คอมเพรสเซอร์แบบ แกนหมุนเป็น คอมเพรสเซอร์ก๊าซชนิดหนึ่งที่เพิ่มแรงดันให้กับของเหลวทำงานอย่างต่อเนื่อง เป็นอุปกรณ์หมุนที่ใช้ปีกรูปทรงคล้ายใบพัดโดยที่ของเหลวไหลในทิศทางเดียวขนานกับแกนหมุนเป็นหลัก นี่คือสิ่งที่ทำให้คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนแตกต่างจากคอมเพรสเซอร์แบบหมุนชนิดอื่น เช่นคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนผสมแรงเหวี่ยง และคอมเพรสเซอร์แบบผสมซึ่งของเหลวที่ไหลนั้นมีส่วนประกอบในแนวรัศมีที่พุ่งออกไปจากแกนหมุนอย่างมีนัยสำคัญ

ใบพัดโรเตอร์จะสร้างแรงบิดให้กับของเหลว ทำให้พลังงานของของเหลวเพิ่มขึ้นเมื่อไหลผ่านคอมเพรสเซอร์ ใบพัดคงที่หรือสเตเตอร์จะทำให้ของเหลวช้าลง เปลี่ยนส่วนประกอบรอบวงของการไหลให้เป็นความดัน^{[ 1 ]}โดยทั่วไปคอมเพรสเซอร์จะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากังหันไอน้ำหรือกังหันก๊าซ^{[ 2 ]}

คอมเพรสเซอร์แบบไหลตามแนวแกนสร้างกระแสลมอัดอย่างต่อเนื่อง มีประสิทธิภาพ สูง และอัตราการไหลของมวล สูง เมื่อเทียบกับขนาดหน้าตัด อย่างไรก็ตาม คอมเพรสเซอร์ประเภทนี้มีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าแบบอื่นๆ เนื่องจากต้องใช้แผ่นปีกหลายแถวเพื่อให้ได้แรงดันสูงขึ้น

คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบกังหันก๊าซขนาดใหญ่ เช่นเครื่องยนต์เจ็ทเครื่องยนต์เรือความเร็วสูงและโรงไฟฟ้า ขนาดเล็ก นอกจากนี้ยังใช้ในงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานแยกอากาศปริมาณมาก อากาศ สำหรับเตาหลอมเหล็ก อากาศสำหรับกระบวนการแตก ตัวเร่งปฏิกิริยาของของเหลวและการแยกไฮโดรเจนออก จากโพรเพน ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยประสิทธิภาพและความสามารถในการใช้งานตลอดช่วงการบิน (ขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัยสำหรับอากาศยาน) จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในงานด้านอวกาศ

คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนประกอบด้วยแถวของใบพัดหมุนและใบพัดคงที่สลับกัน ใบพัดหมุนหรือโรเตอร์นั้นติดตั้งอยู่บนดรัมหมุนซึ่งขับเคลื่อนด้วยเพลาตรงกลาง ใบพัดคงที่หรือที่เรียกว่าใบพัดหรือสเตเตอร์นั้นติดตั้งอยู่บนตัวเรือนทรงกระบอก แถวของโรเตอร์หนึ่งแถวและแถวของสเตเตอร์หนึ่งแถวรวมกันเป็นหนึ่งขั้น โรเตอร์จะส่งพลังงานจลน์ให้กับของเหลวทำงาน ทำให้ความเร็วของของเหลวเพิ่มขึ้นในทิศทางตามแนวแกนและแนวเส้นรอบวง สเตเตอร์จะแปลงพลังงานจลน์ที่เพิ่มขึ้นให้เป็นความดันสถิตผ่านการแพร่และเปลี่ยนทิศทางการไหลของของเหลวเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับใบพัดของโรเตอร์ในขั้นต่อไป^{[ 3 ]}พื้นที่ระหว่างดรัมโรเตอร์และตัวเรือนจะลดลงตามทิศทางการไหลเพื่อรักษาระดับMach number ที่เหมาะสมที่สุด ในขณะที่ของเหลวถูกอัด

สามารถออกแบบช่องทางภายในโรเตอร์เพื่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นของความดันแบบแพร่กระจาย ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความดันที่สูงขึ้นในแต่ละขั้น อัตราส่วนของการเพิ่ม ขึ้น ของความดันในโรเตอร์ต่อการเพิ่มขึ้นของความดันรวมของขั้นนั้นเรียกว่าระดับปฏิกิริยา

การเพิ่มขึ้นของความดันที่เกิดจากขั้นตอนเดียวถูกจำกัดโดยความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างโรเตอร์และของเหลว รวมถึงความสามารถในการหมุนและการกระจายตัวของใบพัด โดยทั่วไปแล้ว ขั้นตอนหนึ่งในคอมเพรสเซอร์เชิงพาณิชย์จะสร้างการเพิ่มขึ้นของความดันระหว่าง 15% ถึง 60% (อัตราส่วนความดัน 1.15–1.6) ที่สภาวะการออกแบบ โดยมี ประสิทธิภาพ แบบโพลีโทรปิกอยู่ในช่วง 90–95% เพื่อให้ได้อัตราส่วนความดันที่แตกต่างกัน คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนจึงถูกออกแบบด้วยจำนวนขั้นตอนและความเร็วรอบที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว สามารถสันนิษฐานได้ว่าแต่ละขั้นตอนในคอมเพรสเซอร์ที่กำหนดจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเท่ากัน (ΔT) ดังนั้น ที่ทางเข้า อุณหภูมิ (Tstage) ของแต่ละขั้นตอนจะต้องเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดคอมเพรสเซอร์ และอัตราส่วน (ΔT)/(Tstage) ทางเข้าจะต้องลดลง ซึ่งหมายถึงการลดลงอย่างต่อเนื่องของอัตราส่วนความดันในแต่ละขั้นตอนตลอดทั้งหน่วย ดังนั้น ขั้นตอนสุดท้ายจึงมีอัตราส่วนความดันต่ำกว่าขั้นตอนแรกอย่างมาก อัตราส่วนความดันต่อขั้นที่สูงขึ้นก็เป็นไปได้เช่นกัน หากความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างของเหลวและโรเตอร์สูงกว่าความเร็วเสียง แต่จะแลกมาด้วยประสิทธิภาพและการใช้งานที่ลดลง คอมเพรสเซอร์ที่มีอัตราส่วนความดันต่อขั้นมากกว่า 2 จะใช้เฉพาะในกรณีที่การลดขนาด น้ำหนัก หรือความซับซ้อนของคอมเพรสเซอร์เป็นสิ่งสำคัญ เช่น ในเครื่องบินรบ

รูปทรงของปีกเครื่องบินได้รับการปรับให้เหมาะสมและจับคู่กับความเร็วและการเลี้ยวที่เฉพาะเจาะจง แม้ว่าคอมเพรสเซอร์จะสามารถทำงานในสภาวะอื่นๆ ด้วยอัตราการไหล ความเร็ว หรืออัตราส่วนความดันที่แตกต่างกันได้ แต่ก็อาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง หรือแม้กระทั่งการไหลหยุดชะงักบางส่วนหรือทั้งหมด (ซึ่งเรียกว่าคอมเพรสเซอร์หยุดทำงานและแรงดันกระชากตามลำดับ) ดังนั้น ข้อจำกัดในทางปฏิบัติเกี่ยวกับจำนวนขั้นและอัตราส่วนความดันโดยรวม จึงมาจากปฏิสัมพันธ์ของขั้นต่างๆ เมื่อจำเป็นต้องทำงานนอกเหนือจากสภาวะการออกแบบ สภาวะ "นอกการออกแบบ" เหล่านี้สามารถบรรเทาได้ในระดับหนึ่งโดยการเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับคอมเพรสเซอร์ ซึ่งโดยปกติจะทำได้โดยการใช้สเตเตอร์ที่ปรับได้หรือวาล์วที่สามารถระบายของเหลวจากการไหลหลักระหว่างขั้น (การระบายระหว่างขั้น) เครื่องยนต์เจ็ทสมัยใหม่ใช้คอมเพรสเซอร์หลายตัวที่ทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน เพื่อจ่ายอากาศที่อัตราส่วนความดันประมาณ 40:1 สำหรับการเผาไหม้ โดยมีความยืดหยุ่นเพียงพอสำหรับทุกสภาวะการบิน

กฎโมเมนต์ของโมเมนตัมระบุว่า ผลรวมของโมเมนต์ของแรงภายนอกที่กระทำต่อของเหลวซึ่งครอบครองปริมาตรควบคุม ชั่วคราวนั้น เท่ากับการเปลี่ยนแปลงสุทธิของฟลักซ์โมเมนตัมเชิงมุมที่ไหลผ่านปริมาตรควบคุม

ของเหลวที่หมุนวนเข้าสู่ปริมาตรควบคุมที่รัศมีด้วยความเร็วสัมผัสและออกจากปริมาตรควบคุมที่รัศมีด้วย ความเร็วสัมผัส${\displaystyle r_{1}\,}$${\displaystyle V_{w1}\,}$${\displaystyle r_{2}\,}$${\displaystyle V_{w2}\,}$

${\displaystyle V_{1}\,}$และคือความเร็วสัมบูรณ์ ณ ทางเข้าและทางออก ตามลำดับ${\displaystyle V_{2}\,}$

${\displaystyle V_{f1}\,}$และคือความเร็วการไหลตามแนวแกนที่ทางเข้าและทางออกตามลำดับ${\displaystyle V_{f2}\,}$

${\displaystyle V_{w1}\,}$และคือความเร็วการหมุนวนที่ทางเข้าและทางออกตามลำดับ${\displaystyle V_{w2}\,}$

${\displaystyle V_{r1}\,}$และคือความเร็วสัมพัทธ์ของใบพัด ณ ทางเข้าและทางออก ตามลำดับ${\displaystyle V_{r2}\,}$

${\displaystyle U\,}$คือความเร็วเชิงเส้นของใบพัด

${\displaystyle \alpha }$คือมุมของใบพัดนำทาง และคือมุมของใบพัด${\displaystyle \beta }$

อัตราการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมมีค่าดังนี้: ${\displaystyle F}$

${\displaystyle F={\dot {m}}\left(V_{w2}-V_{w1}\right)={\dot {m}}\left(V_{f2}\tan \alpha _{2}-V_{f1}\tan \alpha _{1}\right)\,}$(จากสามเหลี่ยมความเร็ว)

กำลังที่ใช้โดยใบพัดเคลื่อนที่ในอุดมคติ P คำนวณได้จากสมการ:

${\displaystyle P={\dot {m}}U\left(V_{f2}\tan \alpha _{2}-V_{f1}\tan \alpha _{1}\right)\,}$

การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของของไหลในใบพัดที่กำลังเคลื่อนที่:

${\displaystyle P={\dot {m}}\left(h_{02}-h_{01}\right)={\dot {m}}c_{p}\left(T_{02}-T_{01}\right)\,}$

ดังนั้น,

${\displaystyle P={\dot {m}}U\left(V_{f2}\tan \alpha _{2}-V_{f1}\tan \alpha _{1}\right)={\dot {m}}c_{p}\left(T_{02}-T_{01}\right)\,}$

ซึ่งหมายความว่า

${\displaystyle \delta (T_{0})_{\text{isentropic}}={\frac {U}{c_{p}}}\left(V_{f2}\tan \alpha _{2}-V_{f1}\tan \alpha _{1}\right)\,}$

การอัดแบบไอเซนโทรปิกในใบพัดโรเตอร์

${\displaystyle p_{2}-p_{1}=p_{1}\left(\left[{\frac {T_{2}}{T_{1}}}\right]^{\frac {\gamma }{\gamma -1}}-1\right)\,}$

ดังนั้น,

${\displaystyle {\frac {(p_{02})_{\text{actual}}}{p_{01}}}=\left(1+{\frac {\eta _{\text{stage}}\delta (T_{0})_{\text{isentropic}}}{T_{01}}}\right)^{\frac {\gamma }{\gamma -1}}\,}$

ซึ่งหมายความว่า

${\displaystyle {\frac {(p_{02})_{\text{actual}}}{p_{01}}}=\left(1+{\frac {\eta _{\text{stage}}U}{T_{01}c_{p}}}\left[V_{f2}\tan \alpha _{2}-V_{f1}\tan \alpha _{1}\right]\right)^{\frac {\gamma }{\gamma -1}}\,}$

ระดับปฏิกิริยาความแตกต่างของความดันระหว่างทางเข้าและทางออกของใบพัดโรเตอร์เรียกว่าความดัน ปฏิกิริยา การเปลี่ยนแปลงของพลังงานความดันคำนวณได้จากระดับ ปฏิกิริยา

${\displaystyle {\begin{aligned}R&={\frac {h_{2}-h_{1}}{h_{02}-h_{01}}}\\P&={\dot {m}}c_{p}\left(T_{2}+{\frac {V_{2}^{2}}{2c_{p}}}-\left[T_{1}+{\frac {V_{1}^{2}}{2c_{p}}}\right]\right)\\P&={\dot {m}}\left(h_{2}-h_{1}+\left[{\frac {V_{2}^{2}}{2}}-{\frac {V_{1}^{2}}{2}}\right]\right)\\h_{2}-h_{1}&={\frac {V_{r1}^{2}}{2}}-{\frac {V_{r2}^{2}}{2}}\\T_{2}-T_{1}&={\frac {V_{r1}^{2}}{2c_{p}}}-{\frac {V_{r2}^{2}}{2c_{p}}}\end{aligned}}}$

ดังนั้น,

${\displaystyle R={\frac {V_{r1}^{2}-V_{r2}^{2}}{V_{r1}^{2}-V_{r2}^{2}+V_{1}^{2}-V_{2}^{2}}}\,}$

ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนแสดงได้ด้วยแผนภูมิคอมเพรสเซอร์หรือที่เรียกว่าแผนภูมิคุณลักษณะ โดยการพล็อตอัตราส่วนความดันและประสิทธิภาพเทียบกับอัตราการไหลของมวลที่ปรับแก้แล้ว ที่ค่าความเร็วคอมเพรสเซอร์ที่ปรับแก้แล้วต่างๆ กัน

คอมเพรสเซอร์แบบแกน โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้จุดออกแบบ มักจะสามารถวิเคราะห์ได้ และสามารถประเมินประสิทธิภาพได้ดีก่อนที่จะเริ่มใช้งานจริงบนแท่นทดสอบ แผนภูมิคอมเพรสเซอร์แสดงช่วงการทำงานทั้งหมด กล่าวคือ นอกช่วงออกแบบ ของคอมเพรสเซอร์ตั้งแต่รอบเดินเบาบนพื้นดินไปจนถึงความเร็วรอบโรเตอร์ที่แก้ไขสูงสุด ซึ่งสำหรับเครื่องยนต์พลเรือนอาจเกิดขึ้นที่จุดสูงสุดของการไต่ระดับ หรือสำหรับเครื่องยนต์ต่อสู้ทางทหาร อาจเกิดขึ้นที่การขึ้นบินในวันที่อากาศเย็น^{[ 4 ]}ไม่ได้แสดงบริเวณประสิทธิภาพต่ำกว่ารอบเดินเบาที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์พฤติกรรมการสตาร์ทกังหันลมบนพื้นดินและในระหว่างการบินตามปกติ

ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ขั้นเดียวสามารถแสดงได้โดยการพล็อต ค่าสัมประสิทธิ์ การโหลดของขั้น ( ) เป็นฟังก์ชันของค่าสัมประสิทธิ์การไหล ( ) ${\displaystyle \psi \,}$${\displaystyle \phi \,}$

อัตราส่วนความดันของขั้นบันไดต่ออัตราการไหลต่ำกว่าในกรณีที่ไม่มีการสูญเสียดังที่แสดงไว้ การสูญเสียเกิดจากแรงเสียดทานของใบพัดการแยกตัวของกระแสไหลการไหลที่ไม่คงที่ และระยะห่างระหว่างใบพัด

ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ถูกกำหนดตามการออกแบบ แต่ในทางปฏิบัติจริง จุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์อาจเบี่ยงเบนไปจากจุดที่ออกแบบไว้ ซึ่งเรียกว่าการทำงานนอกจุดออกแบบ (off-design operation )

${\displaystyle \psi =\phi (\tan \alpha _{2}-\tan \alpha _{1})\,}$

1

${\displaystyle \tan \alpha _{2}={\frac {1}{\phi }}-\tan \beta _{2}\,}$

2

จากสมการ (1) และ (2)

${\displaystyle \psi =1-\phi (\tan \beta _{2}+\tan \alpha _{1})\,}$

ค่าของไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงจุดการทำงานที่กว้างจนกระทั่งเกิดการหยุดทำงาน นอกจากนี้ยังเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของมุมอากาศที่โรเตอร์และสเตเตอร์ ซึ่งก็คือมุมของใบพัดกระจายลม ${\displaystyle (\tan \beta _{2}+\tan \alpha _{1})\,}$${\displaystyle \alpha _{1}=\alpha _{3}\,}$${\displaystyle \alpha _{3}\,}$

${\displaystyle J=\tan \beta _{2}+\tan \alpha _{3}\,}$มีค่าคงที่

แสดงคุณค่าการออกแบบด้วย (')

${\displaystyle {\begin{aligned}\psi '&=1-J(\phi ')\,\\J&={\frac {1-\psi '}{\phi '}}\end{aligned}}}$

3

สำหรับการทำงานนอกเหนือการออกแบบ (จากสมการที่ 3 ):

${\displaystyle {\begin{aligned}\psi &=1-J(\phi )\,\\\psi &=1-\phi \left({\frac {1-\psi '}{\phi '}}\right)\,\end{aligned}}}$

สำหรับค่า J ที่เป็นบวก ความชันของเส้นโค้งจะเป็นลบ และในทางกลับกัน

คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนอาจประสบกับความไม่เสถียรได้หลายรูปแบบEdward Greitzer ^{[ 5 ]}ใช้แบบจำลองระบบการอัดแบบHelmholtz resonator เพื่อทำนายการตอบสนองชั่วคราวของระบบการอัดหลังจากมี การรบกวน เล็กน้อย ซ้อนทับบนสภาวะการทำงานที่คงที่ เขาพบพารามิเตอร์ไร้มิติที่ทำนายว่าความไม่เสถียรของคอมเพรสเซอร์แบบใดจะเกิดขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการหมุนวนหรือการกระชาก พารามิเตอร์นี้ใช้ความเร็วรอบของโรเตอร์ ความถี่ของ Helmholtz resonator ของระบบ และ "ความยาวที่มีประสิทธิภาพ" ของท่อคอมเพรสเซอร์ สิ่งเหล่านี้สร้างค่าวิกฤตที่ทำนายการหมุนวนหรือการกระชาก โดยที่ความชันของอัตราส่วนความดันเทียบกับการไหลเปลี่ยนจากลบเป็นบวก

ในกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันและอัตราการไหล เส้นที่แบ่งกราฟระหว่างสองบริเวณ คือ บริเวณที่ไม่เสถียรและบริเวณที่เสถียร เรียกว่าเส้นเซอร์จ (surge line ) เส้นนี้เกิดจากการเชื่อมจุดเซอร์จที่ความเร็วรอบต่างกัน การเกิดเซอร์จคือการไหลที่ไม่เสถียรในคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเนื่องจากการไหลผ่านที่คงที่ถูกทำลายอย่างสมบูรณ์^{[ 2 ]}ปรากฏการณ์นี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์และเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์

คำอธิบายต่อไปนี้เกี่ยวกับปรากฏการณ์การกระชาก (surge) หมายถึง การทำงานของคอมเพรสเซอร์ที่ความเร็วคงที่บนแท่นทดสอบ และค่อยๆ ลดพื้นที่หน้าตัดทางออกโดยการปิดวาล์ว สิ่งที่เกิดขึ้น เช่น การข้ามเส้นกระชาก เกิดจากคอมเพรสเซอร์พยายามส่งอากาศโดยยังคงทำงานที่ความเร็วเท่าเดิมไปยังความดันทางออกที่สูงขึ้น เมื่อคอมเพรสเซอร์ทำงานเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่สมบูรณ์ ซึ่งแตกต่างจากการทำงานบนแท่นทดสอบ ความดันส่งที่สูงขึ้นที่ความเร็วเฉพาะอาจเกิดขึ้นชั่วขณะเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเกินไป ซึ่งทำให้เกิดการอุดตันชั่วขณะจนกว่าคอมเพรสเซอร์จะเพิ่มความเร็วให้สอดคล้องกับการไหลของเชื้อเพลิงใหม่ และการกระชากก็จะหยุดลง

สมมติจุดเริ่มต้นการทำงานที่D ( ) ที่ความเร็วรอบN ค่าหนึ่ง เมื่อลดอัตราการไหลที่ความเร็วรอบเท่าเดิมตามเส้นโค้งลักษณะเฉพาะโดยการปิดวาล์วบางส่วน ความดันในท่อจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะถูกชดเชยด้วยการเพิ่มความดันขาเข้าที่คอมเพรสเซอร์ เมื่อความดันเพิ่มขึ้นต่อไปจนถึงจุดP (จุดเซิร์จ) ความดันในคอมเพรสเซอร์จะเพิ่มขึ้น จากนั้นเคลื่อนที่ไปทางซ้ายโดยรักษาความเร็วรอบให้คงที่ ความดันในท่อจะเพิ่มขึ้น แต่ความดันในคอมเพรสเซอร์จะลดลง ทำให้เกิดการไหลย้อนกลับของอากาศไปยังคอมเพรสเซอร์ เนื่องจากการไหลย้อนกลับนี้ ความดันในท่อจะลดลง เพราะสภาวะความดันไม่เท่ากันนี้ไม่สามารถคงอยู่ได้นาน แม้ว่าตำแหน่งวาล์วจะถูกตั้งไว้สำหรับอัตราการไหลที่ต่ำกว่า เช่น จุดGแต่คอมเพรสเซอร์จะทำงานตามจุดการทำงานที่เสถียรตามปกติ เช่น จุดEดังนั้นเส้นทางE – F – P – G – Eจะถูกปฏิบัติตาม ซึ่งนำไปสู่การหยุดชะงักของการไหล ดังนั้นความดันในคอมเพรสเซอร์จึงลดลงต่อไปจนถึงจุดH ( ) การเพิ่มขึ้นและลดลงของความดันในท่อนี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ ในท่อและคอมเพรสเซอร์ตามวัฏจักรE – F – P – G – H – Eหรือที่เรียกว่าวัฏจักรเซิร์จ ${\displaystyle {\dot {m}},P_{D}\,}$${\displaystyle P_{H}\,}$

ปรากฏการณ์นี้จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนทั่วทั้งเครื่องและอาจนำไปสู่ความเสียหายทางกลไกได้ นั่นเป็นเหตุผลที่ส่วนด้านซ้ายของเส้นโค้งจากจุดกระชากเรียกว่าบริเวณที่ไม่เสถียรและอาจทำให้เครื่องเสียหายได้ ดังนั้นช่วงการทำงานที่แนะนำจึงอยู่ทางด้านขวาของเส้นกระชาก

การหยุดชะงัก (Stall)เป็นปรากฏการณ์ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ โดย เกิด การแยกตัวของการไหลที่ใบพัดคอมเพรสเซอร์ ส่งผลให้การอัดลดลงและกำลังเครื่องยนต์ลดลง มีการวิเคราะห์การหยุดชะงักแบบหมุนในคอมเพรสเซอร์หลายขั้นตอน โดยค้นหาเงื่อนไขที่การบิดเบือนการไหลสามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งคงที่ในกรอบอ้างอิงที่เคลื่อนที่ แม้ว่าความดันรวมต้นน้ำและความดันสถิตปลายน้ำจะคงที่ก็ตาม ในคอมเพรสเซอร์ ถือว่ามีฮิสเทอรีซิสของการเพิ่มขึ้นของความดัน^{[ 6 ]}

สามารถแบ่งปรากฏการณ์การหยุดไหลของใบพัดออกเป็นสองประเภท ได้แก่การหยุดไหลเชิงบวกซึ่งเกิดจากการแยกตัวของกระแสลมที่ ด้าน ดูดของใบพัด และการหยุดไหลเชิงลบซึ่งเกิดจากการแยกตัวของกระแสลมที่ด้านรับแรงดัน ในทางปฏิบัติ การหยุดไหลเชิงลบนั้นมีผลน้อยมากเมื่อเทียบกับการหยุดไหลเชิงบวก เนื่องจากโอกาสที่จะเกิดการแยกตัวของกระแสลมที่ด้านรับแรงดันนั้นมีน้อยที่สุด

ในคอมเพรสเซอร์แบบหลายขั้นตอน ในขั้นตอนที่มีแรงดันสูง ความเร็วตามแนวแกนจะมีค่าน้อยมาก ค่าการหยุดนิ่งจะลดลงเมื่อเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากจุดที่ออกแบบไว้ ทำให้เกิดการหยุดนิ่งใกล้กับดุมและปลายใบพัด ซึ่งขนาดของการหยุดนิ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราการไหลลดลง บริเวณเหล่านี้จะใหญ่ขึ้นเมื่ออัตราการไหลต่ำมากและส่งผลกระทบต่อความสูงของใบพัดทั้งหมด แรงดันส่งออกจะลดลงอย่างมากเมื่อเกิดการหยุดนิ่งมาก ซึ่งอาจนำไปสู่การไหลย้อนกลับ ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกว่าการกระชากของคอมเพรสเซอร์อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่การหยุดนิ่งไม่รุนแรงมากนัก คอมเพรสเซอร์อาจยังคงทำงานได้แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพลดลง ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่เรียกว่า การหยุดนิ่งแบบหมุน

ความไม่สม่ำเสมอของกระแสลมในใบพัดอาจรบกวนกระแสลมเฉพาะจุดในคอมเพรสเซอร์โดยไม่ทำให้การทำงานผิดปกติ คอมเพรสเซอร์ยังคงทำงานได้ตามปกติ แต่กำลังอัดลดลง ดังนั้น ปรากฏการณ์โรเตอร์สตอลจึงลดประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ลง

ในโรเตอร์ที่มีใบพัดหมุนไปทางขวา สมมติว่าใบพัดบางใบได้รับกระแสลมที่มุมตกกระทบสูงกว่า ใบพัดนั้นจะหยุดหมุนทันที เพราะมันจะสร้างสิ่งกีดขวางในทางเดินระหว่างใบพัดทางซ้ายกับตัวมันเอง ดังนั้นใบพัดทางซ้ายจะได้รับกระแสลมที่มุมตกกระทบสูงกว่า ในขณะที่ใบพัดทางขวาจะได้รับกระแสลมที่มุมตกกระทบลดลง ใบพัดทางซ้ายจะเกิดการหยุดหมุนมากกว่า ในขณะที่ใบพัดทางขวาจะเกิดการหยุดหมุนน้อยกว่า การหยุดหมุนจะลดลงเมื่อหมุนไปทางขวา ในขณะที่จะเพิ่มขึ้นเมื่อหมุนไปทางซ้าย การเคลื่อนที่ของการหยุดหมุนสามารถสังเกตได้ขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงที่เลือก

• ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ลดลง
• การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในใบพัดเนื่องจากการเคลื่อนที่ผ่านช่องหยุดนิ่ง
• การสั่นสะเทือนที่ถูกบังคับเหล่านี้อาจตรงกับความถี่ธรรมชาติของใบพัด ทำให้เกิดการสั่นพ้องและส่งผลให้ใบพัดเสียหายได้

จากมุมมองของการแลกเปลี่ยนพลังงาน คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเป็นกังหันแบบกลับทิศทาง นักออกแบบกังหันไอน้ำCharles Algernon Parsonsยกตัวอย่างเช่น ตระหนักว่ากังหันที่สร้างงานโดยอาศัยแรงดันสถิตของของเหลว (เช่น กังหันปฏิกิริยา) สามารถกลับทิศทางการทำงานเพื่อทำหน้าที่เป็นคอมเพรสเซอร์อากาศได้ โดยเรียกมันว่าคอมเพรสเซอร์หรือปั๊มเทอร์โบ ใบพัดโรเตอร์และสเตเตอร์ของเขาที่อธิบายไว้ในสิทธิบัตรฉบับหนึ่งของเขา^{[ 7 ]}มีความโค้งน้อยหรือไม่มีเลย แม้ว่าในบางกรณีการออกแบบใบพัดจะอิงตามทฤษฎีใบพัดก็ตาม^{[ 8 ]}เครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรม เช่น การจัดหาอากาศให้กับเตาหลอมเหล็ก Parsons จัดหาคอมเพรสเซอร์แบบไหลตามแกนเชิงพาณิชย์เครื่องแรกสำหรับใช้ในโรงถลุงตะกั่วในปี 1901 ^{[ 9 ]}เครื่องจักรของ Parsons มีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งต่อมาถูกระบุว่าเป็นผลมาจากใบพัดหยุดหมุน และในไม่ช้าก็ถูกแทนที่ด้วยคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าBrown Boveri & Cieผลิตคอมเพรสเซอร์แบบ "กังหันกลับทิศทาง" ซึ่งขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซ โดยมีใบพัดที่ได้มาจากการวิจัยด้านอากาศพลศาสตร์ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าแบบแรงเหวี่ยงเมื่อสูบจ่ายอัตราการไหลสูงถึง 40,000 ft³ ^/ min (19 m³ ^/ s) ที่ความดันสูงถึง 45 psi (310 kPa) ^{[ 9 ]}

เนื่องจากคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนรุ่นแรกๆ มีประสิทธิภาพไม่เพียงพอ บทความจำนวนมากในช่วงต้นทศวรรษ 1920 จึงอ้างว่าการสร้างเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท แบบแกนหมุนที่ใช้งานได้จริงนั้นเป็นไปไม่ได้ แต่สิ่งต่างๆ เปลี่ยนไปหลังจากที่ AA Griffithตีพิมพ์บทความสำคัญในปี 1926 โดยระบุว่าสาเหตุของประสิทธิภาพที่ต่ำนั้นเกิดจากคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่ใช้ใบพัดแบบแบนและโดยพื้นฐานแล้ว "บินแล้วหยุดชะงัก " เขาแสดงให้เห็นว่าการใช้ปีกแทนใบพัดแบบแบนจะเพิ่มประสิทธิภาพจนถึงจุดที่เครื่องยนต์เจ็ทที่ใช้งานได้จริงเป็นไปได้ เขาสรุปบทความด้วยแผนภาพพื้นฐานของเครื่องยนต์ดังกล่าว ซึ่งรวมถึงกังหันตัวที่สองที่ใช้ในการขับเคลื่อนใบพัด

แม้ว่ากริฟฟิธจะเป็นที่รู้จักกันดีจากผลงานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการล้าของโลหะและ การวัด ความเค้นแต่ดูเหมือนว่าจะมีงานวิจัยเพียงเล็กน้อยที่เริ่มต้นโดยตรงจากบทความของเขา ความพยายามที่เห็นได้ชัดเพียงอย่างเดียวคือคอมเพรสเซอร์ทดสอบที่สร้างโดยเฮย์น คอนสแตนต์เพื่อนร่วมงานของกริฟฟิธที่สถาบันวิจัยอากาศยานหลวงความพยายามเกี่ยวกับเครื่องยนต์เจ็ทในยุคแรกๆ อื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งของแฟรงค์ วิทเทิลและฮันส์ ฟอน โอเฮน นั้นใช้ คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่แข็งแรงและเข้าใจได้ง่ายกว่าซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในซูเปอร์ชาร์จเจอร์กริฟฟิธได้เห็นงานของวิทเทิลในปี 1929 และปฏิเสธมัน โดยสังเกตเห็นข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ และกล่าวต่อไปว่าขนาดด้านหน้าของเครื่องยนต์จะทำให้มันไร้ประโยชน์สำหรับเครื่องบินความเร็วสูง

การพัฒนาเครื่องยนต์แบบไหลตามแกนอย่างจริงจังเริ่มขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1930 โดยมีหลายโครงการที่เริ่มต้นพร้อมๆ กัน ในอังกฤษ บริษัท Hayne Constant ได้ทำข้อตกลงกับบริษัทผลิตกังหันไอน้ำMetropolitan-Vickers (Metrovick) ในปี 1937 และเริ่มโครงการ เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อปตามแบบของ Griffith ในปี 1938 ในปี 1940 หลังจากความสำเร็จในการทดสอบเครื่องยนต์แบบแรงเหวี่ยงของ Whittle โครงการของพวกเขาก็ได้รับการออกแบบใหม่ให้เป็นเครื่องยนต์เจ็ทล้วนๆ ในชื่อMetrovick F.2ในเยอรมนี von Ohain ได้ผลิตเครื่องยนต์แบบแรงเหวี่ยงที่ใช้งานได้หลายเครื่อง ซึ่งบางเครื่องได้ถูกนำไปใช้งานจริง รวมถึงเครื่องบินเจ็ทลำแรกของโลก ( He 178 ) แต่การพัฒนาได้ย้ายไปที่Junkers ( Jumo 004 ) และBMW ( BMW 003 ) ซึ่งใช้การออกแบบแบบไหลตามแกนในเครื่องบินขับไล่เจ็ทลำแรกของโลก ( Messerschmitt Me 262 ) และเครื่องบินทิ้งระเบิดเจ็ท ( Arado Ar 234 ) ในสหรัฐอเมริกา ทั้งล็อกฮีดและเจเนอรัลอิเล็กทริกได้รับสัญญาในปี 1941 เพื่อพัฒนาเครื่องยนต์แบบไหลตามแกน โดยล็อก ฮีดพัฒนาเครื่องยนต์ เจ็ทล้วน ส่วนเจเนอรัลอิเล็กทริกพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบ พร็อปนอร์ธรอปก็เริ่มโครงการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปของตนเองเช่นกัน ซึ่ง ในที่สุด กองทัพเรือสหรัฐฯ ก็ได้ ทำสัญญาในปี 1943 เวสติงเฮาส์ก็เข้าร่วมการแข่งขันในปี 1942 โครงการของพวกเขากลายเป็นโครงการเดียวที่ประสบความสำเร็จในความพยายามของสหรัฐฯ และต่อมาได้กลายเป็นเครื่องบิน J30

ดังที่กริฟฟิธได้กล่าวไว้ตั้งแต่ปี 1929 ขนาดด้านหน้าที่ใหญ่ของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงทำให้เกิดแรงต้านสูงกว่าแบบไหลตามแนวแกนที่แคบกว่า นอกจากนี้ การออกแบบแบบไหลตามแนวแกนยังสามารถปรับปรุงอัตราส่วนการอัดได้ง่ายๆ โดยการเพิ่มขั้นตอนเพิ่มเติมและทำให้เครื่องยนต์ยาวขึ้นเล็กน้อย ในการออกแบบแบบแรงเหวี่ยง คอมเพรสเซอร์เองต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า ซึ่งยากกว่ามากที่จะติดตั้งให้พอดีกับลำตัวเครื่องบินที่บางและลู่ลม (แม้ว่าจะไม่แตกต่างจากรูปทรงของเครื่องยนต์แบบเรเดียลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่แล้วก็ตาม) ในทางกลับกัน การออกแบบแบบแรงเหวี่ยงยังคงมีความซับซ้อนน้อยกว่ามาก (เหตุผลหลักที่ทำให้พวกเขา "ชนะ" ในการแข่งขันเพื่อสร้างตัวอย่างที่บินได้) และด้วยเหตุนี้จึงมีบทบาทในสถานที่ที่ขนาดและความลู่ลมไม่สำคัญมากนัก

ในเครื่องยนต์เจ็ท คอมเพรสเซอร์ต้องเผชิญกับสภาวะการทำงานที่หลากหลาย ขณะอยู่บนพื้นดินที่กำลังสูง ความดันขาเข้าจะสูง ความเร็วขาเข้าเป็นศูนย์ และคอมเพรสเซอร์จะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันไปตามกำลังที่เพิ่มขึ้น เมื่อบินแล้ว ความดันขาเข้าจะลดลง แต่ความเร็วขาเข้าจะเพิ่มขึ้น (เนื่องจากการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของเครื่องบิน) เพื่อชดเชยความดันที่ลดลง และคอมเพรสเซอร์มักจะทำงานด้วยความเร็วคงที่ในระยะเวลานาน

ไม่มีคอมเพรสเซอร์ที่ "สมบูรณ์แบบ" สำหรับช่วงการทำงานที่กว้างขวางเช่นนี้ คอมเพรสเซอร์แบบรูปทรงเรขาคณิตคงที่ เช่นเดียวกับที่ใช้ในเครื่องยนต์เจ็ทรุ่นแรกๆ นั้น มีข้อจำกัดด้านอัตราส่วนแรงดันในการออกแบบอยู่ที่ประมาณ 4:1 หรือ 5:1 เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ความร้อน ใด ๆประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงมีความสัมพันธ์อย่างมากกับอัตราส่วนการอัดดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องปรับปรุงขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์ให้เหนือกว่าอัตราส่วนเหล่านี้

นอกจากนี้ คอมเพรสเซอร์อาจหยุดทำงานหากสภาวะทางเข้าเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ซึ่งเป็นปัญหาที่พบได้บ่อยในเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ ในบางกรณี หากการหยุดทำงานเกิดขึ้นใกล้กับส่วนหน้าของเครื่องยนต์ ทุกขั้นตอนตั้งแต่จุดนั้นเป็นต้นไปจะหยุดอัดอากาศ ในสถานการณ์เช่นนี้ พลังงานที่จำเป็นในการทำงานของคอมเพรสเซอร์จะลดลงอย่างกะทันหัน และอากาศร้อนที่เหลืออยู่ในส่วนท้ายของเครื่องยนต์จะทำให้กังหันหมุนเร็วขึ้นอย่างมาก สภาวะนี้เรียกว่า การกระชาก (surging) ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ และมักนำไปสู่การแตกหักและการหลุดร่วงของใบพัดกังหันหรือคอมเพรสเซอร์

ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้ คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนในเครื่องยนต์เจ็ทสมัยใหม่จึงมีความซับซ้อนมากกว่าคอมเพรสเซอร์ในเครื่องยนต์เจ็ทรุ่นก่อนๆ อย่างมาก

คอมเพรสเซอร์ทุกตัวมีจุดที่เหมาะสมที่สุดซึ่งสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบและความดัน โดยการอัดอากาศที่สูงขึ้นต้องการความเร็วรอบที่สูงขึ้น เครื่องยนต์รุ่นแรกๆ ถูกออกแบบมาให้เรียบง่าย และใช้คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวที่หมุนด้วยความเร็วรอบเดียว ต่อมามีการออกแบบเพิ่มกังหันตัวที่สองและแบ่งคอมเพรสเซอร์ออกเป็นส่วนความดันต่ำและความดันสูง โดยส่วนความดันสูงจะหมุนเร็วขึ้น การออกแบบ แบบสองแกน นี้ ซึ่งริเริ่มโดยเครื่องยนต์บริสตอล โอลิมปัสส่งผลให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมอาจทำได้โดยการเพิ่มแกนที่สาม แต่ในทางปฏิบัติ ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาจนถึงจุดที่ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจใดๆ หายไป อย่างไรก็ตาม มีเครื่องยนต์แบบสามแกนหลายรุ่นที่ใช้งานอยู่ อาจกล่าวได้ว่าเครื่องยนต์ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือโรลส์-รอยซ์ RB211 (และรุ่นต่อมาคือโรลส์-รอยซ์ เทรนต์ ) ซึ่งใช้ในเครื่องบินพาณิชย์หลากหลายประเภท

เมื่อเครื่องบินเปลี่ยนความเร็วหรือระดับความสูง ความดันอากาศที่ทางเข้าคอมเพรสเซอร์จะเปลี่ยนแปลงไป เพื่อ "ปรับแต่ง" คอมเพรสเซอร์ให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ การออกแบบที่เริ่มต้นในทศวรรษ 1950 จึงใช้วิธีการ "ระบาย" อากาศออกจากตรงกลางของคอมเพรสเซอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงการอัดอากาศมากเกินไปในขั้นตอนสุดท้าย วิธีการนี้ยังใช้เพื่อช่วยในการสตาร์ทเครื่องยนต์ ทำให้เครื่องยนต์หมุนได้โดยไม่ต้องอัดอากาศมากนักด้วยการระบายอากาศออกให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ระบบระบายอากาศนั้นถูกใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่แล้ว เพื่อให้อากาศไหลเข้าสู่ ขั้นตอน กังหันซึ่งใช้ในการระบายความร้อนใบพัดกังหัน รวมถึงให้ลมที่มีแรงดันสำหรับ ระบบ ปรับอากาศภายในเครื่องบินด้วย

การออกแบบที่ล้ำหน้ากว่าอย่างสเตเตอร์แบบแปรผันใช้ใบพัดที่สามารถหมุนรอบแกนของตัวเองได้ทีละใบ ซึ่งแตกต่างจากแกนกำลังของเครื่องยนต์^{[ 11 ]}สำหรับการสตาร์ท ใบพัดจะหมุนไปที่ตำแหน่ง "ปิด" เพื่อลดแรงอัด จากนั้นจะหมุนกลับเข้าสู่กระแสลมเมื่อสภาพภายนอกต้องการ เครื่องยนต์General Electric J79เป็นตัวอย่างสำคัญแรกของการออกแบบสเตเตอร์แบบแปรผัน และในปัจจุบันถือเป็นคุณสมบัติทั่วไปของเครื่องยนต์ทางทหารส่วนใหญ่

การค่อยๆ ปิดสเตเตอร์แบบปรับได้เมื่อความเร็วของคอมเพรสเซอร์ลดลง จะช่วยลดความชันของเส้นการเกิดการกระชาก (หรือการหยุดชะงัก) บนกราฟลักษณะการทำงาน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงระยะขอบการป้องกันการกระชากของหน่วยที่ติดตั้งไว้ ด้วยการรวมสเตเตอร์แบบปรับได้ในห้าขั้นตอนแรกบริษัท General Electric Aircraft Enginesได้พัฒนาคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนสิบขั้นตอนที่สามารถทำงานได้ที่อัตราส่วนความดันออกแบบ 23:1

การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของใบพัดเทียบกับของเหลวจะเพิ่มความเร็วหรือความดัน หรือทั้งสองอย่างให้กับของเหลวขณะที่ไหลผ่านโรเตอร์ ความเร็วของของเหลวจะเพิ่มขึ้นเมื่อไหลผ่านโรเตอร์ และสเตเตอร์จะแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานความดัน นอกจากนี้ยังมีการแพร่กระจายเกิดขึ้นในโรเตอร์ในแบบการออกแบบที่ใช้งานได้จริงส่วนใหญ่ด้วย

การเพิ่มขึ้นของความเร็วของของเหลวส่วนใหญ่เกิดขึ้นในทิศทางสัมผัส (การหมุนวน) และตัวคงที่ (stator) จะขจัดโมเมนตัมเชิงมุมนี้ออกไป

การเพิ่มขึ้นของความดันส่งผลให้เกิด การเพิ่มขึ้น ของอุณหภูมิขณะหยุดนิ่งสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนด การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิขึ้นอยู่กับกำลังสองของเลขมัค สัมผัสของแถวใบพัด เครื่องยนต์ เทอร์โบแฟนในปัจจุบันมีใบพัดที่ทำงานที่ความเร็ว 1.7 มัคขึ้นไป และต้องการโครงสร้างการกักเก็บและการลดเสียงรบกวนอย่างมากเพื่อลดความเสียหายจากการสูญเสียใบพัดและเสียงรบกวน

แผนภาพแสดงประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์และช่วยในการกำหนดสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด โดยแสดงอัตราการไหลของมวลตามแกนแนวนอน ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของอัตราการไหลของมวลที่ออกแบบไว้ หรือในหน่วยจริง ส่วนการเพิ่มขึ้นของความดันจะแสดงบนแกนแนวตั้งเป็นอัตราส่วนระหว่างความดันสภาวะหยุดนิ่งขาเข้าและขาออก

เส้นแสดงการกระชากหรือการหยุดชะงักบ่งชี้ถึงขอบเขตทางด้านซ้ายซึ่งประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์จะลดลงอย่างรวดเร็ว และบ่งชี้ถึงอัตราส่วนความดันสูงสุดที่สามารถทำได้สำหรับอัตราการไหลของมวลที่กำหนด นอกจากนี้ยังมีการวาดเส้นโค้งแสดงประสิทธิภาพ รวมถึงเส้นแสดงสมรรถนะสำหรับการทำงานที่ความเร็วรอบเฉพาะต่างๆ ด้วย

ประสิทธิภาพการทำงานจะสูงที่สุดเมื่ออยู่ใกล้กับเส้นหยุดนิ่ง หากความดันปลายทางเพิ่มขึ้นเกินกว่าค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ คอมเพรสเซอร์จะหยุดทำงานและไม่เสถียร

โดยทั่วไป ความไม่เสถียรจะเกิดขึ้นที่ความถี่เฮล์มโฮลทซ์ของระบบ โดยคำนึงถึงห้องเก็บอากาศด้านล่างด้วย

• คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง  – ประเภทหนึ่งของเครื่องจักรเทอร์โบ
• ส่วนประกอบของเครื่องยนต์เจ็ท  – คำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์เจ็ท
• พัดลมแบบแกนหมุน  – พัดลมที่สร้างการไหลของก๊าซโดยส่วนใหญ่ขนานกับแกนหมุน
• ปั๊มแบบไหลตามแนวแกน  – ปั๊มชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยใบพัดอยู่ภายในท่อ
• ปั๊มเทอร์โบ  – ปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซ

• เทรเกอร์, เออร์วิน อี. 'เทคโนโลยีเครื่องยนต์กังหันแก๊สสำหรับอากาศยาน' ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3, บริษัท แมคกรอว์-ฮิลล์, 1995, ISBN 978-0-02-8018287
• ฮิลล์, ฟิลิป และ คาร์ล ปีเตอร์สัน. 'กลศาสตร์และอุณหพลศาสตร์ของการขับเคลื่อน' ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2, เพรนติส ฮอลล์, 1991. ISBN 0-201-14659-2.
• Kerrebrock, Jack L. 'เครื่องยนต์อากาศยานและกังหันก๊าซ' ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2, เคมบริดจ์, แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT, 1992. ISBN 0-262-11162-4.
• Rangwalla, Abdulla. S. 'พลศาสตร์ของเครื่องจักรเทอร์โบ: การออกแบบและการทำงาน' นิวยอร์ก: McGraw-Hill: 2005. ISBN 0-07-145369-5.
• วิลสัน, เดวิด กอร์ดอน และ ธีโอโดซิออส โคราเคียนิติส. 'การออกแบบเครื่องจักรเทอร์โบและกังหันประสิทธิภาพสูง' ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2, เพรนติส ฮอลล์, 1998. ISBN 0-13-312000-7.