مقدمه
کمپانکست – نياز براي آزمایش یا تست موتور از آنجا به وجود مي‌آيد که به يک يا چند مشخصه‌ی يک موتور مورد تحقيق نياز می‌شود. نقش فرآيند اندازه‌گيری، انتقال اين اطلاعات از موتور به کاربر است.
در هر فرآيند کاملی از طراحی و ساخت يک محصول از جمله يک موتور توربوجت (Turbojet) یا توربوفن (Turbofan)، تست به عنوان يکی از بخش‌های اساسی فرآيند توسعه محصول شناخته می‌شود.
اصولاً پس از ساخته شدن يک موتور و همچنين پس از تعمير اساسی آن، موتور را در محيطی به نام تست سل (Test Cell) تحت يک فرآيندِ از پيش تعريف‌شده و با استفاده از يک سری تجهيزات ويژه مورد آزمايش قرار میدهند تا از عملکرد مناسب آن اطمينان يابند.
یک تست سل بسته موتور جت (Jet Engine Indoor Test Cell)
هدف از آزمايش عملکرد، شناخت تمامی پارامترهای اجزای موتور در شرايط طراحی و خارج از طراحی موتور می‌باشد. انجام موفق آزمايشها و گردآوری اطلاعات درست و سپس پردازش و تحليل آن‌ها، می‌تواند در مراحل طراحی، بهينه‌سازی، عيب‌يابی اين گونه موتورها بسيار مفيد و موثر می‌باشد. در واقع داده‌های آزمايش مطمئن‌ترين بازخورد برای گروه‌های طراحی می‌باشد.
امروزه حتی با توسعه دانش محاسباتی و شبيه‌سای‌های عددی و توانايي غير قابل انکار آن در شبيه‌سازی شرايط واقعی با حداقل هزينه، هنوز هم در مراحل مختلف جهت کسب اطمينان از صحت عملکرد موتور، تست در شرايط گوناگون کاری و واقعي صورت می‌گيرد. آزمايش بعد از ساخت هر وسيله، يکي از راه‌های ارزيابی انطباق وسيله ساخته شده با مشخصات فنی است که در ابتدای فرآيند 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 فضاي باز روی پايه‌ی تراست (Thrust Stand) نصب شده و فرآيند تست بر روي آن انجام می‌شود. در تست سل بسته، بستر تست درون يک فضای بسته جای می‌گيرد و آزمايش بر روی موتور درون يک فضای محصور صورت می‌گيرد.
نمونه‌ای از تست سل بسته موتور توربوجت/توربوفن با ورودی عمودی و خروجی عمودی
هزينه‌ی ساخت تست سل‌های باز در مقايسه با تست سل‌های بسته پايين‌تر بوده و اندازه‌گیری تراست (نیروی پیشران) در اين نوع تست سل‌ها نيز دقيق‌تر صورت می‌گيرد. البته شرايط آب و هوايی حاکم بر محيط تست، بسيار بر روي نتايج تست به ويژه اندازه‌گيري تراست تأثيرگذار است.
تست سل‌های باز در کنار محاسن خود، معايبی نيز دارند که باعث می‌گردد تنها در مواردی خاص مورد استفاده قرار گيرند. اين معايب عبارت‌اند از:
- ايجاد آلودگی صوتی توسط موتور در محيط پيرامون محل تست و عدم توانايی ميرا کردن صدای توليد شده؛
- تغيير شرايط آب و هوايی محيط تست ( به ويژه وزش باد) به طور مستقيم بر روی کارايی موتور در طی فرآيند تست که ممکن است چندين ساعت طول بکشد، تأثير منفی گذاشته و باعث مي‌شود تا عملکرد موتور به دقت اندازه‌گيری نشود؛
- امکان مکش اجسام خارجی به داخل موتور بالا بوده و حفاظت از موتور سخت مي‌باشد؛
- حفظ ايمني محيط پيرامون محل تست و کنترل موتور در طي فرآيند تست مشکل است؛
- مطلوبيت آن کمتر است.
به طور کلّی، عمده‌ترين عاملی که استفاده از تست سل باز را محدود مي‌کند، بستگی شديد نتايج تست موتور در اين نوع تست سل به شرايط محيطی حاکم بر محيط تست سل از جمله ميزان و جهت وزش باد، ميزان رطوبت محيط و بارش‌های محلّی می‌باشد و همين عامل باعث می‌شود تا نتايج تست موتور قابل اطمينان نبوده و قابليت تکراپذيری نداشته باشد و نتايج تست موتور بی‌اعتبار گردند.
در نتيجه، تست موتور را، جز در مواردي خاص، معمولاً در تست سل‌های بسته انجام میدهند. در تست سل‌های بسته، تست موتور در محيطی کاملاً بسته و محصور انجام می‌گيرد.
يکی از برجسته‌ترين ويژگی‌های تست سل‌های بسته در مقايسه با تست سل‌های باز، فراهم نمودن شرايطی جهت تست موتور در حالتی پايدار، ايمن و تکرارپذير می‌باشد. بدين منظور، اين نوع تست سل به عنوان رایج‌ترين نوع تست سل به شمار می‌رود.
فرآیندهای تست موتور
از آغاز فرآيند طراحی و ساخت اوليه‌‌ی موتور جت تا مرحله‌‌ی پايانی، که توليد انبوه و نصب آن روی هواپيما می‌باشد، فرآيند تست موتور گام به گام توسط سازندگان موتور انجام می‌گيرد.
به طور کلّی، چند نوع دسته‌‌بندی در رابطه با تستهای انجام گرفته بر روي موتورهای جت وجود دارد. در دسته‌‌بندی نخست، تستهای انجام گرفته بر روی موتورهای جت را می‌توان به دو بخش زير تقسيم کرد:
- تستهای مخرب
- تستهای غير مخرب
در دسته‌‌بندی ديگر، اين تست‌‌ها را می‌توان به دو بخش زير تقسيم کرد:
- تست ماژول یا اجزاي موتور (ورودی، کمپرسور، محفظه احتراق، توربین و نازل)
- تست کل موتور
تست سل بسته موتور توربوفن
در تست کل موتور نيز می‌توان آزمايشها را به سه دسته‌‌ی زير بخش کرد:
- تست‌‌هاي مربوط به مرحله‌‌ی طراحی موتور (تستهای ابتدایی، تستهای گواهي پذيرش (تأييدی)، تستهای توانايی ، تستهای رفع عيب)
- تستهای مربوط به مرحله‌‌ي مونتاژ و تعميرات موتور (تست اوليه، تست عملکرد، تست گذرا، تست عمر، تستهای متفرقه)
- تستهای پيش از پرواز
قابلیت‌های تست سل
برجسته‌ترين قابليت تست سل، آزمايش موتور و ارزيابي عملكرد آن از طريق اندازه‌گیری پارامترهای عملكردی موتور است. پارامترهای اصلی كه معمولاً در طی تست های عملكردی موتور در تست سل اندازه‌گیری مي‌شوند عبارت‌اند از:
- تراست موتور
- مصرف سوخت ويژه‌ی موتور
- دور موتور
- دبي جريان هوای ورودی و خروجی موتور
- فشار، دما و دبی سوخت موتور
- فشارها و دماهای جريان هوا در بخش‌های گوناگون موتور
- دما و فشار محيط تست سل
- دبی جريان هوای ورودي محيط تست سل
- ارتعاشات موتور
جمع‌بندی
انجام تستهای موتور بسيار گران است، به گونه‌ای که تست سل‌های واقعی، داراي تأسيسات بسيار پيچيده و پرهزينه هستند. به همين خاطر است که معمولاً کاربران و سازندگان موتور داراي چنين تست سل‌هایی هستند.
امروزه اهميت فرآيند تست موتور در به دست آوردن عملکرد و راندمان موتور سبب شده است که تست سل‌ها تبديل به يک جزء جدایی‌ناپذير در صنعت موتورسازی در دنيا شوند.
در ادامه بخوانید:
همچنین بخوانید:
