مقاطع رایج در کمپرسور های محوری
در طراحي پره‌هاي فن يا كمپرسور محوري، راه‌هاي مختلفي براي تعيين سطح مقطع مورد استفاده در آن‌ها وجود دارد. متداول‌ترين راه طراحي بر مبناي خانواده‌هايي از ايرفويل‌هاي استاندارد نظير مقطع بريتانيايي سري C يا مقاطع آمريكايي ناكا سري 65 مي‌باشد. با نزديك شدن نيازمندي‌هاي طراحي به شرايط گذرصوت، مقاطع کمان دايره‌اي دوبل (DCA) عموميت پيدا مي‌كنند. مشخصه‌هاي عملكرد اين خانواده‌هاي ايرفويل به كمك آزمايشات گران‌قيمت تجربي بر روي رديف پره‌ها به خوبي مورد بررسي قرار گرفته و در بسياري از متون مانند کتاب آنژیر موجود مي‌باشند. در شکل (2-4) نمونه‌اي از مقاطع مختلف آورده شده است.
در سال‌هاي اخير به جاي خانواده‌هاي مرسوم ايرفويل، استفاده از پره‌هايي به منظور ايجاد يك توزيع سرعت از پيش تعيين شده بر روي سطح يا يك نوع بارگذاري خاص عموميت يافته است. بدين منظور، اغلب روش‌هاي طراحي معكوس كه به تخمين شكل پره مورد نياز براي يك بارگذاري دلخواه مي‌پردازند، به كار رفته‌اند. هر چه رابطه بين شكل پره و سبك‌هاي مطلوب بارگذاري بهتر فهميده شد، استفاده از روش‌هاي تحليل مستقيم يا متداول به شكل سعي و خطا به منظور رسيدن به نتيجه‌اي مشابه نيز رايج‌تر گرديد. اينگونه ايرفويلها تحت عنوان پره‌هايي با توزيع سرعت از پيش تعيين شده[1] (PVD) شناخته مي‌شوند. البته اصطلاح ايرفويل‌هاي با پخش كنترل شده[2] شايد امروزه رايج‌تر باشد. اگرچه در برخي متون راهنمائي‌هاي كلي براي اينگونه طراحي‌ها ارائه شده است اما غالبا مشخصه‌هاي عملكرد اين ايرفويلها تنها در اختيار سازمان‌هاي توسعه دهنده آن‌ها مي‌باشد.
مقایسه مقاطع
پره‌هاي ناكا سري 65 از ايرفويل‌هاي ناكا براي بال هواپيما كه با هدف بارگذاري تقريباً يكنواخت طراحي شده بودند، اقتباس شده است. ايرفويل اصلي بال هواپيما از نظر سازه‌اي براي استفاده در رديف پره‌هاي كمپرسور مناسب نبود. نمونه‌هاي زيادي كه در حال حاضر مورد استفاده قرار مي‌گيرند از تعديل ايرفويل اصلي حاصل شده‌اند.
ايرفويل‌هاي ناكا سري 65 بوسيله ضريب برآ[1] و نسبت ماكزيمم ضخامت به وترشان شناخته مي‌شوند. نحوه نامگذاري به اين صورت است که ابتدا ده برابر ضريب برآ در پرانتز نمايش داده شده و سپس نسبت ضخامت بر حسب درصد وتر به دنبال آن آورده مي‌شود. بنابراين ايرفويلي با نسبت ضخامت 10% و ضريب برآي 5/1 به صورت NACA 65-(15)10 نشان داده مي‌شود. براي ضرائب برآ كمتر از يك مي‌توان از پرانتزها صرفنظر كرد. خط انحناي مبنا براي ضريب برآي 0/1 در جدول 4-1 از کتاب آنژیر آورده شده است. به طور ساده با ضرب اين مختصات در ضريب برآ، مختصات ساير خطوط انحنا بدست مي‌آيد.
همانگونه كه پيشتر ذكر شد، شيب خط انحناي ناكا سري 65 در لبه‌هاي حمله و فرار بينهايت مي‌گردد. به همين دليل داده‌هاي تجربي از آزمايشات رديف پره‌ها به جاي زاويه برخورد و زاويه انحراف معمولاً بر حسب زاويه حمله و چرخش سيال بيان مي‌گردد. امروزه با استفاده از خط انحناي كمان دايروي مؤثر، زواياي مؤثر ورودي و خروجي پره تعريف مي‌گردند. كمان دايره به گونه‌اي تعريف مي‌شود كه از نقاط انتهايي و نقطه ماكزيمم انحنا در ميانه وتر عبور كند.
شکل زیر مقايسه‌اي از خط انحناي كمان دايروي معادل و خط انحناي (NACA 65-(12 را نشان مي‌دهد.
1 Lift Coefficient
