محرك التوربينات الغازية مقابل المحرك الترددي (محرك المكبس)
مثل جميع الآلات الأخرى ، تحتاج الطائرة إلى مصدر طاقة للعمل ، خاصة لتوليد قوة الدفع المطلوبة لتحريك الطائرة إلى الأمام. من المحاولات الأولى ، تم استخدام المحركات الترددية التي تعمل على البنزين في رحلة تعمل بالطاقة.
أول رحلة جوية في العالم أثقل من الهواء تم إجراؤها بواسطة Wright Flyer I ، وتم تزويدها بمحرك مكبس رباعي الأسطوانات مبرد بالماء ينتج 12 حصانًا كحد أقصى. حتى الحرب العالمية الثانية ، كانت كل طائرة تعمل بمحركات ترددية / مكبسية.
في المراحل الأخيرة من الحرب العالمية الثانية ، استخدم الألمان المحرك النفاث لتشغيل الطائرات ، وسرعان ما تبعتها دول أخرى. على الرغم من أن المفهوم والتصميم قد تم تطويرهما منذ عام 1930 ، إلا أن التنفيذ الناجح للمحرك النفاث جاء فقط بعد نهاية الحرب العالمية الثانية.
منذ ذلك الحين نظرًا لمزاياها المتعددة على المحركات الترددية ، أصبح المحرك النفاث ومتغيراته الشكل السائد لمحطة توليد الطاقة للطائرات.
المزيد حول المحرك الترددي (محرك المكبس)
المحرك الترددي ، المعروف أيضًا باسم محرك المكبس ، هو آلة ذات مكابس ترددية ، والتي تحول الطاقة الحرارية من عملية الاحتراق إلى عمل ميكانيكي ، مثل عمل العمود. يعتمد نوع المحرك الرئيسي المستخدم في الطائرات على احتراق الوقود الأحفوري ويسمى محركات الاحتراق الداخلي.
ميكانيكا المحرك هي تحريك عمود متصل بآلية اسطوانة المكبس عن طريق خلق ضغط كبير داخل الاسطوانة.اعتمادًا على الطريقة التي يتم بها ترتيب الأسطوانات حول العمود ، يتم تصنيفها إلى فئات مستقيمة (رأسية) ، ودوارة ، وشعاعية ، ونوع V ، وفئات متعارضة أفقيًا.
أنواع المحركات المذكورة أعلاه تعمل على دورة أوتو ، وقد تم استخدامها في معظم الطائرات في أوائل القرن العشرين. وعادة ما يتم استخدامها لقيادة المروحة التي تولد قوة الدفع. أي طائرة تعمل على محركات مكبسية لها سرعات قصوى منخفضة نسبيًا ، والطاقة التي تنتجها المحركات أقل نسبيًا من المحركات النفاثة. والسبب هو أن نسبة القوى إلى الوزن للمحركات المكبسية منخفضة جدًا ، وإذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة ، فيجب زيادة حجم المحرك وهذا يزيد من الوزن الإجمالي للطائرة ، وهو أمر غير مرغوب فيه للطائرات. تصميم وإنتاج المحركات المكبسية أقل تعقيدًا وتتطلب صيانة أقل وتكلفة محركات المكبس منخفضة أيضًا.
المزيد عن محرك التوربينات الغازية
المحرك التوربيني الغازي أو التوربينات الغازية ببساطة محرك احتراق داخلي ، يستخدم الغازات مثل الهواء مثل سائل العمل.يتم تصميم الجانب الديناميكي الحراري لتشغيل التوربينات الغازية بشكل مثالي من خلال دورة برايتون. تعمل المحركات التوربينية الغازية على أساس المكونات الدوارة ، وبالتالي ، فإن مائع العمل يتدفق باستمرار عبر المحرك في اتجاهات شعاعية أو محورية. هم المكون الأساسي الأساسي للمحرك النفاث.
المكونات الرئيسية لمحرك التوربينات الغازية هي الضاغط ، وغرفة الاحتراق ، والتوربين ، وأحيانًا الفوهة. تعمل عن طريق إحضار سائل العمل إلى حالات ديناميكية حرارية مختلفة واستخراج عمل العمود أو الدفع عند العادم. إذا تم استخدام الدفع المتولد من العادم ، فإنه يُعرف باسم المحرك النفاث التوربيني ؛ إذا كان التوربين يستخرج جزءًا من العمل ويقوم بتشغيل مروحة ، فإنه يُعرف باسم المحرك المروحي. يُعرف نوع المحرك الذي يستخرج كل الأعمال تقريبًا مثل عمل عمود التوربين باسم المحرك التوربيني ؛ إذا كانت المروحة مدفوعة بواسطة العمود ، فإنها تُعرف باسم محرك دعم توربو.
توجد العديد من أنواع التوربينات الغازية ، وهي مصممة لأداء مهام محددة. إنها مفضلة على المحركات الأخرى (المحركات الترددية بشكل أساسي) نظرًا لنسبة القوة إلى الوزن العالية ، والاهتزاز الأقل ، وسرعات التشغيل العالية والموثوقية.
ما هو الفرق بين التوربينات الغازية والمحرك الترددي (محرك المكبس)؟
• المحركات المكبسية لها آليات ترددية (من وإلى الحركة) بينما المحركات التوربينية الغازية لها آليات دوارة.
• كلاهما يستخدم الهواء كسائل عامل ، لكن التدفق في توربينات الغاز مستمر بينما المحركات الترددية لها تدفق متقطع.
• نسبة القدرة إلى الوزن لمحركات التوربينات الغازية أعلى بكثير من تلك الخاصة بالمحركات الترددية.
• توربينات الغاز متطورة في التصميم والتصنيع ، بينما المحركات الترددية أبسط في التصميم وأسهل في التصنيع.
• صيانة المحركات الترددية أبسط ويجب إجراؤها بشكل متكرر ، بينما تكون صيانة محركات التوربينات الغازية معقدة ، لكن الفحص والصيانة يحدثان على فترات أطول.
• المحركات التوربينية الغازية أو أنواعها باهظة الثمن ، بينما المحركات الترددية غير مكلفة نسبيًا.
• تعمل المحركات التوربينية الغازية على تشغيل الطائرات الكبيرة والقوية مثل المقاتلات النفاثة العسكرية أو الطائرات التجارية ، ولكن يتم استخدام محرك المكبس في الطائرات الأصغر والقصيرة المدى.
