من أجل أن تؤمن الطائرة فوة دفع فلابد لها من استخدام المحركات والتي هي على نوعين، فإما أن يكون المحرك مكبسياً (محرك احتراق داخلي كالموجود في السيارات) يقوم بإدارة مروحة وحيدة (Propeller) كما في طائرة الهلكوبتر ، أو أن يكون المحرك توربينياً و له نمطين :
- فإما أن تسُتخدم طاقة دوران العنفة بالمحرك في إدارة مراوح الطائرة كما في المحركات المكبسية.
- و إما أن يتم استخدام قوة نفث الغازات الهائلة الخارجة من المحرك بسرعة كبيرة في دفع الطائرة ،وهنا لا حاجة إلى وجود المراوح ،وفي هذه الحالة تكون المحركات ذات تقنية عالية.
حاليـاً وفي جميع الطائرات المدنية منها والعسكرية يتم استخـدام المحركات النفاثة وتوجد عدة شركات في العالم مهمتها إنتاج محركات نفاثة بتقنيات عالية ، حيث يعتبر المحرك النفاث من أهم وأعقد أجزاء الطائرة ، من أهم الشركات العاملة : Rolls-Royce البريطانية و General-Electric و Pratt-Whitney الأمريكيتان .
أقسـام المحـرك النفـاث : بناء على ما سبق يمكن تقسيم المحرك التقليدي إلى: مدخل هواء - ضواغط - غرفة أو غرف احتراق - عنفة أو توربين - مخرج أو فوهة، يمكن العودة إلى الرسوم الإيضاحية آخر هذه الصفحة لرؤية هذه الأجزاء بشكل واضح، إن وظيفة التوربين هي توليد بعض الطاقة اللازمة للطائرة بالإضافة إلى الطاقة اللازمة لتشغيل الضواغط، بالتالي فأقسام المحرك الرئيسية هي :
1- لمدخلInlet Duct .
2- الضاغط Compressor .
3 - حجرة الاحتراق ( أو متعددة الحجر ) .Combustion Chamber.
4- العنفة Turbine.
5- فوهـة خروج الغازات Exhaust .
كما يحوي المحرك العنفي الغازي على أجـزاء مساعدة:
· نظام الوقود Fuel System .
· نظام الإقلاع .Starting Sysytem
· نظام التبريد Cooling System.
· نظام التزييت Lubrication System.
· نظام الإشعال System Ignition .
· نظام حقن الماء .
· نظام الحراق الإضافي Afterburner .
· مروحة Fan .
· العنفة الحرة .
· علبة سرع لتحريك الـ propeller .
و غيرها من الأنظمة الإضافية و الأجزاء لزيادة أو تغير عملية تشغيل المحرك أو أداءه أو استعماله.
تم البحث في مراحل تطوير صناعة الطيران من أجل إيجاد محرك ذو طاقة أكبر ووزن أخف وذو وثوقية عالية، إذ أن المحرك المكبسي يظل آلية معقدة نسبياً مؤلفة من قطع ميكانيكية ذات أجزاء آلية كثيرة دقيقة للغاية تتحرك ضمن مجالات كبيرة و بحركة معقدة، لذا كان المحرك النفاث بمثابة الحل لكل مشاكل الدفع في الطائرات.
مبـدأ عمـل المحـرّكـات النفـاثـة : تعمل المحركات التوربينية أو النفاثة على مبدأ نيوتن الثالث في الحركة، و الذي ينص على أنه لكل فعل رد فعل يساويه في القيمة ويعاكسه في الاتجاه، إذ يمتص المحرك النفاث الهواء من المقدمة و يضغط الهواء بالضاغـط ثم تمريره في سلسلة من المكابس"الحجرات" الحلزونية ويخلطه بالوقود عن طريق تذريره ثم يشعل المزيج الذي ينفجر بقوة عظيمة فتتجه غازات الاحتراق ذات الطاقة العالية نحو مؤخرة لتمر عبر فوهة المحرك ذات المقطع المتضايق، تتحول طاقة هذه الغازات من الطاقة الكامنة الموجودة فيها نتيجة درجة حرارتها العالية إلى طاقة حركية تُوازَن بقوة مكافئة مما تؤدي لدفع المحرك النفاث -و بالتالي الطائرة المتصلة به- للأمام.
يعمل محرك الصاروخ بنفس المبدأ، عدا أنه في مجال عديم الهواء في الفضاء يجب على الصاروخ أن يحمل على ظهره هواءه" أوكسيجينه" الخاص بشكل وقود صلب أو سائل قابل للتأكسد من أجل القيام بعملية الانفجار.
يوجد هنالك أنواع متعددة مختلفة من المحركات النفاثة. الشكل الأبسط لها هو المحرك النفاث التضاغطي (رامجيت RAMjet)، هذا المحرك يستخدم فقط عند السرعات العالية حيث لا يوجد به قسم الضواغط أو العنفات و إنما فقط فوهات فوق صوتية (متقاربة-متباعدة) بحيث يستفيد من هذه السرعة في ضغط الهواء أو إجبار الهواء على الدخول إلى المحرك، و هكذا لا يحتاج إلى قسم الضواغط، هذه البساطة يقابلها حاجته إلى سرعة عدة مئات الأميال بالساعة قبل أن يكون المحرك قادراً على العمل.
يعتبر المحرك النفاث التوربيني (Turbojet) هو المحرك النظري المثالي حيث يحتوي على قسم المدخل و الضواغط و غرفة الاحتراق الداخلي و التوربين من أجل إنتاج بعض الطاقة من العادم و فوهة العادم، ففي المحرك النفاث التوربيني (Turbojet) كل الهواء المسحوب إلى داخل الضواغط من مقدمة المحرك يمر عبر نواة المحرك ثم يحرق ثم يتم إفلاته، وهنا ينشأ الدفع المقدم من قبل المحرك عن قوة سرعة إفلات غازات العادم من المؤخرة.
هناك لفظة مشتقة حديثة تعرف باسم النفاث التوربيني ذو المروحة (توربوفان Turbofan)، حيث تمت إضافة مروحة في مقدمة قسم الضواغط ضمن غلاف المحرك ،تسحب هذه المروحة كميات هائلة من الهواء إلى داخل غلاف المحركات إلا أن كمية صغيرة نسبياً منه فقط تذهب عبر لب المحرك للقيام بعملية الاحتراق وأما الباقي فيندفع بممر ثانوي خارج غلاف اللب وضمن غلاف المحرك، إن هذا السيل الذي سحبته المروحة يختلط بغازات العادم النفاث الساخنة عند فوهة المحرك حيث تبرد الغازات وتخفف من ضجة النفث، وبالإضافة إلى ذلك فإن المروحة تسرع عملية نفث هذه الكتلة الهوائية كبيرة الحجم من الفوهة وتولد بذلك دفعاً كبيراً، وحتى لو أنه لم يحترق فإنه يقوم مقام المروحة الدافعة (Propeller).
في الواقع، تستخدم بعض المحركات النفاثة الصغيرة لتدوير المراوح وتعرف المحرك المروحي التوربيني (Turboprop)، تنتج هذه المحركات الكم الأكبر من دفعها من خلال المراوح التي تدار بواسطة محرك نفاث عبر مجموعة من التروس، و كمنبع لطاقة المراوح يعتبر المحرك التوربيني كاف جداً، و كثير من الطائرات الصغيرة الاستثمارية و التي تحمل ركاباً من 19 و حتى 70 راكباً تستخدم المحرك المروحي التوربيني، وهذه المحركات مناسبة جداً عند الارتفاعات المنخفضة و السرعات المتوسطة حوالي 640 كم/س (400 ميل بالساعة)، الفرق بين Turbofan و Turboprop أن المروحة Fan ليست لتوليد الدفع و إنما لسحب الهواء و الدفع ناتج عن نفث الغازات، أما المروحة الدافعة Propeller فوظيفتها إنتاج الدفع فيما يكون لنفث الغازات دفعاً صغيراً يصل إلى 15% من دفع المحرك بشكل عام.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] المحرك التوربيني النفاث Turbojet [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] المحرك التوربيني ذو المروحة Turbofan [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] المحرك المروحي التوربيني Turboprop
عدد المشاركات
الأحد سبتمبر 19, 2010 2:43 am