تست سل موتور جت چیست؟

مقدمه

کمپانکست – نیاز برای آزمایش یا تست موتور از آنجا به وجود می‌آید که به یک یا چند مشخصه‌ی یک موتور مورد تحقیق نیاز می‌شود. نقش فرآیند اندازه‌گیری، انتقال این اطلاعات از موتور به کاربر است.

در هر فرآیند کاملی از طراحی و ساخت یک محصول از جمله یک موتور توربوجت (Turbojet) یا توربوفن (Turbofan)، تست به عنوان یکی از بخش‌های اساسی فرآیند توسعه محصول شناخته می‌شود.

اصولاً پس از ساخته شدن یک موتور و همچنین پس از تعمیر اساسی آن، موتور را در محیطی به نام تست سل (Test Cell) تحت یک فرآیندِ از پیش تعریف‌شده و با استفاده از یک سری تجهیزات ویژه مورد آزمایش قرار میدهند تا از عملکرد مناسب آن اطمینان یابند.

یک تست سل بسته موتور جت (Jet Engine Indoor Test Cell)

یک تست سل بسته موتور جت (Jet Engine Indoor Test Cell)

هدف از آزمایش عملکرد، شناخت تمامی پارامترهای اجزای موتور در شرایط طراحی و خارج از طراحی موتور می‌باشد. انجام موفق آزمایش‌ها و گردآوری اطلاعات درست و سپس پردازش و تحلیل آن‌ها، می‌تواند در مراحل طراحی، بهینه‌سازی، عیب‌یابی این گونه موتورها بسیار مفید و موثر می‌باشد. در واقع داده‌های آزمایش مطمئن‌ترین بازخورد برای گروه‌های طراحی می‌باشد.

امروزه حتی با توسعه دانش محاسباتی و شبیه‌سای‌های عددی و توانایی غیر قابل انکار آن در شبیه‌سازی شرایط واقعی با حداقل هزینه، هنوز هم در مراحل مختلف جهت کسب اطمینان از صحت عملکرد موتور، تست در شرایط گوناگون کاری و واقعی صورت می‌گیرد. آزمایش بعد از ساخت هر وسیله، یکی از راه‌های ارزیابی انطباق وسیله ساخته شده با مشخصات فنی است که در ابتدای فرآیند توسعه مورد نظر قرار داشته است.

انواع تست سل

به طور کلی دو نوع تست سل وجود دارد.

  • تست سل باز (Outdoor Test Cell)
  • تست سل بسته (Indoor Test Cell)

در تست سل‌های باز موتور در فضای باز روی پایه‌ی تراست (Thrust Stand) نصب شده و فرآیند تست بر روی آن انجام می‌شود. در تست سل بسته، بستر تست درون یک فضای بسته جای می‌گیرد و آزمایش بر روی موتور درون یک فضای محصور صورت می‌گیرد.

نمونه‌ای از تست سل بسته موتور توربوجت/توربوفن با ورودی عمودی و خروجی عمودی

نمونه‌ای از تست سل بسته موتور توربوجت/توربوفن با ورودی عمودی و خروجی عمودی

هزینه‌ی ساخت تست سل‌های باز در مقایسه با تست سل‌های بسته پایین‌تر بوده و اندازه‌گیری تراست (نیروی پیشران) در این نوع تست سل‌ها نیز دقیق‌تر صورت می‌گیرد. البته شرایط آب و هوایی حاکم بر محیط تست، بسیار بر روی نتایج تست به ویژه اندازه‌گیری تراست تأثیرگذار است.

تست سل‌های باز در کنار محاسن خود، معایبی نیز دارند که باعث می‌گردد تنها در مواردی خاص مورد استفاده قرار گیرند. این معایب عبارت‌اند از:

  • ایجاد آلودگی صوتی توسط موتور در محیط پیرامون محل تست و عدم توانایی میرا کردن صدای تولید شده؛
  • تغییر شرایط آب و هوایی محیط تست ( به ویژه وزش باد) به طور مستقیم بر روی کارایی موتور در طی فرآیند تست که ممکن است چندین ساعت طول بکشد، تأثیر منفی گذاشته و باعث می‌شود تا عملکرد موتور به دقت اندازه‌گیری نشود؛
  • امکان مکش اجسام خارجی به داخل موتور بالا بوده و حفاظت از موتور سخت می‌باشد؛
  • حفظ ایمنی محیط پیرامون محل تست و کنترل موتور در طی فرآیند تست مشکل است؛
  • مطلوبیت آن کمتر است.

به طور کلّی، عمده‌ترین عاملی که استفاده از تست سل باز را محدود می‌کند، بستگی شدید نتایج تست موتور در این نوع تست سل به شرایط محیطی حاکم بر محیط تست سل از جمله میزان و جهت وزش باد، میزان رطوبت محیط و بارش‌های محلّی می‌باشد و همین عامل باعث می‌شود تا نتایج تست موتور قابل اطمینان نبوده و قابلیت تکراپذیری نداشته باشد و نتایج تست موتور بی‌اعتبار گردند.

در نتیجه، تست موتور را، جز در مواردی خاص، معمولاً در تست سل‌های بسته انجام می‌دهند. در تست سل‌های بسته، تست موتور در محیطی کاملاً بسته و محصور انجام می‌گیرد.

یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های تست سل‌های بسته در مقایسه با تست سل‌های باز، فراهم نمودن شرایطی جهت تست موتور در حالتی پایدار، ایمن و تکرارپذیر می‌باشد. بدین منظور، این نوع تست سل به عنوان رایج‌ترین نوع تست سل به شمار می‌رود.

فرآیندهای تست موتور

از آغاز فرآیند طراحی و ساخت اولیه‌‌ی موتور جت تا مرحله‌‌ی پایانی، که تولید انبوه و نصب آن روی هواپیما می‌باشد، فرآیند تست موتور گام به گام توسط سازندگان موتور انجام می‌گیرد.

به طور کلّی، چند نوع دسته‌‌بندی در رابطه با تست‌‌های انجام گرفته بر روی موتورهای جت وجود دارد. در دسته‌‌بندی نخست، تست‌‌های انجام گرفته بر روی موتورهای جت را می‌توان به دو بخش زیر تقسیم کرد:

  • تست‌‌های مخرب
  • تست‌‌های غیر مخرب

در دسته‌‌بندی دیگر، این تست‌‌ها را می‌توان به دو بخش زیر تقسیم کرد:

  • تست ماژول یا اجزای موتور (ورودی، کمپرسور، محفظه احتراق، توربین و نازل)
  • تست کل موتور
تست سل بسته موتور توربوفن

تست سل بسته موتور توربوفن

در تست کل موتور نیز می‌توان آزمایش‌‌ها را به سه دسته‌‌ی زیر بخش کرد:

  • تست‌‌های مربوط به مرحله‌‌ی طراحی موتور (تست‌های ابتدایی، تست‌های گواهی پذیرش (تأییدی)، تست‌های توانایی ، تست‌های رفع عیب)
  • تست‌‌های مربوط به مرحله‌‌ی مونتاژ و تعمیرات موتور (تست اولیه، تست عملکرد، تست گذرا، تست عمر، تست‌های متفرقه)
  • تست‌های پیش از پرواز

قابلیت‌های تست سل

برجسته‌ترین قابلیت تست سل، آزمایش موتور و ارزیابی عملکرد آن از طریق اندازه‌گیری پارامترهای عملکردی موتور است. پارامترهای اصلی که معمولاً در طی تست های عملکردی موتور در تست سل اندازه‌گیری می‌شوند عبارت‌اند از:

  • تراست موتور
  • مصرف سوخت ویژه‌ی موتور
  • دور موتور
  • دبی جریان هوای ورودی و خروجی موتور
  • فشار، دما و دبی سوخت موتور
  • فشارها و دماهای جریان هوا در بخش‌های گوناگون موتور
  • دما و فشار محیط تست سل
  • دبی جریان هوای ورودی محیط تست سل
  • ارتعاشات موتور

جمع‌بندی

انجام تست‌های موتور بسیار گران است، به گونه‌ای که تست سل‌های واقعی، دارای تأسیسات بسیار پیچیده و پرهزینه هستند. به همین خاطر است که معمولاً کاربران و سازندگان موتور دارای چنین تست سل‌هایی هستند.

امروزه اهمیت فرآیند تست موتور در به دست آوردن عملکرد و راندمان موتور سبب شده است که تست سل‌ها تبدیل به یک جزء جدایی‌ناپذیر در صنعت موتورسازی در دنیا شوند.




دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *