการเชื่อมตอไปยังสายไฟตางๆซ่ึงแตละตัวท่ีออกไปจะขนานกัน ตัว เช่ือมตอสายไฟขาออกจะมีการซีลตางหาก มีจุดสัมผัสอะลูเมลสองแหง มีจุดสัมผัสโครเมลสองแหง คาเฉล่ีย ของอุณหภูมิทั้ง 7 หัว จะสงสัญญาณ ไปยัง ECU ดวยสายไฟสีเหลือง จาก ECU สัญญาณจะถูกถายทอดไปยัง อุปกรณ(แสดงผลของ TGT (Turbine Gas Temperature) ที่หองนกั บนิ และ เคร่อื งบันทกึ ประวัตกิ ารทำงาน ภาพที่ 6-9 ชดุ คูค! วบความรอน

89 3. ระบบการวดั อุณภมู ไิ อเสียของเครอื่ งยนต( PT6C-67C ตำแหนงท่ีติดตั้งคูควบความรอนจำนวน 8 ตัว เรียกวา T5 อยูระหวาง gas generator turbine และ power turbine เรียกวา ITT (Inter Turbine Temperature) จะอานคาเฉลี่ยของอุณหภูมิโดยท้ังหมดจะตอ เขาดวยกันแบบขนาน ดังภาพ 6-10 เม่ืออุณหภูมิเพ่ิมสูงข้ึน ศักย(ไฟฟgา (T5 signal) จะถูกสรางขึ้นจากคูควบ ความรอนแบบโครเมล/อะลูเมล แตละตัว เน่ืองจากมีการอานคาเฉลี่ยของอุณหภูมิจากท้ังหมด 8 คูควบความ รอน จึงไมไดเป!นการวดั คาอุณหภูมทิ ปี่ ลายของตวั วดั ทแ่ี ทจริง ภาพท่ี 6-10 ชุดคค!ู วบความรอน คูควบความรอนที่อานคา ณ ตำแหนง T1 ทำหนาท่ีในการแกไขคาในวงจร อุณหภูมิที่แทจริงถูก คำนวณจากคาท่ไี ดจากการทดสอบในเกณฑท( ่ียอมรับได คาตัวประกอบการแกไขจะไดจากการทดสอบหลงั จาก นั้นจะมีการใสไวในหนวยความจำของ DCU คาเฉลี่ยของอุณภูมิท่ีตำแหนง T5 ถูกสงเขาไปที่ EEC เมื่อมีการ ประมวลผล สัญญาณท่ีสองจะถูกสงเขาไปยังระบบการแสดงผลอณุ หภมู ิ ดังภาพ 6-11 ภาพที่ 6-11 หนาจอแสดงผลค!าอณุ หภมู ไิ อเสยี เคร่ืองยนต PT6C-67C

90 4. ระบบการวดั อุณภมู ิไอเสยี ของเครอ่ื งยนต( GE CT7-2E1 ITT (T4.5) คูควบความรอนหน่งึ ชุดประกอบไปดวย 7 คูควบความรอน ระหวางการทำงานปกตจิ ะ อานคาเฉล่ยี ทไี่ ดแลวนำเขาคำนวณใน EECU ภาพที่ 6-12 คูค! วบความรอนและหนาจอแสดงผลค!า ITT

91 ตอนที่ 3 ระบบเครื่องวดั เช้อื เพลิง 6 – 8 ระบบการแสดงอตั ราการไหลของนำ้ มนั เชื้อเพลิง (Fuel Flow Rate Indicating System) ระบบการแสดงอัตราการไหลของน้ำมันเช้ือเพลิง มีไวเพื่อวัดปริมาณการใชน้ำมันเช้ือเพลิงของ เครือ่ งยนต( ประกอบไปดวย หนาป|ดแสดงผล (มีอุปกรณ(แสดงผลสองตัวถามีสองเครอื่ งยนต() มาตรวัดการไหล ของเช้ือเพลิง, เคร่ืองรับสงสัญญาณ รวมกันแลวเป!นสวนหน่ึงของมาตรวัดการไหลของเชื้อเพลิงท่ีติดตั้งใน เครื่องยนต( เครื่องบอกอัตราการไหลของเชื้อเพลิงจะถูกขับโดย Differential Autosyn. เป!นระบบการสงการ วดั อัตราการไหล จาก Sensor ไปยังเครื่องวัดที่ติดต้ังในหองนักบิน โดยอาศัยแมเหล็กไฟฟgากระแสสลับ ๔๐๐ Hz ไปกระตุนสวนหมุน (Rotor) และกระแสไฟ ๓ เฟสใหแกตัว Stator ไปยังเคร่ืองยนตใ( นหนวย ๑๐๐ ปอนด( ตอ ชั่วโมง ตัวเลขสี่ตัว ที่ลบออกในทางตรงขามกบั อุปกรณ(แสดงผล สามารถปรบั ใหอานคาน้ำมันที่เหลือในถัง ได ในหนวยปอนด( มาตรวัดการไหลของเชื้อเพลิง ประกอบไปดวย ชองวัด และ Differential Autosyn แบบ วัดความแตกตาง เมื่อเช้ือเพลิงออกจากถังเช้ือเพลิงหลัก หรือ ทอรวม (Manifold) ไปยังตัวควบคุม น้ำมัน เช้ือเพลิง ผานชองวัด ขับเดือยหมุน เพลาที่หมุนของเดือยตอเขาไปยัง Differential Autosyn เมื่อน้ำมัน เชื้อเพลงิ ไหลเขาไปยงั ชองวัด Differential Autosyn หมุน จะเกดิ การเหนี่ยวนำขนึ้ ที่ Autosyn ทำใหแสดงผล ปรมิ าณการใชน้ำมนั เช้อื เพลิง 6 – 9 อุปกรณแสดงผลการไหลของนำ้ มนั เชอ้ื เพลิง (Fuel Flow Indicator) แสดงผลการไหลของนำ้ มนั เชื้อเพลิงเปน! ปอนด( หรือ กิโลกรัม ตอชว่ั โมงไปยงั หัวฉีดน้ำมันเช้ือเพลงิ เพ่ือ ใชในการแสดงผลขณะทที่ ำการบิน ตรวจสอบสมรรถนะของเครอ่ื งยนต( การควบคุมการบินเพอ่ื ใหไดสมรรถนะ สงู สุด การตรวจสอบการใชน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต(รวมกับเครอ่ื งวดั อืน่ วามีความสมั พนั ธ(กนั ดีหรือไม อีก ท้ังยังเป!นตัวบงบอกความผิดปกติของเคร่ืองยนต(ไดดวย จากภาพ 6-13 แสดงผลกราฟฟ„ก และ ถา PDF และ MFD ตัวใดตัวหนึ่งชำรุดตัวที่เหลือจะสามารถแสดงผลไดอยู the remaining displays ตัวเลข Fuel flow จะแสดงผลทัง้ ในหนา EICAS ของ ระบบ และ เช้ือเพลิง โดยตัว Transducer จะอยูระหวาง FCU และ Flow divider ภาพท่ี 6-13 แสดงผลการไหลของนำ้ มันเชื้อเพลิง ของเครอ่ื งยนต PT6A-34 (ซาย) และเคร่อื งยนต Ariel 2E

92 6 – 10 ระบบแสดงความดนั เชือ้ เพลิง (Fuel Pressure Indicator System) เป!นการอานความดนั ในทอทางของระบบเชื้อเพลงิ อยางตอเนอ่ื ง เปน! ปอนด(ตอตารางน้วิ (psi) จากป|Šม ชวยในถังน้ำมัน ดวยตัวรับสงสัญญาณตัวน้ีจะตอเขาท่ีลิน้ (Valve) ของทอรวม ทอเช้ือเพลิงทุกทอเช่ือมตอเขา ที่ดานบนของตัวสงสัญญาณไฟฟgา เพ่ือที่จะสงเช้ือเพลิงไปยังเครื่องยนต(ผานทอควบคุม น้ำมันเช้ือเพลิง ใช ไฟฟาg กระแสตรงหรอื กระแสสลับ 24-28 V แลวแตแบบของอากาศยาน 6 – 11 อุปกรณแสดงผลความดันเชื้อเพลิงดานเขา (Fuel Inlet Pressure Indicator) บอยคร้ังท่ีระบบเชื้อเพลิงไดทำการติดตั้งอุปกรณ(ท่ีชวยในการสังเกตความดันดานเขาของน้ำมัน เชื้อเพลิง ดังภาพท่ี 6-14 ในกรณีท่ี ทำการบินน้ำมันเช้ือเพลิงเกิดหยุดไหล ตองรูจุดที่เกิดป|ญหาอยางรวดเร็ว การแกไขป|ญหาท่ีเกิดข้ึนตองกระทำอยางรวดเร็ว นอกจากนี้ความดันเชื้อเพลิงดานเขาสามารถบงชี้วาเกิด ฟองอากาศข้ึนท่ีป|Šมเช้ือเพลิงหรือไม แลวยังสามารถแสดงผลไดวาระบบเชื้อเพลิงสามารถทำงานไดตามปกติ หรือไมขณะทที่ ำการเดนิ เคร่ืองยนต(เพ่ือตรวจสอบที่พ้นื ภาพที่ 6-14 อุปกรณแสดงผลความดันเชือ้ เพลิง ตอนท่ี 3 ระบบเครื่องวดั น้ำมนั หล$อลื่น 6 – 12 ระบบแสดงความดันนำ้ มันหล$อล่ืน (Engine Oil Pressure Indicating System) ระบบแสดงความดันน้ำมันหลอลื่นนี้จะทำการแสดงผลความดันของปŠ|มน้ำมันหลอล่ืนท่ีหนาป|ดใน หนวยของปอนด(ตอตารางน้ิว โดยการติดตั้งตัวรับสงสัญญาณไฟฟgา (Electrical Transmitter) ที่สวนทางเขา อากาศของเคร่อื งยนต( ตัวรับสงสญั ญาณตอเขากบั ระบบไฟฟgากระแสสลบั 28 V และตอทอเอาความดันจากตัว เรือนของตัวกรองนำ้ มนั หลอล่ืน