كيفية عمل المحرك النفاث
المحرك النفاث تكنولوجيا متقدمة في دفع الطائرات
يعتبر المحرك النفاث أو محرك مروحة التربو من أشهر أنواع المحركات المستخدمة في الطائرات، ويتميز بنظام عمل مختلف يجعله بديلاً فعالاً عن المحركات التقليدية. يعتمد هذا المحرك على عملية معقدة ناتجة عن تفاعل بين جزئين أساسيين.
المكونات الأساسية للمحرك النفاث
قسم النواة (القلب) يعد القلب المنطقة الأساسية في المحرك، حيث يتولى مهمة إنتاج القوة اللازمة لتحقيق الدفع. هذه القوة تعتبر حيوية في توجيه الطائرة، إذ تتبع تسارع الهواء وفقًا لقانون نيوتن الثاني. نتيجة لذلك، تسهم النواة بشكل مباشر في دفع الطائرة للأمام.
- المروحة الكبيرة تتميز بحجمها الكبير، حيث يبلغ قطرها 275 سم، وتدور بسرعة تصل إلى 2800 دورة في الدقيقة خلال انطلاق الطائرة.
آلية عمل المحرك النفاث
تبدأ آلية العمل عند مرور الهواء عبر المروحة، حيث يتم التعامل مع تدفق الهواء كما يلي
توزيع الهواء من إجمالي الهواء الذي يتم سحبه، يدخل حوالي 15% فقط عبر النواة الأساسية، بينما يمر الباقي عبر السطح الخارجي للنواة. تدخل النسبة المدخلة إلى الوحدة الأولى من القلب، وهي ضاغط الضغط المنخفض، عبر ممرات صغيرة. بعد ذلك، يمر الهواء عبر عدة مراحل من الشفرات الدوارة، مما يؤدي إلى زيادة سرعته وارتفاع درجة حرارته، قبل أن يصل إلى ضاغط الضغط المرتفع الذي يتحكم في الضغط الكلي للهواء.
ضغط الهواء وحرارته بعد اجتياز الضاغطين، يصبح ضغط الهواء أعلى بـ 35 مرة من الضغط الخارجي، بينما ترتفع حرارته حوالي 1000 درجة مئوية. تكون هذه الظروف مثالية للضغط، ولكن السرعة العالية غير مناسبة لتشغيل المحرك بكفاءة، لذا يُستخدم جهاز دائري يعرف بـ "الدفييوزر" لتحويل تدفق الهواء، مما يقلل سرعته ويحافظ على درجة حرارته وضغطه.
غرفة الاحتراق يدخل الهواء بعد ذلك إلى غرفة الاحتراق حيث يتم حقن الوقود، مما يؤدي إلى تكوين خليط يتم حرقه، ويزداد حرارته إلى نحو 1600 درجة مئوية، وبالتالي يصبح جاهزاً للمرحلة التالية.
- استخراج الطاقة في هذه المرحلة، يحدث انفجار الهواء الناتج عن الضاغط، مما يؤدي إلى تدوير الشفرات بسرعة تفوق 10 آلاف دورة في الدقيقة. هذه الشفرات متصلة بقضيب "شافت" يتوسط المحرك ويقوم بدور حيوي في توليد الطاقة. ينتقل الهواء بعد ذلك إلى الضاغط المنخفض، الذي يتحمل مسؤوليتين أولاً، استخراج الطاقة اللازمة لتشغيل الضاغط المنخفض في المقدمة، وثانياً، تدوير المروحة الكبيرة. في النهاية، يخرج الهواء بقوة دفع تشكل 20% من القوة الدافعة الإجمالية للمحرك.
باختصار، يمثل المحرك النفاث في أسلوب عمله وتقنياته تطورًا ملحوظًا في عالم الطيران، حيث يجمع بين الكفاءة العالية والأداء المتقدم في تسيير الطائرات.