All categories
Featured selections
Trade Assurance
Buyer Central
Help Center
Get the app
Become a supplier

حول محركات النفاثة

أنواع محركات نفاثة

محرك النفاثة هو نوع من محركات الاحتراق الداخلي التي تدفع الطائرات عن طريق طرد نفاثات الغاز. تستخدم الطائرات الحديثة محركات التوربينات المروحية، وهي نوع من محركات التوربينات ومحركات النفاثة. ومع ذلك، هناك بعض أنواع أخرى من المحركات التي يمكن تطبيقها على السيارات والطائرات الأصغر حجمًا، وهي تستحق الذكر.

  • التوربيني المروحي:

محرك التوربيني المروحي هو النوع الأكثر شيوعًا من محركات الطائرات. ويمكن تقسيمه إلى الأنواع المدرجة أدناه.

  • التجاوز:

تستخدم محركات التوربينات المروحية الحديثة هواء التبريد في قناة التجاوز لتحسين الكفاءة الحرارية للمحرك. يمكن تقسيم التوربينات المروحية ذات التجاوز إلى محركات عالية التجاوز (أكثر من 70%) ومنخفضة التجاوز (حوالي 20-30%) اعتمادًا على نسبة التجاوز. تستخدم التوربينات المروحية عالية التجاوز بشكل أساسي كمحركات طائرات. تُستخدم محركات التوربينات المروحية منخفضة التجاوز كمحركات طائرات.

  • مزدوج المدخل:

يحتوي التوربيني المروحي ذو المدخل المزدوج على مدخلين للهواء أمام محركه. يعزز هذا النوع من المحركات ارتفاع الضغط في مرحلة المروحة ويقلل من فقدان الأداء في وسط المحرك للطيران دون سرعة الصوت. للطيران الأسرع من الصوت على ارتفاع عالٍ، تُستخدم التوربينات المروحية ذات المدخل المزدوج في بعض محركات الاحتراق اللاحق.

  • مروحة مسننة:

في محرك التوربيني المروحي المسنن، يتم استخدام علبة التروس لفصل سرعة دوران المروحة عن سرعة نواة المحرك. تتمثل ميزة هذا الفصل في أن المروحة يمكن أن تعمل بسرعة مثالية بشكل مستقل عن نواة المحرك. يسمح هذا بتحويل أكثر كفاءة للطاقة من المحرك إلى الدفع.

  • مروحة مفتوحة:

يشبه تصميم المروحة المفتوحة المروحة حيث أنه يعرض الدوار لتدفق الهواء. يمكن لمحركات المروحة المفتوحة أن تطير بشكل أسرع وأكثر اقتصاديًا من محركات التوربينات المروحية التقليدية.

  • التوربيني الدفعي:

يستخدم محرك التوربيني الدفعي توربينة غازية لتشغيل مروحة. مثل محركات النفاثة الأخرى، تعمل محركات التوربينات الدفعية عن طريق سحب الهواء وضغطه، حيث يتم تسخينه وتوسيعه. ثم يدفع الهواء المضغوط محركًا عالي السرعة متصلًا بالمروحة. تُعد محركات التوربينات الدفعية مناسبة بشكل أفضل للطائرات المدنية الأصغر حجمًا التي تسافر بين مسافات قصيرة وبعض طائرات المقاتلة العسكرية.

  • الشاحن التوربيني:

تُستخدم محركات الشاحن التوربيني في بعض السيارات. يتم تشغيلها بواسطة توربينات غازات العادم. دورها هو زيادة كمية الهواء الداخلة إلى كتلة المحرك عن طريق تدوير توربينة، مما يعزز قوة السيارة.

  • الرامجت:

يختلف محرك ramjet عن غيره في أنه لا يحتوي على أجزاء متحركة. يقوم ramjet بضغط الهواء الداخل بسبب سرعة الطائرة العالية. يتم حقن الوقود في الهواء المضغوط، حيث يشعل ويولد الدفع. لا يمكن تطبيق ramjets إلا للطيران الأسرع من الصوت وأسرع من الصوت.

مواصفات وصيانة محركات نفاثة

مواصفات

  • الكتلة: تُعد كتلة المحرك مواصفة أساسية، خاصة في مجال الطيران التجاري. يسعى المصنعون باستمرار إلى إيجاد طرق لتقليل كتلة المحرك مع الحفاظ على السلامة الهيكلية لتعزيز الكفاءة والأداء العام للطائرة.
    على سبيل المثال، يبلغ وزن محرك CFM LEAP 1,800 كجم.
    يبلغ وزن محرك GE9X حوالي 1,700 كجم.
    قد يصل وزن محرك رولز رويس ترينت 1000 إلى 1,600 كجم.
  • الأبعاد: يُعد طول المحرك بُعدًا حيويًا، خاصة في مجال الطيران التجاري. يهدف مصنعو المحركات إلى زيادة طول المحرك لزيادة نسب التجاوز مع تقليل القطر لتقليل السحب وتحسين كفاءة الرحلة.
    على سبيل المثال، يبلغ طول محرك ترينت 1000 3.4 متر.
    يبلغ طول GE90-115B 3.6 متر.
    يبلغ طول طراز محرك PW4000 4.2 متر.
  • الدفع: يمثل الدفع القوة التي يولدها محرك طائرة لدفع طائرة للأمام أو رفعها في الهواء. تعتمد كمية الدفع المحددة التي ينتجها محرك على العديد من العوامل، بما في ذلك تصميم المحرك وحجمه وهدفه.
    على سبيل المثال، يبلغ دفع محرك GP7200 حوالي 320 كيلو نيوتن.
    يبلغ دفع GE90 حوالي 350 كيلو نيوتن.
    علاوة على ذلك، يمكن أن تولد محركات التوربينات النفاثة المصممة لطائرات المقاتلة العسكرية ما بين 20 كيلو نيوتن و 50 كيلو نيوتن من الدفع، اعتمادًا على تصميم المحرك والطائرة المحددة.
  • المواد: تعتمد متانة المحركات وسلامتها وأدائها بشكل كبير على المواد. يستخدم المصنعون مجموعة متنوعة من المعادن والمواد المعدنية لتحمل الظروف القاسية التي تعمل فيها، بما في ذلك درجات الحرارة والضغوط ومستويات الإجهاد العالية.
    التيتانيوم: إنها مادة قوية وخفيفة الوزن تُستخدم في شفرات مروحة محرك النفاثة وشفرات الضاغط والغطاءات. تم بناء الطائرات الأحدث، مثل بوينج 787 دريملاينر، بمحركات تيتانيوم لتعزيز كفاءة استهلاك الوقود.
    ألياف الكربون: إنها مادة عالية الأداء تُستخدم في تصنيع شفرات المروحة في محركات النفاثة الحديثة. ألياف الكربون خفيفة الوزن وقوية، مما يجعلها مادة مثالية لتحسين أداء المحرك.

صيانة

بشكل عام، يمكن أن يؤدي عدم صيانة طائرة إلى العديد من الحوادث، قد يكون كل منها مميتًا. لذلك، ستشمل صيانة محرك النفاثة ما يلي:

  • مراقبة الأداء: يشمل ذلك أخذ بيانات أداء المحرك بانتظام وتحليلها لتحديد المشكلات المحتملة قبل أن تتحول إلى مشكلات أكثر خطورة.
  • الفحوصات المنتظمة: يقدم مصنعو المحركات عادةً فترات زمنية موصى بها للفحص. يمكن أن يساعد الحفاظ على جدول الفحص في تحديد المشكلات مثل الشقوق والتسريبات والاهتراء المفرط.
  • الصيانة العامة: تتضمن تنظيف مكونات المحرك وتعدادها وضبطها بانتظام.
  • تغيير الزيت والفلاتر: يمكن أن يؤدي استبدال زيت محرك الطائرة والفلاتر إلى منع التلوث وضمان تشغيل المحرك بشكل مثالي.

سيناريوهات محركات نفاثة

تُعد محركات النفاثة للطائرات العمود الفقري لصناعة الطيران وتدعم بشكل أساسي شركات الطيران التجارية. ومع ذلك، لا يقتصر الغرض الأساسي منها على ذلك.

  • الطيران التجاري:

    تُشغّل محركات النفاثة غالبية الطائرات التجارية. نتيجة لذلك، يجب أن يضمن تصميمها ووظائفها الكفاءة والموثوقية وتصحيح تبسيط إجراءات الصيانة، وبالتالي السماح بعدد لا يحصى من رحلات العمل والسفر الدولي.

  • نقل البضائع:

    تلعب محركات النفاثة أيضًا دورًا أساسيًا في نقل البضائع حول العالم. بينما لا داعي للقلق بشأن راحة الركاب في طائرات الشحن، لا تزال بحاجة إلى أن تكون فعالة وموثوقة حتى يمكن نقل البضائع بسرعة.

  • الطيران العام:

    على الرغم من أن الطائرات الصغيرة تستخدم عادةً محركات المكبس، إلا أن بعض الطائرات النفاثة موجودة وتُستخدم للنقل المريح بالإضافة إلى طائرات الأعمال الخاصة أو سيارات الأجرة الجوية. تحتاج هذه الطائرات إلى الطيران بسرعة أعلى من مركبات الطيران العام بالإضافة إلى وجود سعة أكبر.

  • التطبيقات العسكرية:

    تختلف محركات النفاثة المصممة للاستخدام العسكري عن محركات النفاثة التجارية في الغرض والهندسة المعمارية. تعتمد المقاتلات والقاذفات وطائرات النقل جميعها على هذه الأنواع من النفاثات. على الرغم من وجود حاجة إلى أن تكون أكثر اقتصادًا من النفاثات التي تستخدمها الطائرات المدنية، فقد لا يكون ذلك ممكنًا دائمًا لأن الطائرات العسكرية يجب أن تتمتع بسرعات أعلى.

  • استكشاف الفضاء:

    على الرغم من أن محركات النفاثة التي تتنفس الهواء لا يمكنها العمل خارج الغلاف الجوي للأرض وبالتالي لا تلعب أي دور في السفر إلى الفضاء، إلا أن تصميمها يمكن أن يلهم التطورات في أنواع أخرى من أنظمة الدفع المستخدمة لاستكشاف الفضاء الخارجي.

  • السفر الأسرع من الصوت وأسرع من الصوت:

    تُعرف النفاثات التي تتدفق بسرعات Mach 1 أو أعلى باسم الأسرع من الصوت، بينما تلك التي تتجاوز Mach 5 تصل إلى سرعة أسرع من الصوت. تستخدم جميع النفاثات الأسرع من الصوت محركات تتنفس الهواء، مثل scramjets، والتي تحتوي على مدخل وحجرة احتراق وفوهة عادم مدمجة في جزء واحد. حاليًا، هناك بعض الطائرات التجارية التي يمكنها الطيران بهذه السرعات القصوى. ومع ذلك، تظل نادرة للغاية.

  • البحث والتطوير: