هدف اصلی سیستم پیشرانش هواپیماها، ایجاد نیرویی رو به جلو است که منجر به حرکت اینگونه از وسایل شود. به نیروی ایجاد شده، «تراست» (Thrust) گفته‌ می‌شود. مبنای کاری هواپیماهای مبتنی بر جت و مدل‌های پره‌ای، همین مفهوم است. نیروی تراست در چنین وسایلی با شتاب دادن به هوا ایجاد می‌شود. این نیرو به طور مستقیم با اختلاف سرعت هوای ورودی به موتور و خروجی از آن ارتباط دارد.

هواپیماهای پره‌ای حجم زیادی از هوا را به اندازه کمی سرعت می‌دهند. این در حالی است که در جت‌ها حجم اندکی از هوا به میزان زیادی شتاب می‌گیرد. نیروی وارد شده به سیستم، که ناشی از این تغییر سرعت است را می‌توان با استفاده از قانون دوم نیوتن توضیح داد.

بنابراین موتورهای جت به نحوی طراحی می‌شوند که به ازای نرخ مشخصی از جریان هوا بیشترین شتاب ممکن را ایجاد کنند. از نظر نیروی ایجاد شده، موتورهای مبتنی بر توربین گاز نسبت به نوع پیستونی، بسیار قوی‌تر هستند.

یک موتور جت مبتنی بر توربین گاز به سیستمی گفته می‌شود که در آن، از هوا به عنوان سیال کاری بهره می‌گیرند. به منظور دست‌یابی به نیروی تراست مد‌نظر، هوای ورودی به موتور باید شتاب گرفته و یا به بیانی دیگر انرژی جنبشی آن بایستی افزایش یابد.

مراحل کاری موتور جت مبتنی بر توربین گاز به ترتیب زیر هستند:

1. کمپرسور فشار هوای ورودی را افزایش می‌دهد.
2. سوخت توسط محفظه احتراق به درون هوای ورودی پاشیده شده و با استفاده از احتراق، هوا را داغ می‌کند. در مدت زمان فرآیند احتراق، فشار تقریباً ثابت خواهد ماند؛ بنابراین با زیاد شدن دمای هوا، این سیال حجم بیشتری را اشغال خواهد کرد.
3. توربین، انرژی ذخیره شده در هوای داغ را به کار مکانیکی تبدیل خواهد کرد. این انرژی، نیروی مورد نیاز به منظور چرخش محور کمپرسور را فراهم می‌کند.
4. نازل، هوای ورودی را شتاب و سرعت آن را افزایش می‌دهد.

در ادامه هر یک از مراحل معرفی شده در بالا بررسی خواهد شد.

کمپرسور

در موتورهای توربینی، هوا در کمپرسور و به دو صورت عمده فشرده می‌شود. این فرآیند در بعضی از کمپرسورها به شکل محوری و در بعضی دیگر به صورت گریز از مرکز رخ می‌دهد. در هر دو نوع کمپرسور مورد اشاره انرژی چرخشی لازم، از طریق توربین تامین می‌شود. شایان ذکر است که معمولا در این سیستم‌ها کمپرسور و توربین روی یک محور قرار گرفته‌اند.

کمپرسورهای گریز از مرکز معمولا از پره به عنوان شتابدهنده هوا و هم‌چنین از دیفیوزر به منظور بالا بردن فشار آن استفاده می‌کنند. در این نوع از کمپرسورها، هوا به صورت شعاعی (در زاویه 90 درجه نسبت به جهت پرواز) از کمپرسور خارج می‌شود.

در کمپرسورهای محوری از مجموعه‌ای پره روی یک محور به منظور شتاب دادن هوا استفاده می‌شود. در این کمپرسورها با استفاده از ورقه‌های ثابتی (استاتور) فشار هوای ورودی افزایش می‌یابد.

توجه داشته‌ باشید که میزان فشردگی حاصل شده در یک کمپرسور گریز از مرکز، بسیار بیشتر از نوع محوری آن است. این بیان به این معنا است که به منظور افزایش فشار به یک میزان مشخص، به کمپرسوری چند مرحله‌ای از نوع محوری نیازمند هستیم و این در حالی است که احتمال دارد همان میزان افزایش فشار تنها در یک مرحله در یک کمپرسور گریز از مرکز انجام شود.

طراحی موتوری که مبتنی بر کمپرسور گریز از مرکز باشد، به نسبت موتوری که در آن از کمپرسور محوری استفاده شده باشد، به سطح ورودی بیشتری نیازمند است. این اختلاف سطح مقطع ورودی به این دلیل است که در کمپرسور محوری، جریان پس از فشرده شدن بایستی دوباره به سمت محفظه احتراق هدایت شود؛ هم‌چنین خود کمپرسور محوری نیز از حجم بیشتری برخوردار است. بنابراین موتوری که در آن از کمپرسور گریز از مرکز استفاده شده به نسبت کمپرسورهای محوری از نظر ظاهر، چاق‌تر و هم‌چنین کوتاه‌ تر به نظر می‌رسد.

محفظه احتراق

وظیفه محفظه احتراق در یک موتور، سوزاندن مقدار زیادی سوخت است. این سوخت به همراه هوایی می‌سوزد که از کمپرسور خارج شده. سوخت مد نظر نیز توسط نازل‌هایی که در محفظه قرار گرفته‌اند، درون هوای فشرده شده اسپری می‌شود. این عمل در حالت ایده‌آل با کمترین افت فشار ممکن و بیشترین انتقال حرارت انجام می‌شود.

میزان سوخت اضافه شده به هوای فشرده شده، به دمایی وابسته است که می‌خواهیم به آن دست یابیم. با این حال با توجه به محدودیت ساخت، بیشترین دمایی که می‌توان به آن رسید بین 850 تا 1700 درجه سانتی‌گراد است. توجه داشته باشید که قبل از ورود هوا به محفظه احتراق دمای هوا به میزان 650 تا 1150 درجه افزایش یافته است.

دمای گاز پس از احتراق به عددی معادل 1800 تا 2000 درجه سانتی‌گراد خواهد رسید. قریب به 60 درصد از حجم هوای ورودی، در احتراق شرکت نخواهد کرد و مستقیم به سمت مشعل حرکت خواهد کرد. مابقی هوایی که در احتراق شرکت نکرده کار خنک کردن دیواره نازل را انجام می‌دهد.

در حالت کلی سه نوع اصلی محفظه احتراق وجود دارد.

• محفظه احتراق چند بخشی
• حلقوی شکل (Annular)
• حلقوی شکل با اتاقک جدا (Can Annular)

محفظه احتراق چند بخشی

این نوع از محفظه احتراق در کمپرسورهای گریز از مرکز و مدل‌های اولیه کمپرسورهای محوری استفاده می‌شود. احتراق چند‌بخشی، الهام گرفته از محفظه احتراق Whittle است. اتاقک‌ها مطابق شکل به صورت شعاعی و دور تا دور موتور قرار گرفته‌اند، هم‌چنین هوایی که از سمت کمپرسور می‌آید مستقیما به درون آن‌ها هدایت می‌شود. هر اتاقک شامل یک مشعل است که هوای ورودی از کمپرسور، اطراف آن قرار می‌گیرد. تمامی این مشعل‌ها نیز با هم ارتباط دارند. این ویژگی به اتاقک‌ها کمک می‌کند تا در یک فشار کاری یکسان، فعالیت کنند و هم‌چنین امکان پخش مشعل اطراف موتور وجود داشته‌ باشد.

محفظه حلقوی شکل با اتاقک جدا

این نوع از محفظه احتراق در واقع پلی میان نوع چند‌بخشی و حلقوی است. در این مدل تعدادی مشعل احتراق، به صورت حلقوی و در معرض هوا قرار داده می‌شوند. هم‌چنین جریان هوا همانند مدلی است که در بخش قبل به آن اشاره شد. این ترتیب قرار‌گیری مشعل‌ها، به نگه‌داری و تعمیرات و هم‌چنین کم‌حجم‌تر کردن موتور مذکور کمک می‌کند.

محفظه حلقوی

این نوع از محفظه احتراق شامل فقط یک مشعل است که به صورت حلقوی (همانند مدل قبلی) در معرض جریان هوای ورودی قرار می‌گیرد. مهم‎‌ترین مزیت در این مدل از محفظه احتراق این است که با فرض یک توان خروجی ثابت، فقط 75 درصد از قطر مدل قبلی نیاز و درنتیجه این مدل از وزن و قیمت کم‌تری برخوردار است.

توربین

وظیفه توربین در یک موتور جت، تولید نیرو به منظور به حرکت در آوردن کمپرسور و دیگر اجزای آن است. این کار با  گرفتن انرژی از گاز داغ انجام می‌شود، به نحوی که نهایتا دما و فشار آن افت خواهد کرد. دمای گازی که در معرض توربین قرار می‌گیرد، بین 850 تا 1700 درجه است، که از دمای ذوب موادی که با تکنولوژی کنونی ساخته می‌شوند، فاصله دارد.

به منظور ایجاد گشتاور مورد نیاز کمپرسور و دیگر اجزا موتور، چندین مرحله افت فشار و دما در توربین اتفاق می‌افتد. تعداد این مراحل به توان مد نظر، سرعت دورانی توربین و قطر آن وابسته است.

از نظر تئوری، هرچه دمای ورودی به توربین بیشتر باشد، راندمان موتور افزایش می‌یابد. اما در عمل به دلیل محدودیت در مواد استفاده شده در ساخت توربین، این مهم امکان‌پذیر نیست و یک حد بالایی از دمای ورودی به توربین قابل تعریف است. در حقیقت دمای توربین تا مقداری افزایش خواهد یافت که قطعات آن به شدت داغ و سرخ خواهند شد. در این حالت مواد انتخاب شده بایستی این قدرت را داشته‌ باشند تا بتوانند گشتاور و نیروی مد نظر را بدون ذوب شدن، انتقال دهند.

سوراخ‌های کوچکی در پره‌های توربین تعبیه شده که با جریان یافتن هوا میان آن‌ها سبب خنک شدنش می‌شوند.

نازل خروجی

موتور‌های مبتنی بر توربین گاز که در هواپیماها استفاده می‌شوند، از سیستمی تحت عنوان «اگزاست» (Exhaust) بهره می‌برند که وظیفه آن تخلیه گاز داغ به درون اتمسفر است. با بهره‌گیری از این سیستم، گاز خروجی سرعت خواهد گرفت، بنابراین امکان دستیابی به تراست مد نظر وجود خواهد داشت. طراحی اگزاست می‌تواند تاثیر به‌سزایی در کارکرد توربین گاز داشته‌ باشد. عملکرد این سیستم به دمای گاز ورودی، نرخ جرمی جریان، فشار و دمای گاز خروجی مد نظر طراحی وابسته است.

وظیفه اصلی اگزاست، جلوگیری از هدایت حرارتی به بقیه اجزاء موتور و هم‌چنین تنظیم سطح مقطع مناسب برای گاز خروجی است. اضافه کردن برخی ویژگی‌ها هم‌چون «معکوس‌کننده تراست» (به منظور کاهش سرعت هواپیما هنگام فرود آمدن)، دمپر صدا و یا سطح مقطع متغیر، طراحی این سیستم را پیچیده‌تر خواهد کرد.

پس‌سوز

علاوه بر اجزا استفاده شده در توربین گاز، از جزء دیگری نیز به منظور افزایش تراست خروجی استفاده می‌شود. پس‌سوز (بازگرمایش)، سیستمی است که به منظور افزایش نیروی تراست در مواقع معینی استفاده می‌شود، از جمله این مواقع می‌توان به هنگامی که هواپیما در حال بلند شدن و یا مشغول مانورهای جنگی است اشاره کرد.

از نظر مهندسی، تعبیه سیستم پس‌سوز در یک موتور، منجر به مصرف سوخت بسیار بیشتری نسبت به حالت عادی خواهد شد؛ بنابراین از این سیستم فقط در زمانی استفاده می‌شود که مسئله سوخت در موتورها اهمیت کمتری داشته باشد.

همزمان با رونمایی اینتل از پردازنده های جدید ویژه لپ تاپ ها، انویدیا هم از معرفی کارت های گرافیک سری RTX Super برای لپ تاپ ها خبر داده است. در کنار آن شرکت های لنوو، ریزر، ام اس آی، گیگابایت، ایسوس و ایسر از لپ تاپ های عمدتاً گیمینگ جدید خود مبتنی بر این چیپ ها رونمایی کرده اند.

لنوو

لنوو دو لپتاپ گیمینگ Legion 7i و Legion 5i را معرفی کرده است. هر دو مدل از پردازنده های نسل دهم اینتل سری Core H بهره می برند که تا 8 هسته پردازشی دارند. لنوو Legion 7i به کارت گرافیک سری جی فورس RTX Super با طراحی Max-Q مجهز شده اما مدل Legion 5i با کارت گرافیک ضعیف تر RTX 2060 روانه بازار می شود. هر دو این لپ تاپ ها از فناوری G-Sync انویدیا هم پشتیبانی می کنند تا در بازی ها تجربه ای روان تر و بدون پارگی را داشته باشید.

نمایشگر هر دو مدل 15 اینچی است و لنوو هنوز جزئیات چندانی از مشخصات دیگر این دو محصول را اعلام نکرده است. لنوو Legion 7i با قیمت پایه 1200 دلار به فروش می رسد و برای خرید مدل Legion 5i هم باید حداقل 1000 دلار کنار بگذارید. انتظار می رود این دو مدل بهار سال جاری روانه بازار شوند.

ریزر

لپ تاپ ریزر بلید 15 هم از پردازنده های نسل دهم جدید اینتل از سری Core H با 8 هسته پردازشی بهره می برد که به گفته این کمپانی می توانند به سرعت 5.1 گیگاهرتز برسند. رم در نظر گرفته شده برای این مدل از نوع DDR4 است و ریزر بلید 15 از وای فای 6 با حداکثر سرعت 2.4 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند.

کارت گرافیک شامل مدل هایی از جمله سری RTX 2080 با 8 گیگابایت حافظه گرافیکی GDDR6 می شود. برای نمایشگر هم می توانید بین مدل 4K غیر لمسی با نرخ رفرش 144 هرتز یا fHD با نرخ رفرش 300 هرتز یا مدل 4K لمسی انتخاب کنید. حافظه داخلی بین 256 تا یک ترابایت متغیر است و امکان انتخاب رم از 16 تا 64 گیگابایت وجود دارد.

شکی نیست که بلید 15 هم از کیبورد کروما مشهور ریزر بهره می برد. قیمت این لپ تاپ بسته به پیکربندی از 1600 تا 2300 دلار برای مدل پایه تا بین 2600 تا 3300 دلار در مدل پیشرفته متغیر است.

ام اس آی

این کمپانی از مشخصات و قیمت سه مدل لپ تاپ GS66 Stealth (تصویر بالا)، GE66 Raider و Creator 17 مجهز به پردازنده های جدید اینتل خبر داده است. البته همه این مدل های قبلا در رویداد CES معرفی شده بودند.

برای دو مدل گیمینگ (GS66 Stealth و GE66 Raider) پردازنده هایی از جمله Core i9-10980HK در نظر گرفته شده و مدل Creator 17 از پردازنده Core i7-10875H بهره مند است. هر سه، در مدل هایی با کارت گرافیک جی فورس RTX 2080 Super Max-Q روانه بازار می شوند.

به گفته ام اس آی دو مدل گیمینگ می توانند برای کاربرانی مناسب باشند که از لپ تاپ برای کارهای تجاری معمول استفاده می کنند و در عین حال گاهی هم به دنبال بازی کردن هستند. نور پردازی بخش جلویی این مدل ها هم قابلیت شخصی سازی تا 16 میلیون رنگ را دارند. ظرفیت باتری این هر دو 99.9 وات ساعتی است.

مدل Creator 17 برای تولید کنندگان محتوای حرفه ای طراحی شده و اولین لپ تاپ بهره مند از نمایشگر مینی LED است. این نمایشگرها تعداد بیشتری از پیکسل ها را در خود جای می دهند و می توان مقدار روشنایی آنها را با دقت بیشتری تنظیم کرد.

نمایشگر Creator 17 رزولوشن 3840 در 2160 پیکسلی دارد و حداکثر روشنایی آن به 1000 نیت می رسد.

مدل GS66 Stealth با قیمت پایه 1600 دلار به فروش می رسد. GE66 Raider و Creator 17 هر دو قیمت پایه 1800 دلاری دارند. هر سه مدل از 27 فروردین ماه روانه بازار می شوند.

گیگابایت

گیگابایت از سه مدل لپتاپ های گیمینگ Aorus 17G ،Aorus 15G و Aorus 17X رونمایی کرده است. برای هر سه مدل می توانید از بین پردازنده های Core i7-10875H یا Core i9-10980HK انتخاب کنید. برای کارت گرافیک هم امکان انتخاب مدل های مجهز به جی فورس RTX 2080 Super Max-Q را دارید.

تمامی این مدل ها به کیبوردهای مکانیکی با کلیدهای ساخت شرکت Omron مجهز شده اند و نمایشگرهای با نرخ رفرش 240 هرتز دارند.مدل 17X (تصویر بالا) ظاهر بزرگتری دارد در حالی که دو مدل دیگر کمی ظریف تر به نظر می رسند.

قیمت پایه 15G از 1700 دلار آغاز می شود و برای پایین ترین مدل 17G باید 100 دلار بیشتر هزینه کنید. مدل رده بالای 17X هم قیمت پایه 2400 دلاری دارد. تمامی این مدل ها از 27 فروردین به بازار عرضه می شوند.

گیگابایت همچنین لپتاپ های سری آئرو (15 و 17 اینچی) خود را با کارت گرافیک های جدید انویدیا و پردازنده های تازه از راه رسیده اینتل به روز کرده است. برای هر دو مدل امکان انتخاب کارت گرافیک های انویدیا جی فورس RTX 2070 Super یا RTX 2080 Super در نظر گرفته شده است.

نمایشگر این مدل ها رزولوشن 1080p یا 4K است و مدل های 4K از HDR400 هم پشتیبانی می کنند.

مدل 15 اینچی آئرو بین 1600 تا 4100 دلار و مدل 17 اینچی بین 1700 تا 4300 دلار قیمت دارند.

ایسوس

ایسوس Zephyrus S17 نمایشگر 17.3 اینچی دارد که قادر به پشتیبانی از نرخ رفرش 300 هرتز و زمان پاسخ دهی 3 میلی ثانیه ای است. Zephyrus 17 هم مشخصات کم و بیش مشابه اما ابعاد جمع و جور تری دارد. مدل 15 اینچی همچنین از دو درگاه M.2 برای حافظه SSD بهره می برد.

ایسر

ایسر با مدل Predator Triton 500 (تصویر بالا) به استقبال پردازنده های جدید اینتل و کارت های گرافیک جدید انویدیا رفته است. سری رده بالای پردتور به کارت گرافیک جی فورس RTX 2080 Super Max-Q انویدیا و نمایشگر IPS با نرخ رفرش 300 هرتز و زمان پاسخ دهی 3 میلی ثانیه مجهز شده است و از کیبورد RGB بهره مند است.

ایسر Predator Triton 500 با قیمت 2600 دلار به برای مدل با کارت گرافیک RTX 2080 Super، پردازنده Core i7-10750H، رم 32 گیگابایتی و یک ترابایت حافظه داخلی SSD به فروش می رسد.