كيف يعمل المحرك النفاث وطريقة عمله ؟

يوضح لك هذا الرسم البياني المبسط العملية التي يقوم من خلالها المحرك النفاث بتحويل الطاقة في الوقود إلى طاقة حركية تجعل الطائرة تحلق في الهواء. (يستخدم جزءًا صغيرًا من الصورة العلوية في هذه الصفحة ، التقطها إيان شوينبيرج بإذن من البحرية الأمريكية):
رسم تخطيطي للعمل الفني يوضح كيفية عمل المحرك النفاث

بالنسبة لطائرة أبطأ من سرعة الصوت ، يتحرك المحرك في الهواء بسرعة حوالي 1000 كم / ساعة (600 ميل في الساعة). يمكننا أن نفكر في المحرك على أنه ثابت ويتحرك الهواء البارد تجاهه بهذه السرعة.
تمتص مروحة في المقدمة الهواء البارد إلى المحرك وتدفعه عبر المدخل. يؤدي هذا إلى إبطاء الهواء بنسبة 60 بالمائة وتبلغ سرعته الآن حوالي 400 كم / ساعة (240 ميلاً في الساعة).
مروحة ثانية تسمى ضاغط تضغط الهواء (تزيد من ضغطه) بحوالي ثماني مرات ، وهذا يزيد من درجة حرارته بشكل كبير.
يتم ضخ الكيروسين (الوقود السائل) في المحرك من خزان الوقود في جناح الطائرة.
في غرفة الاحتراق ، خلف الضاغط مباشرة ، يختلط الكيروسين مع الهواء المضغوط ويحترق بشدة ، مما ينتج عنه غازات العادم الساخنة وينتج ارتفاعًا كبيرًا في درجة الحرارة. يصل خليط الحرق إلى درجة حرارة حوالي 900 درجة مئوية (1650 درجة فهرنهايت).

تتدفق غازات العادم عبر مجموعة من ريش التوربينات ، وتدورهم مثل طاحونة الهواء. نظرًا لأن التوربين يكتسب الطاقة ، يجب أن تفقد الغازات نفس القدر من الطاقة — ويتم ذلك عن طريق التبريد قليلاً وفقدان الضغط.
تتصل شفرات التوربين بمحور طويل (يمثله الخط الرمادي الأوسط) يمتد بطول المحرك. الضاغط والمروحة متصلان أيضًا بهذا المحور. لذلك ، عندما تدور ريش التوربين ، فإنها تقوم أيضًا بإدارة الضاغط والمروحة.
تخرج غازات العادم الساخنة من المحرك من خلال فوهة العادم المستدقة. مثلما تتسارع المياه التي يتم ضغطها عبر أنبوب ضيق بشكل كبير إلى نفاثة سريعة (فكر فيما يحدث في مسدس مائي) ، يساعد التصميم المتناقص لفوهة العادم على تسريع الغازات إلى سرعة تزيد عن 2100 كم / ساعة (1300 ميل في الساعة) . لذا فإن الهواء الساخن الذي يخرج من المحرك في الخلف يتحرك بسرعة تزيد عن ضعف سرعة الهواء البارد الذي يدخله من الأمام – وهذا ما يمد الطائرة بالطاقة. غالبًا ما تحتوي الطائرات العسكرية على حارق لاحق يقوم بنفث الوقود في نفاثة العادم لإنتاج قوة دفع إضافية. تعمل غازات العادم التي تتحرك للخلف على دفع الطائرة إلى الأمام. نظرًا لأن الطائرة أكبر وأثقل بكثير من غازات العادم التي تنتجها ، فإن غازات العادم يجب أن تتحرك للخلف أسرع بكثير من سرعة الطائرة نفسها.

باختصار ، يمكنك أن ترى أن كل جزء رئيسي من المحرك يفعل شيئًا مختلفًا للهواء أو خليط الوقود الذي يمر عبر:

الضاغط: يزيد ضغط الهواء بشكل كبير (وبدرجة أقل) درجة حرارته.
غرفة الاحتراق: تزيد درجة حرارة خليط الهواء والوقود بشكل كبير عن طريق إطلاق الطاقة الحرارية من الوقود.
فوهة العادم: تزيد بشكل كبير من سرعة غازات العادم ، وبالتالي تزود الطائرة بالطاقة.
كيف تبدو المحركات النفاثة في الواقع؟ أكثر تعقيدًا بكثير من صورتي الصغيرة! هذا مثال نموذجي لمحرك توربيني حقيقي كبير ، مفتوح ويخضع للصيانة. لقد أشرت إلى ثمانية أجزاء رئيسية في توضيحي أعلاه ؛ كما ترون هنا ، محرك نفاث حقيقي لديه بضعة آلاف!

 

محركات ويتل
اخترع المهندس البريطاني السير فرانك ويتل (1907-1996) المحرك النفاث في عام 1930 ، وهنا أحد تصميماته مأخوذ من براءة اختراع قدمها في عام 1937. كما ترى ، فإنه يشبه التصميم الحديث أعلاه ، على الرغم من أنه يعمل بشكل مختلف قليلاً (من الواضح أنه لا توجد مروحة في المدخل). لفترة وجيزة ، يدخل الهواء من خلال المدخل (1) ويتم ضغطه وتسريعه بواسطة ضاغط (2). يتم تغذية بعضها بالمحرك (3) ، والذي يقوم بتشغيل ضاغط ثانٍ (4) ، قبل الخروج من خلال الفوهة الخلفية (5). يقوم عادم الضاغط الخلفي بتشغيل الضاغط في المقدمة (6).

 

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية