سلسلة محركات الطائرات وانواعها

قسم تخصصات البكالوريوس
1

بسم الله الرحمن الرحيم

دائما مانشتكي في منتدياتنا العلمية من ندرة المواد العلمية التخصصية فيها بل ونضوبها في معظم الأحيان…

وتلافيا لوجود ذلك في منتدانا وإفادة لاخواننا الطلاب فيسرنا أن نطرح سلسلة في محركات الطائرات وأنواعها املين أن يخرج جميع من قراها بالمتعة والفائدة.

وسنحاول أن نمزج دروس هذه السلسلة ببعض الصور والرسوم التوضيحية.

****

علما بان المادة المطروحة قد جمعت من عدة مواقع إضافة الى كتاب " مقدمة في الطيران" والذي يدرس لطلاب مادة AE220 وسنحاول ذكر مقتطفات من شرح الأستاذ الدكتور أحمد القرني لهذ المادة…

2

حأستشير أحد المدرسين وأنزل شي بتخصصي

الله يعطيك العافيه
فكرة رائده…

3

الحلقة الأولى

المحرك من الأجزاء الرئيسية في الطائرة وهو لتأمين قوة دفع للطائرة (لسحب
الهواء ودفعه للخلف بقوة لتتقدم الطائرة للأمام )

وهو على نوعين، فإما أن يكون المحرك:

1-محرك مكبسي (Piston Engine) : (محرك احتراق داخلي كالموجود في السيارات)
يقوم بإدارة المروحة (Propeller) في مقدمة الطائرة أو عدة مراوح على الأجنحة(وهي
كالمراوح المنزلية تدفع الهواء إلى الأمام , لكن في الطائرة فهي تسحب الهواء
وتدفعه إلى الخلف بقوة لتتقدم الطائرة للأمام ) .

يقول **الدكتور أحمد القرني **في شرحه لهذا الدرس:

Thrust is the name of the force that moves a plane forward, or gives it propulsion. The engines of an airplane create propulsion. There are two main kinds of airplane engines: piston and turbine.
A piston engine is an internal combustion engine that burns fuel inside a cylinder to make a piston move up and down. A crankshaft turns this up and down motion into a spinning motion. Cars use this motion to turn their wheels, but planes use this to turn a propeller

وفيما يلي رسم توضيحي لهذا النوع من المحركات:
http://www.planemath.com/activities/pmenterprises/propulsion/resources/piston.gif

4

مشكور على هالمعلومات

تحياتي

5

وين باقي المحركات يا إرهابي؟؟

…
وبالنسبة لأسمك فالصحيح هو : إرهابي وليس أرهابي بفتح الهمزة …

6

الحلقة الثانية**** المحركات التوربينية

2-المحرك التوربيني ( Turbine-engine) و هو على شكلين، فإما أن تستخدم
طاقة الدوران في إدارة مراوح الطائرة مثل المحركات المكبسية ، و إما أن يتم استخدام
قوة نفث كمية من الهواء الحار للخلف لدفع الطائرة (هنا لا حاجة إلى وجود المراوح).

http://www.gernis.net/vb/uploaded/1.gif

كل أنواع المحركات التوربينية أو النفاثة تعمل بنفس المبدأ إذ يمتص المحرك النفاث الهواء
من المقدمة بواسطة المروحة و يضغطه عن طريق سحبه في سلسلة من المراوح ذات الشفرات الصغيرة والمتصلة بعمود إدارة shaft و من ثم يخلط بالوقود , و يشعل مزيج الهواء والوقود بواسطة شرارة كهربائية و ينفجر المزيج بقوة وتتمدد الغازات المحترقة و تتجه نحو التوربين
وهو عدة مراوح تدور وبدورانها تحرك المراوح التي في المقدمة عن طريق العمود المربوطة به , والغازات تتجه بقوة بعدئذ إلى المؤخرة عبر فوهات العادم، هذه القوة المتجهة للخلف تدفع المحرك النفاث و الطائرة للأمام .
الصورة أسفل توضح كيفية تدفق الهواء من خلال المحرك فبعض الهواء يدخل قلب المحرك
وبعضه يتدفق حوله لعملية خفض صوت المحرك ومن ثم يخلط مع الهواء الحار لزيادة قوة الدفع.

http://www.gernis.net/vb/uploaded/2.gif

بناء على ما سبق يمكن تقسيم المحرك التقليدي إلى: ( المروحة Fan) - (الضاغطCompressor )- (غرفة الإحتراقCombustor) - )عنفة أو توربينTurbine ) – (مخرج أو عادم Exhaust nozzle ) ووظائفها كالتالي :

http://www.gernis.net/vb/uploaded/3.gif

مدخل الهواء أو المروحة : لسحب الهواء و إدخاله للمحرك وزيادة سرعته وتوجيهه للضاغط .
الضاغط : وهو عبارة عن مراوح عدة ذات شفرات صغيرة تكون متسلسة خلف بعضها وهي
لضغط الهواء عن طريق عصره في مناطق صغيرة وبعد إرتفاع ضغط الهواء يدخل على غرفة الإحتراق.
غرفة الإحتراق : عند دخول الهواء لها يتعرض لرش من الوقود عن طريق أنابيب صغيرة ومن ثم يتعرض للشرر من عدة قوابس تكون موزعة بشكل دائري و بدرجة حرارة تصل أحياناً إلى 2700 درجة يتمدد الهواء بهذه الحرارة العالية ويندفع للتوربين.
التوربين : بدورانه تدور الضواغط و المروحة فهو موصول بها عن طريق عمود الإدارة ليساعد في إدارتها و له عدة خدمات ومن خدماته أنه يمد نظام التكييف بالهواء المضغوط وكذلك يدير تروس إضافية ملتصقة بالمحرك من الخارج وتخدم هذه التروس الإضافيه مولدات الكهرباء بالطائرة ومضخات عدة.
العادم : وهو المكان الذي تخرج منه قوة الدفع Thrust ومنه يتم إخراج الهواء الساخن والمندفع للخلف ومزجه بالهواء البارد القادم من حول المحرك .

وانتظرونا في القادم.

7

أنواع المحركات النفاثة

1- المحرك النفاث التوربيني ( Turbojet ):

http://www.gernis.net/vb/uploaded/4.gif

محرك مثالي للمحركات التوربينية حيث المروحة و الضواغط و غرفة الاحتراق و التوربين و فوهة العادم، كل الهواء المسحوب إلى داخل الضواغط من المروحة يمر عبر نواة المحرك ثم يحرق ثم يتم إفلاته، وهنا ينشأ الدفع المقدم من قبل المحرك عن قوة سرعة إفلات غازات العادم من المؤخرة.
ولزيادة قوة الدفع لبعض المحركات النفاثة لدى الطائرات المقاتلة يوجد هناك قسم ما بعد الإحراق
( Afterburner) ويوضع قبل العادم وهو عبارة عن أنابيب صغيرة موزعة بشكل منتظم لنشر رذاذ الوقود على الهواء المحترق والقادم من المحرك مما يزيد من حرارة الهواء وتمدده , وبزيادة هذه الحرارة تزيد قوة الدفع بحوالي 40% أثناء الإقلاع و تزيد أكثر أثناء الطيران بسرعات عالية والصورة التالية لمحرك نفاث مع Afterburner.

http://www.gernis.net/vb/uploaded/5.jpg

2-المحرك التوربيني ذو المروحة (Turbofan ):

http://www.gernis.net/vb/uploaded/6.gif

وهو المحرك الشائع لدى أغلب الطائرات المدنية في يومنا هذا , حيث تمت إضافة مروحة كبيرة في مقدمة قسم الضواغط ، تسحب هذه المروحة كميات هائلة من الهواء إلى داخل غلاف المحركات إلا أن كمية صغيرة نسبياً منه فقط تذهب عبر النواة للقيام بعملية الاحتراق وأما الباقي فيندفع خارج غلاف النواة وضمن غلاف المحرك( وهذا ما يجعله مختلف عن المحرك النفاث) ليساعد في خفض صوت المحرك و يختلط مع الهواء الحار في العادم مما يزيد قوة الدفع ويقلل إستهلاك الوقود.
وتكون محركات Turbojet ,Turbofan فعالة للسرعات فوق 800 كم/س .
3- المحرك المروحي التوربيني ( Turboprop):

http://www.gernis.net/vb/uploaded/7.gif

وهو محرك نفاث يدير عمود موصل بمروحة كمروحة المحرك المكبسي , و كثير من الطائرات الصغيرة الاستثمارية تستخدم المحرك المروحي التوربيني، وهذه المحركات فعالة عند الارتفاعات المنخفضة و السرعات المتوسطة حوالي 640 كم/س (400 ميل بالساعة)، الفرق بين Turbofan و Turboprop : أن Turbofan في مروحته 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 من المحرك دفعاً صغيراً يصل إلى 15% من دفع المحرك بشكل عام.
والمحركات الجديدة من هذا النوع زودت بمراوح قصيرة الطول لكن كثيرة العدد وعدل في حوافها لأكثر فعالية في السرعات العالية .
4- محرك عمود الإدارة التوربيني ( Turboshaft) :

http://www.gernis.net/vb/uploaded/8.gif

محرك شبيه بالمحرك المروحي التوربيني لكنه لا يدير المروحة بل لإدارة مراوح الهيلوكوبتر , وهو يستخدم بأكثر طائرات الهيلوكوبتر الموجودة حالياُ , و المحرك مصمم بحيث أن سرعة المراوح مستقلة عن سرعة المحرك مما يتيح لسرعة المراوح أن تكون ثابتة حتى لو تغيرت سرعات المحرك ليتكيف مع الطاقة المنتجة , وبما أن أغلب الطائرات المستخدمة لهذا المحرك تكون على إرتفاعات منخفظة فإن الغبار والأتربة قد تسبب عائقاً له لذا فقد أضيف له عند مدخل الهواء عازل ومصفي من الأتربة .

5- المحرك النفاث التضاغطي(Ramjet ) :

http://www.gernis.net/vb/uploaded/9.jpg

وفكرة هذا المحرك بسيطة وهي الإستغناء عن الضواغط والتوربين , و السماح للمحرك بنفسه بالتعامل مع الهواء بضغطه وتسخينه ودفعه إلى الخلف .
وهذا النوع من المحركات لا يعمل إلا أن يكون متحركاً بسرعة 485كم/س تقريباً ( للسماح بالهواء للدخول بسرعة وضغطه ) , وهو جداً فعال في السرعات العالية تقريباً 3 ماخ ( 3600 كم/س ) ويستخدم غالباً في الصواريخ طويلة المدى والمركبات الفضائية .

http://www.gernis.net/vb/uploaded/10.jpg

ولابد لنا هنا من وقفة:

لأننا ذكرنا المركبات الفضائية فلابد من ذكر ** " محبوبة "**

محبوبة هي الطائرة الفضائية التي قام بتخيلها الأستاذ الدكتور أحمد القرني رئيس قسم هندسة الطيران والفضاء وعمل رسالة الدكتوراة الثانية له عنها

حيث قام بوضع تصميم خاص لطائرة فضائية تختصر مدة السفر من جدة إلى نيويورك في ساعة وثلث تقريبا وقد أسمى طائرته الفضائية " محبوبة" وأنشد فيها بنشيدة ممتعة باللغة الانجليزية يقول في مطلعها ( ماي بلين فلاي ان ذا سكاي)

وأخيرا:
6- المحرك الصاروخي ( Rocket engine) :

http://www.gernis.net/vb/uploaded/11.gif
يعمل محرك الصاروخ بنفس المبدأ، عدا أنه في مجال عديم الهواء في الفضاء يجب على الصاروخ أن يحمل على ظهره هواءه الخاص بشكل وقود صلب أو سائل قابل للتأكسد من أجل القيام بعملية الانفجار.

والحمدلله رب العالمين