كيف تعمل محركات الطائرات، وماهو مصدر القوة التي تدفعها للأمام لسرعات قد تتجاوز سرعة الصوت؟
هناك أنواع كثيرة لمحركات الطائرات، ويختلف تصميمهم حسب الإرتفاع عن سطح الأرض وحسب سرعة الطائرة المطلوبة، في حديثنا سنتناول نوع اعتيادي ونموذجي وهو الـTurbofan Engine
#KFUPM
هناك أنواع كثيرة لمحركات الطائرات، ويختلف تصميمهم حسب الإرتفاع عن سطح الأرض وحسب سرعة الطائرة المطلوبة، في حديثنا سنتناول نوع اعتيادي ونموذجي وهو الـTurbofan Engine
#KFUPM
محركات الطائرات تعمل وفقًا لقانون الدفع المُشتق من قانون حفظ الزخم، وهو ينص على أن كلما زاد الفرق بين سرعة الهواء الداخل والخارج من المحرك، كلما زادت قوة الدفع، أو رياضيًا
F=m(Vout-Vin)
حيث F هي قوة الدفع، وm هي معدل تدفق كتلة الهواء، وVout سرعة الهواء الخارجة وVin سرعته الداخلة
F=m(Vout-Vin)
حيث F هي قوة الدفع، وm هي معدل تدفق كتلة الهواء، وVout سرعة الهواء الخارجة وVin سرعته الداخلة
إذن الهدف الأول للمحرك هو إدخال كمية كبيرة من الهواء للمحرك وإخراجه بسرعة كبيرة لصنع قوة الدفع، ولكن كيف يتم ذلك؟
يتم ذلك بمراحل، وهي مرقمة في الصورة المرفقة
تسحب المروحة الهواء فيدخل عبر الفوهة (Diffuser) في المرحلة 0 إلى 2، أغلبه يمرر (Bypass) حول المحرك والمتبقي يدخل المحرك
يتم ذلك بمراحل، وهي مرقمة في الصورة المرفقة
تسحب المروحة الهواء فيدخل عبر الفوهة (Diffuser) في المرحلة 0 إلى 2، أغلبه يمرر (Bypass) حول المحرك والمتبقي يدخل المحرك
في المرحلة 2 إلى 3 يُضغط الهواء بضاغط طولي (Axial Compressor)، وعادة ما يتم الضغط بعدة مراحل (Multi—Stage) بمعنى أنه يعبر على عدة عنفات (Blade) لتحقيق الضغط المرغوب فيه، وعادة ما يكون الضعط النهائي 40 ضعف المرحلة الأولى، وهذا ليصل الهواء بضغط عالي لغرفة الاحتراق (Combustor)
في المرحلة 3 إلى 4 تتم إضافة الوقود بشكل رذاذ والذي بدوره يشتعل تلقائيًا نتيجة الضغط والحرارة العاليان، يتم تمرير الهواء الذي اكتسب طاقة عالية إلى التوربين (Turbine) والذي بدوره يحول تقريبًا 75% منها إلى طاقة حركية دورانية لإمداد الضاغط والمروحة الخارجية بالطاقة -المرحلة السابقة-
وبذلك ننتهي من المرحلة 4 إلى 5.
تبقى 25% من الطاقة في الهواء الذي داخل المحرك، يمرر إلى خارج المحرك عبر الفوهة (Nozzle) والذي بدوره يخرج بسرعة عالية نتيجة طاقته وبذلك يصنع قوة دفع تدفع طائرة تزن أطنانًا، وبذلك نصل للمرحلة النهائية رقم 9
تبقى 25% من الطاقة في الهواء الذي داخل المحرك، يمرر إلى خارج المحرك عبر الفوهة (Nozzle) والذي بدوره يخرج بسرعة عالية نتيجة طاقته وبذلك يصنع قوة دفع تدفع طائرة تزن أطنانًا، وبذلك نصل للمرحلة النهائية رقم 9
الجدير بالذكر أن الهواء الذي مُرر حول المحرك في المرحلة 2 (Bypass) هو المسؤول عن جزء كبير من قوة الدفع لأن ليس فقط خرج بسرعة أكبر وإنما أيضًا كمية تدفق الهواء عالية وهي أضعاف تلك التي دخلت المحرك، وهو أيضًا ساهم في تبريد المحرك بمروره حوله.
استمتعت جدًا بدراسة هذه المادة (AE422) عند الدكتور نايف قاسم، بدوري أشكره لجهوده واهتمامه المتفاني بطلابه وإنه لشرف لنا أننا تعلمنا بين يديه.
إلى هنا وأشكر القارئ لحسن متابعته، أتمنى أن الموضوع استفدتوا منه واستمتعم في الاطلاع عليه ??
إلى هنا وأشكر القارئ لحسن متابعته، أتمنى أن الموضوع استفدتوا منه واستمتعم في الاطلاع عليه ??
جاري تحميل الاقتراحات...