المحرك النفاث – الجزء الثاني

<div dir="rtl" style="text-align: right;" trbidi="on"><br /><div class="subtitle" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><strong> </strong><img alt="المحرك النفاث " src="http://ebteckar.com/administrator/components/com_form2content/elements/uploader/uload/03032013_38-%D8%B5%D9%88%D8%B1%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83-%D8%A7%D9%84%D9%86%D9%81%D8%A7%D8%AB-02.jpg" width="300" /></div><br /><div class="subtitle"><strong>وصف الاختراع :</strong></div><div style="margin-top: 0px;">في منتصف القرن العشرين شهدت المحركات النفاثة تطورا كبيرا وتنوعت أنواعها وسنوضح من خلال هذا الجزء أنواع تلك المحركات وآليات عملها المختلفة . <br /><br /><b>يوجد نوعان من المحركات وهما : </b><br /><br /> الأول: التوربين النفاث وهو محرك الاحتراق الداخلي ويُستخدم لدفع الطائرة حيث يقوم بشفط الهواء من خلال مدخل المحرك إلى داخل الضاغط ويضغطه، وبعد عدّة مراحل من الضغط الشديد يدخل إلى غرفة الاحتراق، وفي هذه الغرفة يخلط الوقود مع الهواء المضغوط ويشعل بين دوامة من مقابض اللهب ثم تخرج الغازات الحارة من عملية الاحتراق من الغرفة بغزارة إلى التوربين الغازي حيث تنزع منها طاقة لتشغيل الضاغط وبعدها يتمدد دفق الغاز إلى الضغط المحيط خلال الخرطوش الدافع للخارج، مما ينتج نفث هواء عالي السرعة، فإن كانت سرعة النفث أعلى من سرعة الطائرة خلال الرحلة، فسيكون هناك صافي دفع للأمام لهيكل الطائرة. <br /><br />والثاني هو محرك التوربين المروحي: وتكون محركات الطائرات النفاثة محركات توربينية مروحية، يعمل فيها ضاغط الضغط المنخفض LP كمروحة ويعطي شحنة زائدة من الهواء لقلب المحرك وللمجرى الجانبي المحيط بالقلب، ويمر تيار الهواء الجانبي باتجاهين: الخرطوش البارد الخارجي، أو يختلط مع الغازات الخارجة من عادم التوربين ذو ضغط LP المنخفض، قبل التمدد خلال خرطوش التيار المختلط. ترغب شركات الطيران عادةً بالحصول على تلك المحركات بسبب سرعة العادم ما دون الصوتية التي تلاءم سرعة الطيران، التي ترغب بها تلك الشركات. <br /><br />ويختلف التوربين النفاث عن محرك المراوح في عدّة نقاط فالتوربين النفاث يأخذ كمية قليلة من الهواء ويضغطها إلى كمية ضخمة، بينما المراوح تسحب كميات ضخمة من الهواء وتضغطها إلى كمية صغيرة، كما أن عادم التوربين النفاث عالي السرعة يجعلها ذات كفاءة بالسرعات العالية وبالارتفاعات العالية، وتعتبر محركات المراوح التي تدار بالتوربين الغازي والمعروفة باسم محرك مروحة توربينية الأكثر شعبية وكفاءة بالطائرات ذات السرعات المنخفضة وتلك التي تطير مسافات قصيرة. <br /><br /><b>تتشابه المكونات الأساسية عند معظم أنواع المحركات النفاثة وإن كانت جميعها لا تحتوي كل القطع، فالقطع الأساسية تتكون من:</b><br />• المقطع البارد <br />• مدخل الهواء: (فتحة المحرك) <br />• الضاغط: يكون الضاغط من عدة مراحل، وكل مرحلة تحتوي على أسطوانة ريش دوارة وأخرى ثابتة. <br />• المشترك <br />• عمود الدوران : يصل هذا العمود بين التوربين والضاغط، ويدور خلال معظم المحرك. <br />• المقطع الحار <br />• غرفة الاحتراق : هي الغرفة التي يختلط بها الوقود مع الهواء المضغوط فيحترقان وسط اللهب. <br />• التوربين: وهو سلسلة أسطوانات من الريش الدائرية تعمل كدولاب طاحونة تكتسب الطاقة من الهواء الحار وتبقي بعضًا من تلك الطاقة بغرفة الاحتراق لكي يدير الضاغط. <br />• جهاز غرفة الاحتراق المساعد: يستخدم بالطائرات العسكرية <br />• الخرطوش : الغازات الحارة تخرج من المحرك خلال الخرطوش إلى الهواء الطلق، والهدف من وراء ذلك إنتاج سرعة نفاثة عالية ويكون الخرطوش بمعظم الأحوال مجمع للهواء الخارج. <br /><br /><b>أما بالنسبة للأنظمة الأساسية للمحرك فهي:</b><br /><br /><b>1)نظام التبريد:</b><br /><br />تتطلب المحركات النفاثة غازات حارة جدًا حتى تصبح أكثر كفاءة، ويؤمن لها ذلك عن طريق حرق وقود هيدروكربوني أو هيدروجيني، الأمر الذي يرفع من درجة حرارة الاحتراق لتصل إلى 3227 درجة مئوية، وهذا أعلى من درجة انصهار معظم المعادن. وهذا ما يدعو إلى استخدام نظام التبريد لجعل درجة حرارة المعادن أقل من درجة انصهارها. <br /><br /><b>2) نظام التهوية:</b><br /><br />يحيط نظام التهوية بغرفة الاحتراق ويضخ على أطراف صفائح التوربين الدوارة هواء التبريد، الذي يمر من خلال فتحات التنظيم إلى شفرات التوربين فتخفف عنه الحرارة العالية ثم يخرج مع تصريف الهواء إلى تيار الغاز الخارج. <br /><br /><b>3) نظام الوقود:</b><br /><br />يُستخدم نظام الوقود، إلى جانب استخدامه في ضخ الوقود للمحرك، للتحكم بسرعة دسر المراوح الخارجية وبدفق الهواء للضاغط وتبريد زيت التشحيم ويدخل الوقود على شكل رذاذ طيار داخل غرفة الاحتراق، ويتم التحكم بالكمية بشكل تلقائي اعتمادًا على معدل دفق الهواء. <br /><br /><b>4) وحدة التحكم بالوقود ومضخته:</b><br /><br />تلك الوحدة أشبه بحاسوب ميكانيكي، يقرر الخارج من الطرمبة بواسطة منظومة من الصمامات التي تتحكم بضغط الوقود فتسبب التغير بالكمية. <br /><br /><b>5) نظام تشغيل المحرك:</b><br /><br />يعتمد نظام التشغيل على نظام الوقود وعملية اشتعال خليط الهواء مع الوقود داخل غرفة الاحتراق. عادةً ما يكون هناك محرك خاص يُطلق عليه تسمية وحدة الطاقة الاحتياطية (APU)، يُستخدم لتشغيل المحرك من خلال تدوير الضاغط إلى سرعة تمكنه من تشغيل التوربين، وهناك عدة أنواع من نظم التشغيل: كهربائي وهيدروليكي وهوائي. <br /><br /><b>6) الإشعال:</b><br /><br />تقع شمعتي إشعال بمكانين مختلفين داخل غرفة الاحتراق، وتظل مستمرة بإصدار شرارة داخل الغرفة حتى تمنع إطفاء الشعلة. وهناك حدود للارتفاع وسرعة الهواء لا ينبغي على المحرك أن يتخطاها حتى يبقى قادرًا على الحصول على نسبة الإشعال المطلوبة <br /><br /><b>7) نظام التشحيم:</b><br /><br />يستخدم نظام التشحيم للمحافظة على وجود الشحم في أماكن التحميل والارتكاز لمنع الاحتكاك والتأكد من عدم ارتفاع درجة حرارة تلك الأماكن، ويمنع التشحيم أيضًا دخول الأجسام الغريبة إلى أي من القطع المتحركة داخل المحرك ككراسي التحميل والتروس والمسننات. <br /><br />وأخيرا يعد المحرك النفاث أحد أهم الاختراعات التي ساهمت في تطور وتقدم العالم وخاصة بعد الطفرة التي شاهدتها المحركات في القرن العشرين التي طرقت على المحرك النفاث لتطوره وتزيد من كفاءته وقدرته على مواكبة التطور والاحتياج الملائم لتلك الحقبة الزمنية.</div><div class="subtitle"><strong>الفترة الزمنية :</strong></div><div style="margin-top: 0px;">من منتصف القرن العشرين وحتى الآن</div></div>

المحرك النفاث – الجزء الثاني

  وصف الاختراع : في منتصف القرن العشرين شهدت المحركات النفاثة تطورا كبيرا وتنوعت أنواعها وسنوضح من خلال هذا الجزء أنواع تلك المحركات وآلي...

مزيد من المعلومات »

فكرة المحرك النفاث.. اختراعات القرن العشرين منذ البداية

<div dir="rtl" style="text-align: right;" trbidi="on"><br /><div class="subtitle" style="clear: left; float: left; margin-bottom: 1em; margin-right: 1em;"><strong> </strong><img alt="المحرك النفاث" src="http://ebteckar.com/administrator/components/com_form2content/elements/uploader/uload/03032013_38-%D8%B5%D9%88%D8%B1%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83-%D8%A7%D9%84%D9%86%D9%81%D8%A7%D8%AB-01.jpg" width="300" /></div><br /><div class="subtitle"><strong>وصف الاختراع :</strong></div><div style="margin-top: 0px;">ترجع بنا الذاكرة إلى ما قبل طائرة الأحلام النفاثة (بوينج 787) ثنائية المحرك إلى ما قبلها من موديلات وطرازات عديدة من ناحية المحركات وقوتها وسرعتها في عالم الطيران.. ولكن اليوم سنأخذ جولة تاريخية منذ بداية فكرة المحرك النفاث وكيف بدأ وتتطور حتى وصل إلى ما هو عليه الآن.. <br /><br />أولا نود أن نشير إلى مفهوم "المحرك النفاث" وهو محرك ينفث (الموائع (أي الماء أو الهواء بسرعة فائقة لينتج قوة دافعة اعتماداً على مبدأ قانون نيوتن الثالث للحركة، وهذا التعريف يشمل أيضا التوربين النفاث، والتوربين المروحي، والصواريخ، والنفاث التضاغطي، والنفاث النبضي، وأيضا المضخات النفاثة. <br /><br />ولكن يُقصد بالمحرك النفاث" محرك بريتون لدورة التوربين الغازي" أو اختصاراً التوربين الغازي ذو ضاغط الغاز المدعوم من دفع الهواء أو الماء له، والذي تنتج طاقته المتبقية الدفع أو القوة الدافعة، وقد عرف الناس بأن التوربين الغازي يعرّف بأنه جزء من المحركات النفاثة التي تشكل محركات احتراق داخلي دون أن تُظهر أي شكل من أشكال الاحتراق خارج المحرك. <br /><br />وتُستخدم المحركات النفاثة بالأساس للطائرات ذات المدى الطويل، فالطائرات القديمة كانت تستخدم محرك توربين نفاث لم يكن بذات الكفاءة المطلوبة مما أدى لاستخدام الطائرات الحديثة محركات توربين مروحي ذات تحويله جانبية كبيرة لزيادة معدل السرعة والمدى وتوفير كفاءة أفضل لاستهلاك الوقود، حيث بلغت نسبة استهلاك تلك المحركات النفاثة من الاستهلاك العالمي للوقود حوالي 7.2% عام 2004. <br /><br />والآن تعالوا معنا في جولة تاريخية تعرض لنا ما قبل النفاث وحتى يومنا هذا.. <br />ما قبل النفاث.. فترجع جذور المحركات النفاثة إلى القرن الأول الميلادي عندما اخترع "هيرون الإسكندراني" محرك بخاري بسيط أسماه "كرة إيولوس" تيمنا بإله الرياح عند الإغريق يستخدم قوة البخار من خلال فتحتين نفاثتين متعاكستين، الأمر الذي يجعل الكرة تدور بسرعة شديدة حول محورها. <br /><br />ثم ظهر الدفع النفاث عند الصينيين بالقرن الثالث عشر، حيث كانت تستعمل بالألعاب النارية ثم تطورت بسرعة لتصبح شكل من أشكال الأسلحة، وقد أعطيت أول براءة اختراع للتوربين الثابت للسيد "جون باربر" بإنجلترا عام 1791، واستمر التوربين الغازي بدائيًا حتى عقد الثلاثينات من القرن العشرين، وفي عام 1923 كتب "إدجار بكنجهام" من المكتب الوطني الأمريكي للمقاييس تقريراً شكك فيه على قدرة المحرك النفاث اقتصادياً في منافسة الطائرات ذات المراوح بالارتفاعات أو السرعات المنخفضة وقال فيه: "لا يوجد أي فرصة حالية تمكن المحركات ذات المراوح النفاثة من النوع الموجود أن تكون عملية وفعالة حتى بالمجال العسكري" . <br /> <br />ولكن بدأ المهندسون في التفكير في تطوير كفاءة المحرك لتتخطى الحواجز، لذلك كان ينبغي إما تطوير تصاميم محركات المكبس، أو إنتاج شكل جديد مختلف تماما من ماكينات الطاقة، وبهذا كانت تلك الحركة التطويرية قد تعدت مرحلة محرك التوربين الغازي وأنتجت ما يسمى بالمحرك النفاث، ويعتبر هذا الابتكار الثورة الثانية في عالم الطيران منذ طيران الأخوان رايت الأول. <br /><br />وبحلول عام 1930 ابتكروا العلماء المحرك المكبس ذا الأشكال المختلفة (القطر الثابت والقطر الدوار، المبرد بالماء أو بالهواء) فكان بهذا الشكل الوحيد المتوفر لاستخدامه في الطائرات في ذلك الوقت، ولقى قبولاً واسعًا بسبب انخفاض كفاءة الطائرات التي كانت متوافرة حينئذ. <br /><br />وفي عام 1929 عرض الطيّار "فرانك ويتل" أفكاره عن التوربين النفاث بشكل رسمي وحصل على براءة الاختراع بعد ذلك بسنة في إنجلترا واعتمد عام 1932، وقد أخرج هذا الاختراع للعالم ضاغط دفع محوري ذو مرحلتين يغذي ضاغط الطرد المركزي أحادي الطرف، وكان يركز على أبسط ضاغط بالطرد المركزي فقط. وكانت نتيجة هذا الاختراع ظهور أول محرك يعمل على الوقود السائل ويحتوي على مضخة خاصة به عام 1937. <br /><br />وكانت تصاميم المحركات النفاثة الأولى تصاميم هجينة حيث كانت مصادر الطاقة تستخلص أولاً بضغط الهواء ثم تُخلط مع الوقود للاحتراق لتولّد دفعًا نفاثًا للمحرك. <br /><br />وفي عام 1935 بدأ "هانز فون أوهين" العمل على تصميم مشابه بألمانيا، وبعد هذه المحاولة قابل أوهين "إرنست هينكل "أحد كبار مصنعي الطائرات في ذاك الوقت وعرض عليه تصميم للمحرك الموعود، ثم في صباح 27 أغسطس سنة 1939، وكانت أول طائرة تطير باستخدام المحرك النفاث. <br /><br />ثم بدأ المسئولون ينظرون إلى محرك "فرانك ويتل" بنظرة إيجابية وبدأت شركة محركات الطاقة المحدودة (Power Jets Ltd) تحصل على الدعم من وزارة الدفاع للمساهمة في مساعدته على إكمال المشروع، وفي عام 1941 طارت أول طائرة تحمل اسم (جلوستر E.28/39) بمحرك من إنتاج شركة ويتل، بقوة دفع وصلت إلى 4 كيلو نيوتن. <br /><br />ثم طورت محركات دفق الطرد المركزي من تقنية الارتكاز، فازدادت سرعة عمود الدوران الرئيسي بالمحرك، وتقلص قطر ضاغط الطرد المركزي . ثم أصبح استعمال المحركات النفاثة واسع الانتشار في عدد من أسلحة الجو حول العالم بحلول عقد الخمسينات من القرن العشرين، ولم يدخل استعمال هذه المحركات في نطاق الطائرات المدنية بشكل عام إلا بحلول عقد الستينيات، عندما أصابت حمى التطوير محركات المراوح التوربينية فأخرجت المحرك المكبس من النظام بأكمله وجعلته مخصصًا للطائرات الصغيرة المخصصة للخدمات العامة.. وكانت هذه بمثابة طفرة عملاقة في عالم الطائرات فائقة السرعة .. انتظرونا في الجزء الثاني لمعرفة تفاصيل أكثر عن تلك الطفرة التي أحدثتها تلك المحركات في حياتنا الحديثة .</div></div>

فكرة المحرك النفاث.. اختراعات القرن العشرين منذ البداية

  وصف الاختراع : ترجع بنا الذاكرة إلى ما قبل طائرة الأحلام النفاثة (بوينج 787) ثنائية المحرك إلى ما قبلها من موديلات وطرازات عديدة من ناح...

مزيد من المعلومات »