كيفية عمل المحركات النفاثة في الطائرة
عمار سند علي عبدان
2010 مـ
اليمن - تعز
بسم الله الرحمن الرحيم
(يا معشر الجن والإنس إن استطعتم أن تنفذوا من أقطار السماوات والأرض فانفذوا، لا تنفذون إلا بسلطان) .
}سورة الرحمن :آية : 33
المحركات النفاثة
m :
المحرك النفاث من الأجزاء الرئيسية في الطائرة ، ويعمل هذا المحرك بحرق وقوده لتشغيل توربينة قوية تحرك آلة ضاغطة تمتص الهواء عبر فتحة في مقدمة الطائرة يدخل الهواء إلى غرفة الاحتراق حيث ينضغط ويخلط بالوقود ، فتتمدد الغازات المحترقة وتخرج من فوهة الدفع النفاث بقوة هائلة تدفع الطائرة الى الأمام وتدير هذه الغازات المحترقة عجلة التوربين فتستمر في العمل وشفط الهواء الى الداخل المحرك ، وتعتبر التوربينة جزء من المحرك النفاث الذي يدير فيه الأرياش المثبتة في قرص أو أقراص دوارة غازات الاحتراق الساخنة وذلك لتوليد القدرة ، ويجري تشغيل هذه التوربينة في مرحلة واحدة أو عدة مراحل تربينية الضغط المنخفض . وهناك تربينة يكون فيها اتجاه سريان الغازات باتجاه قطري الى الداخل ، أما الخروج فيكون في اتجاه محوري ،وهناك تربينة تسمى تربينة الدفق الداخل وتعمل بواسطة تأثير الهواء أو الغازات أو السوائل على أرياش ذات هيئة صفوف ثابتة , ويكون اتجاه الدفق فيها وتسمى تربينه بدفق نصف قطري ، وتربينه تتمدد فيها غازات الاحتراق على مرحلتين متتابعتين وتسمى تربينة ثنائية المراحل .
ويتكون المحرك من عدة مراوح تدور وينتج عن هذا الدوران تحريك المراوح الموجودة في المقدمة عن طريق عمود مربوطة به ، حيث تتجه الغازات بقوة إلى المؤخرة عبر فوهات العادم ، وهذه القوة المتجهة الى الخلف تعمل على دفع المحرك النفاث والطائرة للأمام ، فبعض الهواء يدخل قلب المحرك وبعضه يتدفق حوله لعملية خفض صوت المحرك ، بعد ذلك يخلط مع الهواء الحار لزيادة قوة الدفع ، وتعمل كل المحركات النفاثة أو التوربينة على نفس المبدأ إذ يمتص المحرك النفاث الهواء من المقدمة بواسطة المروحة ويضغط عليه عن طريق سحبه في مجموعات من المراوح ذات الشفرات الصغيرة المتصلة بعمود إدارة ثم يخلط بالوقود ، ويشعل المزيج من الهواء والوقود بواسطة شرارة كهربائية و ينفجر المزيج بقوة وتتمدد الغازات المحترقة و تتجه نحو التوربين .
أولا :- تطور صناعة الطائرات النفاثة :
صنعت أول طائرة نفاثة في التاريخ في شركة الصناعات الجوية التي يُديرها إرنست هينكل الذي بدأ مشروعة بالتعاون مع هانس جواشيم ومساعده ماكس هان ، اللذين عملا معاً على تطوير أول محرك نفاث ، وانتهى إعداد هذا المحرك في سبتمبر عام 1937 ثم صنع نموذج متطور منه في العام التالي ، تم تجربته جواُ بتعليقه على طائرة مروحية وتشغيله أثناء الطيران , وقد تبين أنه زاد من سرعة الطائرة بنسبه كبيرة ، وبرغم احتراق عدة محركات نفاثة أثناء التجارب ، فقد اقتنع هينكل بنجاح هذا المحرك وتزويد الطائرة به . وتم بناء طائرة هينكل ـ 178 التي زودت بمحرك نفاث وصنعت هذه الطائرة من معدن الدورالوفين المتين, وزودت بعجلات هبوط يمكن سحبها وإنزالها وكانت قوة محركها النفاث 500 كجم تقريبا وكانت فتحة دخول الهواء الى المحرك في مقدمة الطيارة . وفي 27/9/1939م قام وارسيتز بأول طلعة له تمت بنجاح ، إلا أن عطلاً أصاب المحرك بعد عدة طلعات بسبب عطل في العجلات وسحب طيور داخل المحرك ، وبعد إصلاح المحرك قام وارسيتز في 1/11/1939 م بطلعة أخرى ، محققا سرعة 600 كجم بالساعة ، مما جعل المهتمون بصناعة الطائرات يبذلون كل طاقتهم في بناء الطائرة النفاثة لإدخالها في الخدمة ، وقام هينكل بإعداد الطائرة النفاثة هي الأول من نوعها في الطيران النفاث سميت (هينكل 280) مزوداً بمحركين نفاثين بقوة 800كجم بالساعة للمحرك الواحد ، ومقعد قاذف لإنقاذ قائد الطائرة ـ بدأ صنع هذه الطائرة (هينكل 280) في أواخر العام 1939م، وانتهى النموذج الأول منها في سبتمبر عام 1940م ، وزودت هذه الطائرة بمحركيها النفاثين ، وقادها فرينز شافير في طلعتها النفاثة الأولى في 2/4/1941 م محلقا على ارتفاع 300م ، وتمت هذه التجربة بنجاح ، وتقرر صنع محركات نفاثة أخرى بقوة 600كجم , ثم طورت صناعة المحركات حتى أصبح نموذج هينكل (280) ، مزود بمحركين بقوة 800 كجم للمحرك الواحد , واستعمل النموذج الأول بعد ذلك لاختبار أربع محركات نفاثة ـ نباضة , وهذه المحركات تولد دفعاً متذبذباً غير مستمر . إلا أن هذا النموذج لم ينجح وقد تحطمت الطائرة أثناء تجريبها , نجا قائدها بواسطة مقعد النجاة القذفي , وكان أول قائد ينجو بهذه الطريقة .
وفي ابريل عام 1943م تم بناء النموذج السابع من طائرة (هينكل 280) التي زودت بمحركين عملا لوقت قصير , وقد قام هذا النموذج بحوالي 115طلعة وذلك لتحقيق أقصى ارتفاع وكان سبعة كيلو مترات , وبسرعة 900كم في الساعة .
وفي 29/9/1943 حلقت الطائرة بمحركيها النفاثان , زودت الطائرة بذيل عمودي على شكل حرف v بدلاً من ذيله العمودي التقليدي , لقد كانت نماذج الطائرة (هينكل 280) نقطة انطلاق زودت بمعلومات قيمة بتزويدها بالمحرك النفاث . وشكلت قدرة أساسية مهمة في تصميم الطائرات النفاثة .
وتعتبر الطائرة مسرشميت ـ262 الملقبة بالصقر , من أشهر الطائرات النفاثة التي استخدم في ذلك الوقت والتي بدأ بناءها عام 1939م بإشراف المهندس رودولف سيتز ، حيث تميزت هذه الطائرة بجناحيها المرتدة للخلف .
وفي بداية عام 1941م تم بناء ثلاثة نماذج أولية ، زود أول نموذج منها بمحرك مكبسي ومروحة ، وقام بأول طلعة تجريبية الطيار فريتز وندل في 18/4/1941 وفي العام التالي بدأ إنتاج المحركات الخاصة بهذه الطائرة ، وجرت أول طلعة نفاثة للطائرة في18/7/1942 بواسطة النموذج الثالث ، إلا أن هذا النموذج قد تحطم بسبب عطل في المحرك أثناء الإقلاع .
وفي 26/6/1943م بدأ الطيران بنظام هبوط أفضل , بمحركين بقوة 500 كجم لكل محرك لتسهيل عملية الإقلاع . وفي نوفمبر من نفس العام بدأ التحليق بتزويد الطائرة ولأول مرة بغرفة طيار مكيفة الضغط . وفي يناير عام 1944م تم تزويد الطائرة بأنظمة الراديو ، حيث بدأت الطائرات في هذا العام تعمل على الخدمة الفعلية . وفي بداية 1941م بدا تصميم طائرة مسر شميت 262 بإشراف المهندسين بلوم وربيسكي لكن المحركات النفاثة لم تجهز إلا في فبراير عام 1943م . قام الطيار سيلي بالطلعة الأولى للنموذج الأول في 15/6/1943م بالعديد من التجارب على أرض المدرج , ولكن هذه النموذج لم يعمر كثير ، وتحطمت الطائرة بعد يومين وقتل قائدها سيلي ، بعد ذلك بدأ أنتاج نماذج مزودة بعجلات يمكن سحبها ومحركات بقوة 900كجم للمحرك الواحد , بدأت أول طلعة لهذه النماذج في 10/3/1944 .
أما إيطاليا فهي الدولة الثانية التي صنعت طائرة نفاثة بعد ألمانيا , حيث بدأ صانع الطائرات الايطالي كابروني العمل على أنتاج الطائرة سي سي ـ2 أول طائرة نفاثة إيطالية في الثلاثينات ، ولكن طرأ عليها بعض الصعوبات مما أخر العمل بها حتى سنة 1940م حيث جهز النموذج الأول , تمت صناعة الطائرة سي سي ـ2 من المعدن فكان بدائياً جداٌ وغير متطور بالنسبة للمحركات في بريطانيا وألمانيا , وكانت أول طلعة له في 27/8/1940م , وتميزت هذه الطائرة بأنها تستهلك كميات هائلة من الوقود , وكانت بطيئة السرعة , ولا يعطي محركها دفعاًَ كافياً , وكانت آخر طلعة لها في 27/8/1942م .
أما بريطانيا فكانت ثالث دولة عملت على بناء الطائرة ذات المحرك النفاث ويطلق عليها اسم بايونير ، التي اعتبرت الأفضل في الأداء والتصميم من الطائرات السابقة , وقد صنعت لاختبار المحرك النفاث الذي صنعه العالم البريطاني السير فرنك ويتل الذي استعان ببعض أصدقائه لتحويل هذا المشروع . وتميزت الطائرة بايونير بصغر حجمها وخفة وزنها , وكانت مزودة بمقعد واحد للطيار ، وبعجلات يمكن سحبها ومخزن للوقود سعة 82 جالون , وصنعت من المعدن البسيط ، وكانت قوة المحرك تقدر بحوالي 400 كجم , وقد بلغ وزن هذه الطائرة 2000كجم بما فيها المحرك الذي يزن 450 كجم ، وفي 15/5/1941 بدأت أول طلعة للطائرة بايونير وتمت بنجاح , وأصبحت أول طائرة نفاثة بريطانية ، وفي بداية عام 1942م تم صناعة النموذج الثاني من الطائرة بايونير, وقامت هذه الطائرة بالعديد من الطلعات حتى سجلت ارتفاعاً بلغ 14كم .
وقد عمل الأمريكيون والبريطانيين على إنتاج محرك نفاث استعملوه في الطائرة ايراكومت التي كانت أول طائرة نفاثة أمريكية .
أما بداية الطيران النفاث في فرنسا في عام 1939م حيث قام عالم فرنسي بتصميم أول محرك نفاث فرنسي وكانت أول طائرة نفاثة فرنسية تدعى تريتون ، وكانت مزودة بمقعدين ، وتم صناعة النموذج الأول منها في مارس عام 1946م , وكانت أول طلعة لها في 11/11/1946م وقد لقي قائد الطائرة صعوبة كبيرة في قيادتها لضعف طاقة محركها.
وقد جرى أول اختبار جوي لمحرك نفاث روسي في 25/1/1940م , وذلك على متن مروحية من طراز آي ـ15 حملته إلى جانب محركها المكبسي الأساسي ، أدى استخدام هذا المحرك إلى زيادة سرعة الطائرة التي لم يتوقع , وفي 22/5/1944م تقرر صناعة أول طائرة تستخدم المحرك النفاث , مما دفع فريق من مكتب ميكويان وغير يفيتش لتصميم أول طائرة نفاثة تعمل بمحركين أحدهما نفاث والأخر مكبس وتدعى طائرة آي ـ 250 تميزت بتصميمها النادر من نوعه مع محركها المكبسي ومروحته في المقدمة ومحركها النفاث في المؤخرة ، وكان مأخذ الهواء في المحرك النفاث في المقدمة وتحت المروحة ، لكي يضاعف دورانها في كمية الهواء الداخل الى المحرك النفاث ويزيد من قوة دفعه .
انتهى بناء أول نموذج من الطائرة أي – 250 في فبراير عام 1945م ، وكان أول تحليق لها في 3/3/1945 بقيادة الكسندر دييف , باستعمال المحرك المكبسي فقط , وقد بلغت سرعتها 677كم في الساعة ، وفي طلعة أخرى استعمل دييف المحركان معاً فبلغت سرعتها 805 كم في الساعة . مما جعل هذا الانجاز حدثا تاريخيا لم يسبقه أحد في تاريخ الطيران , فقد حاز دييف على ثقة واحترام كبار الدولة .
وفي عام 1944بدأ فريق ميكويان بتصميم محركات نفاثة نباضة يحرق فيها الوقود بكميات قليلة متتالية , بفارق زمني صغير ، وتم بناء طائرة ميج ـ8 لتجريب هذا المحرك .
وفي نهاية عام 1945م تم القيام بأول طلعة لهذه الطائرة , وقد أثبتت نجاحها في التصميم . وفي عام 1946م بدأ السوفيت بناء طراز جديد من المقاتلات النفاثة من نوع ميج وسوخوي على أن تستخدم هذه الطائرات الدفع النفاث فقط ، وتقرر أن تصل سرعة هذه الطائرة إلى 900كم في الساعة .
وفي سنة 1946م تم بناء النموذج الأول من طائرة ميكويان الجديدة (آي ـ300) وقد تميزت باحتواء محركيها النفاثين داخل بدنها مما منحها قدرة انسيابية أفضل .
وفي 24/4/1946م كانت الطلعة الأولى للاختبار على طائرة آي ـ300 يقودها ألكسي غرنشيك الذي أعتبر أول طيار للنفاثات في الاتحاد السوفيتي ، حيث استطاع السيطرة على قيادة الطائرة في طلعة تجريبية استمرت نحو 20دقيقة . وفي 24/6/ 1946م سجل غرنشيك رقماً قياسياً جديداً في السرعة على نموذج آي ـ 300 الأول حيث بلغت 911كم في الساعة وعلى ارتفاع 4500متر . وفي بداية أغسطس عام 1946بدأ العمل ببناء نموذجين جديدين من طائرة آي ـ300 وكان النموذج الثاني (ف ـ 2) بقيادة الطيار جورجي شيانوف , والنموذج الثالث (ف ـ3) بقيادة الطيار مارك غالاري .
وفي 9/8/1946م بدأت الطلعة الأولى لنموذج (ف ـ3 ) مع غالاري التي أصيبت بعطل في عربة العجلات الأمامية كادت أن تتسبب بحدوث كارثة , أما طائرة ف ـ2 فقد بدأت طلعتها مع شيانوف بعد هذه الحادثة بأيام قليلة .
في 17/1/1946م أقيم في موسكو عرض جوي نفاث حضره كبار الدولة ، وقد اشترك في العرض 32طياراً ، وقاموا بعدة طلعات للنماذج النفاثة الأربعة الأولى (آي ـ 3) ودعيت (ميج ـ9 ، وياك 15 ، ميج ـ13 ،لا ـ150) ، وقد اعتبر هذا العرض البداية الفعلية للطيران الحربي النفاث في الإتحاد السوفيتي تم على أثره إنشاء المصانع والمختبرات ، وتم صناعة النماذج المزودة بمقعدين للتدريب .
وتعتبر الطائرة (ميج ـ 17)الروسية ، وطائرة (ف ـ 86 ) الأمريكية أفضل طائرتين نفاثتين مقاتلتين ظهرت في الخمسينات .
وفي 1/10/1947م حلق الطيار جورج ولش بأول طائرة من طراز (ف ـ 86) سايبر الذي عرف ببراعته في القيادة وتقييم الطائرات ، حيث انتقل للعمل لدى شركة نورث أمريكان وقد أثبت ولش خلال طلعاته الإختبارية على النموذج الأول من (ف ـ86)أن الطائرة تصلح تماما للمبادرات الحربية . وعرفت الطائرات النفاثة تقدماً كبيراً منذ ظهور طائرة ( ف ـ86 )الأمريكية ، (وميج ـ15) السوفيتية وظهرت نماذج جديدة ومتعددة منها مثل الطائرات التي يقلع وتهبط عمودياً ، وكان أنجح هذه النماذج طائرة هارير البريطانية .
وفي عام 1957م بادرت شركة هوكر سيدلي للطائرات مشروع تحت اسم كسترل ، وبدأ بناء النموذج الأول منها عام 1959م حيث اعتمدت هذه الطائرة على محركاُ من صنع رولز ـ رويس يولد دفعاً نفاثاً بقوة 7000كجم عبر أربع فوها ت متحركة .
وفي 21 أكتوبر عام 1960م كانت أول طلعة لنموذج كسترل بقيادة الطيار بيدفورد وكانت الطلعة ناجحة حيث استمرت 20 دقيقة .
وفي 19/11/1960م قام بيدفورد بالطلعة الأولى للطائرة التي ارتفعت عمودياً وقد تمت هذه الطلعة بنجاح .
وفي 13/3/1961م بدأت الطائرة كسترل طلعتها الأفقية ، وقد نفذ بيدفورد أول تغيير في نمط الطيران من العمودي إلى الأفقي وبالعكس .
وفي سبتمبر عام 1965م قام طيارون بريطانيون وأمريكيون باختبار عدة نماذج من كسترل ضمن سرب خاص أقيم في قاعدة جوية بريطانية . وقد بدأ العمل بنماذج كسترل التي دعيت بالخدمة الفعلية عام 1969م حتى الآن .
ولا تزال الطائرات تمثل شكلاُ من أشكال المركبات الحربية المسلحة التي تقوم بنقل الجنود براُ وبحراُ ، وتحمل وتقلع عن حاملات الطائرات في البحر أو المحيط ، ومنذ العقود الماضية تطورت صناعة الطائرات ولا زالت في تطور حتى جاوزت سرعتها سرعة الصوت ، وارتفعت قدرتها على القتال والمناورات الحادة ، وزودت بأجهزة القيادة والسيطرة الآلية وأدوات استطلاع الإلكترونية وتنوعت وظائفها المدنية والعسكرية بحيث تزداد حمولتها ويرتفع عدد الركاب فيها ، إضافة الى سرعتها العالية التي أصبحت تفوق سرعة الصوت .
وفي عام 1943م اقترح المهندس الأمريكي روبرت ولف تصميم طائرة تعادل سرعتها سرعة الصوت أو تفوقها , وكان المحرك ذو الكباسات سائداً في ذلك الوقت ، وكانت إمكانيات استخدام المحرك النفاث قد اكتشفت ، واعتمدت شركة (بل) هذا المشروع ،وقامت بإنتاج طائرة سميت باسمه (بل اكس إس 10) تم تصميمها لتقلع من على الأرض ، وبادرت بريطانيا بتطوير المحرك النفاث لما له من أهمية قصوى ، حتى وصلت الطائرات الحربية النفاثة في سرعتها إلى أكثر من 2300كم في الساعة ، كما أن طائرات الركاب النفاثة الضخمة تطير اليوم بسرعات لم يحلم بها رواد الفضاء الأوائل .
أخيراٌ فقد جاء التطور في محركات النفاثة ملائما لأشكال جديدة ومتنوعة من الطائرات , مثل الطائرات ذات الأجنحة الأمامية والأجنحة المثلثة ، والأجنحة العلوية ، والممتدة الى الخلف والأجنحة التي تنضم إلى الجانبين ، والطائرات بدون ذيل وقد جرى الكثير من التدريبات والتعديلات التي تعمل على تحسين عمل المحرك النفاث ، وإضافة فوهات متحركة تعمل على تعديل الدفع النفاث مما يؤدي إلى زيادة قدرة الطائرة على الأداء .
ثانيا :- كيف يعمل المحرك :
يعمل المحرك النفاث على دفع الطائرة للأمام من خلال قوة ضغط هائلة تدفع للخلف ، ويعمل حسب القانون الفيزيائي الذي ينص على أن لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومضاد له في الاتجاه ، ويرتبط المحرك بوصلات مرتبطة بإطارات تجعل الطائرة تدور بسرعة مما يسبب اندفاع الطائرة إلى الأمام ، وللطائرة جناحان ضخمان يعملان على تخفيف الضغط الهائل الناتج عن وزن الطائرة ، كلما زادت سرعة الريح تحت الطائرة مما يقلل قوة الجاذبية وأثرها على الطائرة . كما تعمل الأجنحة على توزيع الرياح نتيجة سرعة الطائرة لتمررها من تحتها فيتوزع الحمل على الهواء ، كأن شيئاً عظيماً يحمل الطائرة على متنه ، كما تساعد الجناحان على توجيه الطائرات يميناً ويساراً وعلى الارتفاع والانخفاض من خلال التحكم بالجناحين وكما تساعد على عملية دوران الطائرة وتوجهها الاتجاه المطلوب بواسطة طاقم الطائرة ، وتمر الطائرة أثناء طيرانها بعدة مراحل ، وتعتبر مرحلتي الإقلاع والهبوط من أصعب المراحل التي تمر بها الطائرة ، خاص في تقدير السرعة أو المسافة اللازمة لتلك المرحلتين ، حيث تتعرض الطائرة إلى مطبات هوائية قد تعمل على اهتزاز الطائرة وتغيير مسارها الصحيح .
ثالثا : أنواع المحركات
المحرك من الأجزاء الرئيسية في الطائرة ويعمل على تأمين قوة دفع للطائرة أي لسحب الهواء ودفعه للخلف بقوة لتتقدم الطائرة للأمام ، وهو نوعان :
أ. محرك مكبسي (piston engine):هو محرك احتراق داخلي كالموجود في السيارات يقوم بإدارة المروحة في مقدمة الطائرة أو عدة مراوح على الأجنحة وهذه المراوح تدفع الهواء للخلف بقوة لتتقدم الطائرة للأمام.
ب. محرك توربيني (turbine – engine ): يعمل المحرك التوربيني النفاث على امتصاص الهواء من المقدمة بواسطة المروحة ويضغطه عن طريق سحبة في سلسلة من المراوح ذات الشفرات الصغيرة المتصلة بعمود إدارة ومن ثم يخلط بالوقود ، ويشعل مزيج الهواء والوقود بواسطة شرارة كهربائية وينفجر المزيج بقوة وتتمدد الغازات المحترقة وتتجه نحو التوربين . ويتكون التوربين من عدة مراوح تدور وبهذا الدوران تتحرك المراوح الموجودة في المقدمة عن طريق العمود المربوطة به ـ بعد ذلك تتجه الغازات بقوة الى المؤخرة عبر فوهات العادم ،هذه القوة المتجهة للخلف تدفع المحرك النفاث والطائرة للأمام ، ويتدفق الهواء من خلال المحرك فبعض الهواء يدخل قلب المحرك وبعضة يتدفق حوله لعملية خفض صوت المحرك وبعدها يخلط مع الهواء الحار لزيادة قوة الدفع .
أنواع المحركات النفاثة :
1. محرك احتراق داخلي (( Iternal combustion engine : يقوم هذا المحرك الحراري بحرق الوقود داخله فقط ، وليس في الخارج كما في المحركات الأخرى .
2. محرك توربيني بدفاعة قناتية (Ducted –fan Turbine engine) : أحد المحركات التوربينة النفاثة حيث تعمل دفاعة ذات مرحلة أو أكثر بعدد مراحل تربينية الضغط المنخفض في مسلك حلقي على دفع الهواء إلى كلٍ من الضاغط ذي الضغط العالي والى الحيز الحلقي لتصريف العادم ، وفي هذ1 المحرك تكون نسبة التخفيف التحويلي أعلى منها في المحرك التربيني الغازي التحويلي، وصمم المدخل بحيث يتم التحكم مباشرة حتى تكون سرعة الهواء بالنسبة الى أرياش الدفاعة غير متأثرة بالسرعة الهوائية للطائرة , وهذا المحرك يولد دفعا أكبر مما يولد محرك نفاث أخر عند السرعات الهوائية المنخفضة .
3. محرك تربيني غازي تحويلي (BY-pass gas Turbine Engine) : محرك تربيني نفاث ضاغط كبير نسبياً للضغط المنخفض , ويحول بعض الهواء الخارج من داخله حول ضاغط الضغط العالي والتربينة الى داخل الماسورة النافورية , وقد يستخدم هذا الهواء في تشغيل حارق لاحق ، مما يعمل على خفض سرعة الغازات المنصرفة ، مما يحسن الكفاية الدسرية ويخفف من مستوى الضوضاء في مرحلة الطيران .
4. محرك توربيني مروحي (Turboprop Engine) :محرك نفاث يقوم بسحب الهواء الى داخلة ويدير المروحة ، فيتولد عن ذلك دفعا جزئيا من المروحة ودفعا جزئيا من النافورة الخلفية ، ويستخدم المحرك التوربيني المروحي في كثير من الطائرات الصغيرة ، وهذا النوع من المحركات فعالاً عند الارتفاعات المنخفضة والسرعات المتوسطة التي تبلغ في المتوسط نحو 640كم/الساعة وزودت المحركات الجديدة من هذا النوع بمراوح قصير ة الطول وكثيرة العدد وتم إدخال التعديلات عليها لتكون أكثر فعالية في السرعات العالية .
5. محرك توربيني نفاث (Turbo-jet engine) : يقوم هذا المحرك بسحب الهواء الى داخله ، ويتكون هذا المحرك من ضاغط وغرف احتراق وتربينة غازية تولد دفعا مسبقا بواسطة الغازات الساخنة التي تمر حول مخروط العادم وتخرج من منفذ الدسر ، وتكون القدرة لمنتفع منها بأكملها على هيئة اندفاع نافوري ، 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 ويوضع قبل العادم وهو عبارة عن عدة أنابيب موزعة بشكل منظم لنشر رذاذ الوقود على الهواء المحترق والقادم من المحرك مما يزيد من حرارة الهواء وتمدده ، وبزيادة هذه الحرارة تزداد قوة الدفع أثناء الإقلاع وتزداد أكثر أثناء الطيران بسرعات عالية .
6. محرك نافوري نبضي (Pulse - jet engine): هذا المحرك يسحب الهواء الى داخله ، ويتكون أساساً من غرفة احتراق يدخل إليها الهواء خلال صمامات تفتح وتغلق تحت تأثير الضغط داخل غرفة الاحتراق ، كذلك نافورة تولد دفعاً نتيجة للغازات الساخنة المندفعة منها ، ويكون الاندفاع النافوري متكوناً من سلسلة متعاقبة من النبضات الدفعية .
7. محرك نفاث تضاغطي ( Ram-Jet Engine ) : يسحب هذا المحرك الهواء إلى داخله حيث يتكون من غرفة احتراق ومستنشر وماسورة نافورية تولد الدفع عن طريق نفث الهواء الساخن الى الخلف ، وهذا المحرك لا يبلغ كفايته المثلى في الأداء إلا إذا تعدى سرعة الصوت أثناء الطيران نحو 2650كم في الساعة .
8. محرك تربيني بدفع متضاد (Contra- flow Turbin) : وهذا نوع من المحركات يكون فيه سريان الهواء داخل الضاغط والتربينة في اتجاهين متعاكسين.
9. محرك تربيني غازي (Gas- Turbine Engine ) : محرك يسخن فيه عامل التشغيل بالاحتراق الداخلي , ثم يمدد خلال مرحلة تربينية .
10. محرك عمود الإدارة التوربيني (Turboshaft Engine ) : يشبه هذا المحرك في شكله المحرك المروحي التوربيني إلا أنه لا يدير المروحة ، ولكن لإدارة مراوح الهليكوبتر , هو يستخدم بأكثر طائرات الهليكوبتر الموجودة حالياً ، والمحرك مصمم بحيث أن سرعة المراوح مستقلة عن سرعة المحرك مما يجعل المراوح في وضع ثابت أثناء الطيران مهما تغيرت سرعة المحرك ، وقد أضيف الى هذا المحرك عند مدخل الهواء عازل ومصفي من الأتربة التي قد تسبب عائقا له وذلك لأن هذه الطائرات تطير في الغالب على ارتفاعات منخفضة .
11. محرك تربيني مركب (Compound Turbine Engine) : محرك تربيني غازي يتم فيه الانضغاط على مراحل داخل عدد من المراحل المقسمة ميكانيكاً ، ويدير كل منها تربينة مستقلة .
12. محرك ثنائي المكبات (Twin-spool Engine) : محرك تربيني نفاث ذو ضاغط محوري ينقسم إلى قسمين (مكبين) منفصلين ، يدار كل واحد منهما بواسطة تربينة منفصلة ، وهذا النوع يتيح مرونة أكبر في التشغيل ، كما يسمح باستخدام نسب انضغاط عالي .
13. محرك دائري (Radial Engine ) : نوع من محركات الاحتراق الداخلي حيث تصف الاسطوانات حول العمود المرفقي بشكل دائري .
14. محرك مستقيم (IN-line Engine) : محرك احتراق داخلي ترددي له صف أو أكثر من الاسطوانات المترادفة من الأمام إلى الخلف .
15. محرك منكوس (Inverted engine ) محرك احتراق داخلي تكون فيه الاسطوانات أسفل العمود المرفقي .
وهنا ك العديد من أنواع المحركات النفاثة التي لم ترد هنا .....
رابعا: معنى المفردات العربية :
اختبار دوران المحرك : إدارة المحرك على الأرض على سرعة عالية لاختباره من حيث سلامة الأداء .
أسطوانة لهب : الجزء الأسطواني من غرفة الاحتراق حيث تتولد درجات حرارة عالية جداُ , ويجري تبريدها بإمرار هواء إضافي الى الغرفة وحول الاسطوانة .
اشتعال : عملية بدء الاحتراق في دورة تشغيل المحرك .
اشتعال خلفي : اشتعال قبل أوانه أثناء بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، بسبب انفجار الشحنة قبل توقيتها في نهاية شوط الانضغاط ويتبع ذلك انعكاس في اتجاه دوران المحرك .
اشتعال ذاتي : الاحتراق التلقائي للوقود عند دخوله الاسطوانة واختلاطه بشحنة الهواء الساخنة في محرك احتراق داخلي .
اشتعال متقدم : حدوث احتراق مبكر للشحنة في محرك احتراق داخلي ترددي قبل بلوغ النقطة في دورة التشغيل التي ينبغي أن يبدأ عندها الاشتعال .
إعادة إشعال : إعادة تشغيل محرك تربيني أثناء الطيران بعد توقفه .
تربينية : الجزء من المحرك النفاث الذي فيه تدير غازات الاحتراق الساخنة صفاً من الأرياش المثبتة في قرص أو أقراص دوارة وذلك لتوليد القدرة , ويجري تشغيل التربينة في مرحلة واحدة أو أكثر.
تربينة الدفق الداخل : تربينة يكون فيها الاتجاه العام لسريان الغازات في اتجاه قطري الى الداخل , أما الخرج في اتجاه محوري .
تربينة بدفق نصف قطري : تربينة تعمل على بواسطة تأثير الهواء أو الغازات أو السوائل على صفوف من الأرياش الدوارة الى جانب منافث أو صفوف من الأرياش الثابتة بحيث يكون الاتجاه العام للدفق قطرياً .
تربينة ثنائية المراحل : تربينة تتمدد فيها غازات الاحتراق على مرحلتين متتابعتين .
تكربن : عملية التحول الى كربون أو ترسبه من غرف الاحتراق نتيجة احتراق الوقود الذي يحتوي على مركبات عضوية.
تليين المحرك : عملية تشغيل محرك جديد أو تم إجراء إصلاح علية وذلك تحت سرعة وحمل منخفضين لمدة كافية كي تتوافق الأجزاء المتحركة مع بعضها البعض بيسر .
حارق : نبيطة ذات فتحة ثابتة أو متغيرة لنضح رشاش من الوقود السائل في غرفة الاحتراق وحرقه .
حارق لاحق : الجزء من المحرك التربيني النفاث الذي يتم فيه إحراق وقود إضافي في مرحلة تقع بين التربينة ومنفث العادم ، وذلك للحصول على دفع أكبر تزداد به القدرة .
حاكم تثبيت السرعة : وحدة مركبة على المحرك تقوم بتثبيت سرعة دوران المروحة على منسوب معين , وذلك بالتحكم أوتوماتياً في الخطوة أو زاوية الريشة .
حرارة الانضغاط : الحرارة المتولدة من انضغاط الغازات .
حقن : عملية رش الوقود في حالة تذرية داخل المحرك .
دفاعة : نبيطة ميكانيكية دوارة تمد الهواء أو الغازات بطاقة حركية .
دفع : القوة الداسرة التي تولدها وحدة قدرة لإحداث حركة الجسم ، أو لتغيير حركته ، وتعادل محصلة القوى الهوائية التي يولدها المحرك النفاث .
دفع استاتي: القوة التي تولدها مروحة دوارة ، أو محرك نفاث تربيني دون حركة أمامية ، عند مستوى سطح البحر .
دفع عكسي : الدفع الذي يولده محرك عندما يعكس اتجاهه للحصول على تأثير فرملي ، ففي محركات الاحتراق الداخلي الترددية تغير زاوية المروحة بحيث تصبح خطواتها سالبة ، أما في المحركات النفاثة فإن الغازات المندفعة توجه في اتجاه حلقي وتطرد خلال أرياش خاصة.
دفع نوعي : دفع المحرك النفاث مقسوما على وزنة ، وهو يتغير في مقداره بتغير العدد الماخي ( سرعة الصوت وتبلغ 1063 كيلو متر في الساعة ) .
دورة إشعال : دورة كهربائية تؤدي الى إحداث شراره لإشعال مخلوط من الوقود ، ففي المحركات النفاثة يوصل التيار إلى شموع الإشعال في غرف الاحتراق .
دورة رباعية الأشواط : نظام لتشغيل بعض محركات الاحتراق الداخلي ، تحدث فيه مراحل السحب والانضغاط والاشتعال والعادم خلال أربعة أشواط متتالية للكبسات .
ذراع توصيل رئيسي : الذراع الذي يصل بين أحد محامل العمود المرفقي ومسمار الرسغ لكباس الاسطوانة الرئيسية في محرك احتراق داخلي ترددي .
ذراع خنق : الذراع الذي يتحكم به الطيار في سرعة دوران المحرك وقدرته ، وذلك بتنظيم دخول مخلوط الوقود والهواء إلى اسطوانات محرك الاحتراق الداخلي أو غرف احتراق المحرك النفاث .
ذراع دفع : الذراع الذي ينقل الحركة الى الذراع المترجح لتشغيل صمامات السحب والعادم في محرك الاحتراق الداخلي الترددي .
ريشة (الضاغط أو التربينة) : أحد المقاطع الانسيابية , له نسبه باعية عالية ، مركبا في العضو الدوار والعضو الساكن لضاغط أو تربينة حيث تقوم هذه الأرياش بتوجيه أو دفع الهواء أو الغازات المارة بها .
ريشة توجيه : ريشة معترضة لتغيير اتجاه سريان الهواء أو الغازات في محرك تربيني أو ضاغط أو مدخل هواء أو في نفق اختبار .
سحب : عملية إدخال الهواء المخلوط بتأثير المص الذي يحدثه الكباس في أحد أشواط دورة تشغيل محرك الاحتراق الداخلي الترددي .
شحان : نوع من الضواغط يستخدم لزيادة كثافة الهواء أو مخلوط الهواء والوقود الذي يغذي به المحرك ويدار الشحان عادة بواسطة المحرك أو بواسطة تربينة تعمل بغازات العادم .
شحان تربيني : شحان تدار فيه المدسرة بواسطة تربينة تعمل بغازات العادم المنصرمة من المحرك .
صمام خانق : صمام مروحي أو ما يماثله في مدخل المكربن ، ويخفض كمية إمداد الهواء ، فينتج على ذلك مخلوط مستوفر عند بدء إدارة المحرك .
صمام علوي : صمام في محركات الاحتراق الداخلي الترددية , يكون في رأس الاسطوانة ، ويفتح إلى الأسفل .
ضاغط : وحدة تعمل كمضخة ترددية أو دورانية أو طاردة مركزية , وذلك لرفع ضغط غاز ما .
ضغاط : انضغاط الهواء دينامياً في مداخل السحب للمحركات التربينية والتضاغطية بسبب طاقة الحركة الأمامية للطائرة .
عادم : نواتج الاحتراق الغازية المنصرمة من المحرك .
علبة المرافق : علبة تحتوي على العمود المرفقي وأذرع التوصيل في محركات الاحتراق الداخلي الترددية ، وبعض أنواع ضواغط الهواء .
عمود مرفقي : العمود الرئيسي في محرك احتراق داخلي ترددي ،وتحمل السواعد التي تركب بها أذرع التوصيل .
غرفة احتراق : حيز يحدث فيه احتراق مخلوط الوقود والهواء محركات الاحتراق الداخلي والمحركات النفاثة .
فتحة (منفذ) : فتحة تنفذ منها السوائل أو الغازات جهة الدخل أو الخرج ، أو التواجد في اسطوانة حيث تتيح منفذاً متحكماً فيه لمرور المائع .
كباس : العضو الاسطواني في محرك الاحتراق الداخلي الترددي , الذي يتردد داخل تجويف الاسطوانة وينقل دفعات القدرة الناشئة من احتراق الشحانات الى ذراع التوصيل .
كفاية المروحة : وتمثل نسبة القدرة الحصانية الدفعية الى القدرة الحصانية الفرملية الناتجة من عزم دوران المحرك .
ماسورة الذيل ( الماسورة النافورية ) : للمحرك النفاث والتي تصرف غازات الاحتراق من التربينة الى نافورة الدسر .
ماسورة العادم : الماسورة التي تندفع خلالها غازات الاحتراق المنصرفة تندفع من مشعب العادم.
مخروط الذيل : غطاء مخروطي يركب خلف تربينة المحرك النفاث لتوجيه الغازات الساخنة الى ماسورة النفث النافورية .
مخلوط مستوفر : مخلوط من الوقود والهواء في محرك الاحتراق الداخلي . وتكون فيه نسبة الوقود أعلي من النسبة اللازمة للاحتراق الكامل ، ويستعمل هذا المخلوط أثناء النهوض والصعود ، وفي بعض حالات الطوارئ .
مخلوط مفتقر : مخلوط للاشتعال يحتوي على نسبة منخفضة من الوقود الى الهواء .
مدخل هواء : المأخذ الذي يدخل منه الهواء ليغذي المحرك أو دورة التكييف أو التهوية .
مروحة : اسم عام يطلق على المروحة الساحبة والمروحة الدافعة ، وتتكون المجموعة من الأرياش المتشابهة متصلة مع محور دورانها .
مستنشر : الجزء من المحرك النفاث أو الضاغط أو المضخة الطردية الذي يتحول فيه الطاقة الحركية للمائع الى طاقة ضغطية بسبب الازدياد التدريجي في المساحة المقطعية للتدفق , باستخدام أرياش متباعدة أو ممرات تمددية .
مسخن بيني : وحدة من مجموعة غرف احتراق تتخلل مراحل المحرك التربيني الغازي .
مشع نخروبي : مشع لمحرك احتراق داخلي ، يتكون من أنابيب عل شكل سداسي وهو مترابط مثل قرص العسل .
مشعب : ماسورة أو مجمع متشعب متصل بأسطوانات محرك الاحتراق الداخلي أو بعضها ، وقد يكون للسحب أو العادم , ومن المشاعب أيضا ما يتفرع من عدة فروع لتوزيع الوقود الى منافث الحقن في غرف الاحتراق .
مشعب السحب : ماسورة متشعبة لتوزيع مخلوط الهواء والوقود إلى عدد من الاسطوانات بمحرك الاحتراق الداخلي .
مشعل اللهب : نبيطة مؤتلفة من شمعة إشعال ومرذاذ لحقن الوقود ، وذلك لبدء عملية الاحتراق عند إدارة المحرك النفاث .
مشملة تسخين : خزانة تحيط بماسورة العادم أو مشعب ، وذلك لإمداده بالهواء الساخن .
مص : ظاهرة السحب للهواء أو المخلوط الى داخل محرك الاحتراق الداخلي بسبب التفريغ الذي يحدثه الكباس داخل الاسطوانة .
مصيدة لهب : نبيطة توضع في دورة السحب لمنع رجوع اللهب عند حدوث استعمال خلفي في محرك احتراق داخلي ترددي ، وعادة ما يكون على شكل تسيج سلكي .
مضبط أوتوماتي للمخلوط : نبيطة كبسولية مركبة بوحدة معايرة القدرة , وتقوم أوتوماتيا ً بضبط شدة مخلوط الوقود والهواء في محركات الاحتراق الداخلي الترددي ، وذلك بالتحكم في كمية الوقود وفقاً للتغير في كثافة الهواء تبعاً للارتفاع .
مضخة تحضير : وحدة لرش الوقود مباشرة في دورة السحب أو غرفة الاحتراق لتسهيل بدء إدارة المحرك .
مضخة تسارع : وحدة متصلة بذراع التحكم في المخنق ، بحيث تدفع مخلوطاً مستوفراً عند فتحه .
مغترف الهواء : مأخذ ناتئ يغترف الهواء الذي يندفع نحو المحركات أو مداخل التهوية بسبب الريح النسبية .
مغذي ربط بيني : ماسورة تصل بين غرفتي احتراق أو اسطوانتي لهب متجاورتين .
مغنيط : مولد كهربائي له مغنطيس دائم ينتج نبضات دورية عالية الفلطية لإشعال شموع الشرر في محرك احتراق داخلي .
مكربن : جهاز يتم فيه تذرية الوقود وخلطه بالهواء بالنسب الصحيحة لإمداد مخلوط معاير وقابل للاحتراق في محركات الاحتراق الداخلي .
منفث : فتحة لمعايرة الدفق والتحكم في هيئته على شكل رذاذ أو غيره .
منفث حقن :نبيطة لإدخال ومعايرة وتذرية شحنة من الوقود الى غرفة احتراق داخل محرك .
منفث دوران بطيء: منفث في المكربن لتزويد الوقود عند دوران المحرك على السرعة البطيئة.
منفس : فتحة تنفيس أو خروج السوائل أو الغاز ، أو فتحة متصلة بالهواء الخارجي .
موالفة المحرك : عملية ضبط معايرة الوقود وتوقيت الاشتعال للحصول على أداء أمثل لمحركات الاحتراق الداخلي .
نابض إرجاع : نابض يعمل على إعادة جزء الى موضعه الأصلي بعد تحريكه .
نسبة الانضغاط : نسبة الحجم الكلي للمخلوط في اسطوانة محرك احتراق داخلي قبل الانضغاط الى حجمه بعد الانضغاط ، أو هي النسبة بين مجموع الحجم المزاح وحجم الخلوص ، وبين حجم الخلوص .
نظام إشعال : التتابع التي تتم فيه دورة إشعال في محرك الاحتراق الداخلي .
وحدة توليد قدرة : المحرك أو المحركات مع توابعها ، التي تمتد الى القدرة الميكانيكية الداسرة للطائرة .
خامساً : معجم المصطلحات
| عـــربـــي | ENGLISH |
| مضخة تسارع | Accelerator pump |
| حارق لاحق | Afternirner |
| مدخل هواء | Air intake |
| مغترف هواء | Air acoop |
| مروحة | Airscrew |
| اشتعال ذاتي | Auto –igniton |
| مضبط أوتوماتي للمخلوط | Automatic mixure control |
| وحدة قدرة احتياطية | Auxiliary power unit |
| اشتعال خلفي | Back – fire |
| ريشة (الضاغط أو تربينة ) | Blade (of compressor or turbine) |
| حارق | Burner |
| مكربن | Carburettor |
| غرفة احتراق | Combustion |
| ضاغط | Compressor |
| حاكم تثبيت السرعة | Constant – speed unit |
| علبة المرافق | Crankcase |
| عمود مرفقي | Crankshaft |
| مستنشر | Diffuser |
| محللة غازات العادم | Exhaust gas analyzer |
| ماسورة العادم | Exhaust pipe |
| دفاعة | Fan |
| نظام اشتعال | Firing order |
| مصيدة لهب | Flame – trap |
| اسطوانة لهب | Flame tube |
| دورة رباعية الأشواط | Four – stroke cycle |
| ريشة توجيه | Guide vane |
| مشملة تسخين | Heating muff |
| حرارة الانضغاط | Heat of compression |
| مشع نخروبي | Honey comb radiator |
| منفث دوران بطئ | Idling jet |
| اشتعال - إشعال | Igniton |
| دورة إشعال | Ignition system |
| سحب | Induction |
| مشعب السحب | Induction manifold |
| حقن | Injection |
| منفث حقن | Injection nozzle |
| مغذي ربط بيني | Interconnecting feeder |
| مسخن بيني | Interheater |
| تربينة الدفق الداخل | Inward - flow turbine |
| مخلوط مفتقر | Lean mixture |
| مغنيط | Magneto |
| مشعب | Manifold |
| ذراع توصيل رئيسي | Master connecting – rod |
| منفث | Nozzle |
| صمام علوي | Overheat valve |
| كباس | Poston |
| وحدة توليد قدرة | Power plant |
| وحدة قدرة | Power unit |
| اشتعال متقدم | Pre-ignition |
| مضخة تحضير | Prming pump |
| كفاية المروحة | Propeller efficiency |
| ذراع دفع | Push -- rod |
| تربينه بدفق نصف قطري | Radial –flow turbine |
| ضغاط | Ram compression |
| إعادة إشعال | Re-light |
| نابض إرجاع | Return spring |
| دفع عكسي | Reverse thrust |
| مخلوط مستوفر | Rich mixtore |
| دفة | Rudder |
| تليين (المحرك ) | Running - inof engine |
| اختبار دوران المحرك | Running- up of ingine |
| دفع نوعي | Specific thrust |
| دفع استاتي | Static stability |
| مص | Suction |
| شحان | Supercharger |
| مخروط الذيل | Tail cone |
| الماسورة النافورية (ماسورة الذيل ) | Tail pipe |
| ذراع خنق | Throttle lever |
| دفع | Thrust |
| مشعل اللهب | Torch igniter |
| تربينة | Turbine |
| شحان تربيني | Turbo – supercharger |
| تربينة ثنائية المراحل | Two- stage turbine |
| منفس | Vent |
المراجع
1. د. مهندس محمود عبد الواحد ، هندسة الطيران ، تمت الطباعة بألمانيا الديمقراطية،1985م .
2. إدارة التوجيه المعنوي , الطائرات الحربية الحديثة ، دار المختار للطباعة والنشر ، ليبيا ، 1985م .
3. أحمد شفيق الخطيب ، معجم المصطلحات العلمية والفنية والهندسية ، مؤسسة جواد للطباعة التصوير ، بيروت ، لبنان ، 1987
جمال الكاشف ، فرسان الجو، القاهرة ، مصر ، دار الطلائع للنشر والتوزيع، 1997م 