يعتمد مبدأ عمل محرك الطائرة على قانون نيوتن الثالث للحركة، والذي ينص على أن لكل فعل قوة رد فعل، مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه.
محرك الطائرة
في حالة محرك الطائرة، يتم توليد قوة الدفع عن طريق دفع الغازات الساخنة خارج جسم الطائرة. هذه الغازات تتحرك بسرعة كبيرة، وبالتالي فهي تمتلك كمية كبيرة من الطاقة الحركية. عندما تخرج هذه الغازات من جسم الطائرة، فإنها تدفع الهواء المحيط بها للخلف. هذا الدفع للخلف يخلق قوة رد فعل تدفع الطائرة للأمام.
مكونات محرك الطائرة
يتكون محرك الطائرة من عدة مكونات رئيسية، وهي:
- المدخل للهواء: يدخل الهواء إلى المحرك من خلال هذا المدخل.
- ضاغط الهواء: يقوم الضاغط بضغط الهواء الداخل إلى المحرك. هذا الضغط يزيد من كثافة الهواء، مما يؤدي إلى زيادة كمية الطاقة الحركية التي تمتلكها الغازات المحترقة عند خروجها من المحرك.
- غرفة الاحتراق: يتم خلط الهواء المضغوط مع الوقود في غرفة الاحتراق. يتم إشعال هذا الخليط، مما يؤدي إلى احتراقه. هذا الاحتراق ينتج حرارة كبيرة، والتي يتم استخدامها لتسخين الهواء.
- التوربين: يقوم التوربينات بتحويل الطاقة الحركية للغازات المحترقة إلى طاقة ميكانيكية. هذه الطاقة الميكانيكية تستخدم لتشغيل الضاغط.
- النفاثة: تخرج الغازات المحترقة من المحرك من خلال النفاثة.
خطوات عمل محرك الطائرة
فيما يلي شرح مفصل لخطوات عمل محرك الطائرة:
- المدخل للهواء: يدخل الهواء إلى المحرك من خلال المدخل. يتم تصفية الهواء لإزالة الأوساخ أو الغبار.
- ضاغط الهواء: يقوم الضاغط بضغط الهواء الداخل إلى المحرك. هذا الضغط يزيد من كثافة الهواء، مما يؤدي إلى زيادة كمية الطاقة الحركية التي تمتلكها الغازات المحترقة عند خروجها من المحرك.
- غرفة الاحتراق: يتم خلط الهواء المضغوط مع الوقود في غرفة الاحتراق. يتم إشعال هذا الخليط، مما يؤدي إلى احتراقه. هذا الاحتراق ينتج حرارة كبيرة، والتي يتم استخدامها لتسخين الهواء.
- التوربين: يقوم التوربينات بتحويل الطاقة الحركية للغازات المحترقة إلى طاقة ميكانيكية. هذه الطاقة الميكانيكية تستخدم لتشغيل الضاغط.
- النفاثة: تخرج الغازات المحترقة من المحرك من خلال النفاثة.
المقارنة مع المحركات الأخرى
يمكن مقارنة محرك الطائرة بالمحرك المكبسي. في المحرك المكبسي، يتم دفع المكبس للأعلى والأسفل بواسطة ضغط الغازات المحترقة. هذا الدفع يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة ميكانيكية، والتي تستخدم لتشغيل المروحة.
في محرك الطائرة، يتم دفع الغازات المحترقة للخارج. هذا الدفع يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حركة، والتي تدفع الطائرة للأمام.
الكفاءة
تعتمد كفاءة محركات الطائرات على عدة عوامل، منها:
- نسبة الضغط: تشير نسبة الضغط إلى مقدار الضغط الذي يرتفع إليه الهواء في الضاغط. كلما زادت نسبة الضغط، زادت كفاءة المحرك.
- درجة الحرارة: كلما زادت درجة الحرارة التي تصل إليها الغازات المحترقة في غرفة الاحتراق، زادت كفاءة المحرك.
- كفاءة التوربينات: تعتمد كفاءة التوربينات على تصميمها وتصنيعها.
أنواع محركات الطائرات
هناك عدة أنواع من محركات الطائرات، منها:
- محرك نفاث عنفي: هو النوع الأكثر شيوعًا من محركات الطائرات. يعمل على مبدأ الضغط والحرارة.
- محرك توربيني مروحي: يجمع بين محرك نفاث عنفي ومروحة. المروحة تدفع الهواء للأمام، مما يساعد على دفع الطائرة.
- محرك نفاث نفاث: يعتمد على دفع الغاز مباشرة للأمام. يتميز هذا النوع من المحركات بقوته العالية، ولكنه أقل كفاءة من المحركات النفاثة العنيفة.
الخاتمة
يعتمد مبدأ عمل محرك الطائرة على قانون نيوتن الثالث للحركة. يتم توليد قوة الدفع عن طريق دفع الغازات الساخنة خارج جسم الطائرة. هذه الغازات تتحرك بسرعة كبيرة، وبالتالي فهي تمتلك كمية كبيرة من الطاقة الحركية. عندما تخرج هذه الغازات من جسم الطائرة
