مطالعه پارامترهای عملکردی موتور پرخورانی شده هوایی در ارتفاع با استفاده از مدل یک ‌بعدی

Abstract

مدل­سازی یک بعدی موتورهای پیستونی هوایی، یکی از روش های مطالعه رفتار و عملکرد آنها در شرایط محیطی مختلف می­باشد. در این تحقیق به موضوع مدل­سازی یک بعدی موتور روتکس 914 به­عنوان یک موتور توربوشارژدار بنزینی هوایی و نیز پیش­بینی رفتار آن در ارتفاعات مختلف پرداخته می­شود. برای این منظور مدل یک بعدی کلیه اجزاء موتور همچون؛ فیلتر هوا، کاربراتور، منیفولد هوا، سوپاپ­های ورودی و خروجی، سیلندر و پیستون، میل‌لنگ، منیفولد دود و توربوشارژر در نرم­افزار GT-Power ایجاد می­شود. سپس با اعتبارسنجی مدل با داده­های ارائه­شده توسط شرکت سازنده و حصول اطمینان از دقت مناسب مدل، به مطالعه پارامترهای عملکردی مهم موتور و خطوط عملکردی توربوشارژر تا ارتفاع 30 هزارپایی از جنبه­های مختلف پروازی پرداخته می­شود. با مطالعه انجام شده مشاهده شد که تا ارتفاع 18 هزارپایی، توربوشارژر مانع از افت شدید پارامترهای عملکردی موتور می­شود و از آن به بعد به دلیل رسیدن کمپرسور به ناحیه سرعت بیشینه، شارژ هوای مورد نیاز و جلوگیری از افت عملکرد شدید موتور امکان­پذیر نیست. همچنین با مطالعه اثر تغییرات دمای محیط بر عملکرد موتور مشاهده شد که افزایش 40 درجه­ای دمای محیط، سبب افت 10 درصدی توان ترمزی و در نتیجه آن افت عملکرد پرنده در هنگام اوج­گیری خواهد شد. تاثیرگذاری تغییرات دمای محیط و ارتفاع بر عملکرد موتور، متفاوت است به صورتی­که تا رسیدن موتور به ناحیه سرعت بیشینه کمپرسور، اثر گذاری تغییرات دمای محیط محسوس­تر بوده و پس از آن، فاکتور ارتفاع مهمتر از دمای محیط خواهد بود.