آلية عمل المحرك النفاث ومدى تطوره عبر الزمن

1998 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء التاسع

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

آلية عمل المحرك النفاث المحرك النفاث مدى تطور المحرك النفاث أدوات الفيزياء

المحرك النفاث آلة تمتص الهواء من الأمام، ثم تقوم بضغطه وإحراقه بعد خلطه بالوقود (كيروسين)، ثم تطرد الوقود المحترق مع ما يتخلف من الهواء من الخلف على صورة تيار شديد السـرعة.

وينتج عن ذلك قوة دفع كبيرة إلى الأمام تسمى "الدفع النفثي". ويستخدم الدفع النفثي لتحريك الأجسام كبيرة الوزن مثل الطائرات.

ويمكن تمثيل الدفع النفثي بما يحدث في بالون الأطفال المنتفخ (نتيجة تعبئته بكمية كبيرة من الهواء) إذا فتح عنقه فتحة صغيرة لتسـريب الهواء المضغوط بداخله، وترك ليتدفق الهواء من هذه الفتحة بسرعة شديدة، فإن البالون يندفع متحركا في عكس اتجاه خروج الهواء.

 

ومن الكائنات الحية التي تستخدم هذه الفكرة في حركتها، الحيوان البحري "الحبار". إذ يقوم الحبار بدفع الماء من داخله على هيئة تيار سريع إلى الأمام فيندفع الحبار كالسهم في الاتجاه المضاد، أي إلى الخلف، وهو يتحكم في سرعة حركته بتغيير قوة اندفاع الماء الخارج منه

وما يحدث في المحرك النفات هو دخول الهواء من الفتحات الأمامية إلى منطقة مصممة بحيث تقلل من سرعة الهواء وتزيد من ضغطه، تليها منطقة أخرى يتم فيها احتراق الوقود مع الهواء حيث يتمدد هذا المزيج المحترق فيقل ضغطه وتزيد سرعته في أثناء خروجه من فتحة خلف المحرك بسـرعة كبيرة. والمحرك النفاث يشبه محرك الصاروخ

ولقد بدأت محاولات اختراع المحرك النفاث عام 1913 عندما قام المخترع الفرنسـي "لوران" باختراع محرك المدك النفاث الذي يتميز ببساطته لعدم وجود أجزاء متحركة في داخله، ولكنه لا يعمل إلا إذا كان متحركا في الهواء بسـرعة مناسبة لإمكان توليد ضغط كاف.

 

وحتى عام 1923 لم تقتنع كل من الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا بجدوى هذا المحرك. 

ولكن الطيار البريطاني "ويتل" قام في عام 1928 بكتابة رسالة بعنوان: "مستقبل تطوير تصميم الطائرات"، قدمها إلى الكلية التكنولوجية لسلاح الطيران الملكي البريطاني، أشار فيها إلى فوائد الدفع النفثي، ثم سجل براءة اختراع محرك نفاث في يناير 1930، ثم ظهر أول محرك نفاث وتمت تجربته في أبريل عام 1937.

وفي الوقت نفسه قام "هانزفون أوهين" الألماني بتطوير محرك مشابه، ولم تهتم الحكومة الألمانية به في أول الأمر كذلك، إلا أنه قام بتركيب هذا المحرك على طائرة صممت خصيصا له.

 

وفي يوم 27 أغسطس عام 1939 نجحت ألمانيا في إطلاق أول طائرة نفاثة، وكانت قدرتها 970 حصانا، وبلغت سرعتها القصوى حوالي 700 كيلومتر في الساعة.

وفي بريطانيا طارت أول طائرة بمحرك "ويتل" النفاث في 15 مايو عام 1940. وهذه الطائرة موجودة حاليا في المتحف العلمي البريطاني بلندن.

ومع بداية الحرب العالمية الثانية (1939 – 1945) أسرعت الحكومة الألمانية باستخدام الطائرات النفاثة ليصبح جيشها أول جيش يستخدم الطائرات الحربية النفاثة

 

وبعد انتهاء الحرب العالمية الثانية انتقلت تكنولوجيا المحرك النفاث إلى الولايات المتحدة الأمريكية، وبدأت الأبحاث في عدد من الدول بهدف تطوير المحرك النفاث.

بحيث لا يحتاج إلى تحريك الطائرة في الهواء قبل تشغيله، وذلك بإضافة "ضاغط" في مسار الهواء ليتحول إلى محرك توربيني يحتوي على جزء دوار يزيد من ضغط الهواء قبل اشتعاله ومن ثم تزيد درجة حرارته، ثم يتجه الهواء الساخن ذو الضغط العالي إلى "المحرقة" لاشتعاله.

 

ويعمل التوربين في درجات حرارة تتراوح بين 760° و 1400° س، لذلك يتم تصنيع شرائح التوربين من سبائك تتحمل الحرارة العالية.

وقد أدى هذا التطوير إلى رفع كفاءة المحرك النفاث بدرجة عالية، بحيث تم تركيب هذا المحرك على معظم الطائرات المدنية والعسكرية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]