عرض مصدر محرك نفاث عنفي

{{لا صندوق معلومات}}
{{ميز|محرك عنفي مروحي}}
[[ملف:Jet engine arabic.svg|تصغير|يسار|330px]]
[[ملف:Turboreacteur anime.gif|تصغير|يسار|330px]]
'''المحرك النفاث العنفي'''<ref>[http://charlesayoub.com/more/691514 الديار - 19 شباط 1998م - «الأزمة العراقية»] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140826114919/http://www.charlesayoub.com/more/691514 |date=26 أغسطس 2014}}</ref> {{إنج|turbojet}} هو أقدم أنواع المحرك النفاث الساحب للهواء، يستخدم في [[طيران|الطيران]] المدني والحربي. ويرجع ابتكاره إلى المهندس البريطاني [[فرانك ويتل]] والمهندس الألماني [[هانز فون أوهاين|هانس فون أوهاين]] اللذين ابتكرا تصميمه بدون العلم بعمل بعضهما البعض خلال ثلاثينيات القرن الماضي.

يتكون المحرك النفاث العنفي من مدخل للهواء، و[[ضاغط غاز|ضاغط]] للهواء، و[[حجرة احتراق]]، و[[عنفة غازية]] لتدوير ضاغط الهواء، ونفاثة في مؤخرته. يُضغط الهواء في غرفة الاحتراق ويسخن في عملية الاحتراق في[[تمدد]] ويُدير محور العنفة، وتندفع الغازات الساخنة عالية الضغط خارجة من النفاثة وتقوم بتسريع الطائرة.<ref>{{استشهاد ويب | عنوان = Turbojet Engine | ناشر = NASA Glenn Research Center | مسار = https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbj.html | تاريخ الوصول =2009-05-06| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190512210951/https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbj.html | تاريخ أرشيف = 12 مايو 2019 }}</ref>

وتعد المحركات النفاثة العنفية كفيئة عند الطيران بسرعات أقل من 2 [[ماخ (توضيح)|ماخ]] (ضعف سرعة الصوت في الهواء). وتستخدم في الطائرات وفي صواريخ كروز متوسطة المدى لسرعاتها العالية وصغر مدخل الهواء وبساطتها.

== تأريخ ==
[[ملف:Ohain USAF He 178 page61.jpg|تصغير|330px|يسار|[[هاينكل 178|هنكل 178]] كانت أول طائرة نفاثة، استخدمت محرك Heinkel HeS 3.]]

طارت أول طائرة نفاثة وهي [[هاينكل 178|هنكل إتش إي 178]] في 27 أغسطس 1939.<ref>Warsitz, Lutz: [https://www.pen-and-sword.co.uk/p/p/1762 ''THE FIRST JET PILOT - The Story of German Test Pilot Erich Warsitz'' (p. 125), Pen and Sword Books Ltd., England, 2009] ISBN 978-1-84415-818-8 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131202223101/http://www.pen-and-sword.co.uk/?product_id=1762 |date=02 ديسمبر 2013}}</ref>
وكانت أول طائرتان من النوع النفاث العنفي [[مسرشميت إم إي 262]] والطائرة [[جلوسر متيور]] التي بدأتا العمل قبل نهاية [[الحرب العالمية الثانية]] عام 1944.

وقد استخدم المحرك النفاث العنفي لدفع الطائرات وأيضا في دفع عربات مثل السيارات. يأخذ الهواء ثم يضغطه ضاغط وفي حجرة الاحتراق يخلط الوقود مع الهواء المضغوط ويُشعل. فيعمل الاشتعال على رفع [[درجة حرارة]] الغاز ارتفاعا كبيرا. عندئذ تترك غازات الاحتراق حجرة الاشتعال وتتمدد خلال [[عنفة غازية]] فتدور وتقوم بدورها بتدوير الضاغط الموجود في المقدمة.

ومع أن تمدد الغاز تخفض من [[ضغط|الضغط]] و[[درجة حرارة|درجة الحرارة]] الخارجة من العنفة إلا أنهما لا تزال مرتفعتان بالقدر الكافي. ويخرج الغاز الساخن بضغط عال مندفعا خارج النفاث. فإذا كان [[زخم الالحركة|زخم حركة]] الغازات الخارجة أكبر من زخم حركة الهواء الممتص في المقدمة، تكون محصلة الزخم موجبة، ويتحرك المحرك إلى الأمام بالدفع.

كان الجيل الأول من الطائرات النفاثة من النوع '''النفاث العنفي''' وكانت تستخدم ضاغط يعمل بمبدأ المركزية الطاردة مثلما في الطائرة [[هاينكل إتش إي إس 3]] ، ثم طور الضاغط ليكون متصلا بمحور مع العنفة الخلفية (كما في يونكرز جومبو 004) بغرض تصغير [[قطر (هندسة)|قطر]] المحرك و[[باسنة|الباسنة]].

وقد استخدمت لميزة استطاعتها العمل في الارتفاعات الكبيرة وفي السرعات العالية، فهى تطير أعلى بكثير عن الطائرات المروحية التقليدية، بسبب قدرتها على إنتاج نسبة أعلى للضغط وسرعة دفع العادم. ولكنها كانت تستهلك وقودا كثيرا. لذلك فقد تطورت صناعة المحركات النفاثة وتتصدرها في وقتنا الحاضر [[محرك عنفي مروحي|المحركات العنفية المروحية]] حيث يجري جزء من الهواء الممتص حول المحرك وحجر احتراقه. هذا يجعل محركات العنفية المروحية أكثر [[كفاءة حرارية|كفاءة]] من المحركات النفاثة العنفية وخصوصا في السرعات فوق الصوتية.

وقد استخدم محرك نفاث عنفي في [[أوليمبوس 593]] لتشغيل [[كونكورد]]. واستخدمت الكونكورد المحرك النفاث العنفي لميزة صغر [[قطر (هندسة)|قطر]] الباسنة مما يساعد على الوصول إلى سرعات تصل إلى 2 [[ماخ (توضيح)|ماخ]]. وكانت الكونكورد تستهلك وقودا أقل للطيران بسرعة 2 ماخ من طائرات حديثة من نوع العنفية المروحية مثل جنرال إليكتريك سي إف 6 ، التي تطير بسرعة 86و0 ماخ. إلا أن الدينامية الهوائية لتصميم الكونكورد كانت أقل كفاءة عن أي طائرة ركاب تطير بسرعات أقل من سرعة الصوت.

== طريقة العمل ==
[[ملف:TL-Schnitt.PNG|تصغير|330px|يسار|أجزاء السحب والدفع في المحرك النفاث العنفي، ويبين الرسم البياني تغير [[سرعة متجهة|السرعة]] (أخضر) و[[درجة حرارة|درجة الحرارة]] (أحمر) و[[ضغط|الضغط]] (أزرق) للمحرك.]]

[[ملف:Turbine Stage GE J79.jpg|تصغير|يسار| 260px|عنفة ذات 3 مراحل Verdichter في محرك GE J79]]
يمتص المحرك الهواء ويضغط بواسطة ضاغط عنفي لتعلية ضغطه في غرفة الاحتراق حيث يحقن [[كيروسين|الكيروسين]] ويخطلت بالهواء المضغوط ويشتعل. يرفع الاشتعال [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] ويرتفع ضغط غازات الاشتعال فتزداد سرعة خروجها من النفاثة، مما يدفع الطائرة إلى الأمام . يستهلك جزء من الغاز عالي الضغط قبل خروجه في إدارة عنفة خلفية تعمل على تدوير محور متصل بضاغط الهواء الموجود في مقدمة المحرك ويقوم بمص الهواء. يخرج الغاز المشتعل ذو ضغط ودرجة الحرارة عاليتان من النفاثة ويدفع الطائرة إلى الأمام طبقا لمبدأ رد الفعل. تزود كثير من الطائرات النفاثة الحربية التي تطير بسرعات تفوق [[سرعة الصوت]] ب [[حارق لاحق|حراق لاحق]] خلف النة الخلفية فتزيد من سرعة الطائرة.

وفي بعض أنظمة المحركات النفاثة توجد بالإضافة إلى ذلك مروحة أنبوبية أمامية تقوم بزيادة امتصاص الهواء ودفعه إلى المحرك وكذلك حول المحرك العنفي داخل [[باسنة|الباسنة]] ، ويسمى هذا النوع من المحركات [[محرك عنفي مروحي]].

يفوق المحرك النفاث العنفي المحركات التي تعمل بمكابس من جهة [[كفاءة حرارية|الكفاءة]] العالية وعلى الأخص في الارتفاعات الكبيرة والسرعات العالية وخصوصا بالنسبة إلى الطيران بسرعات فوق سرعة الصوت. ولا يشكل
له امتصاص قطرات ماء مع الهواء أي مشكلة.

لا بد وأن يبدأ المحرك النفاث العنفي ويدور بمعدل أدنى من الدوران لكي يستطيع امتصاص الهواء والعمل، ويتم هذا كهربائيا بواسطة [[مفتاح تشغيل|بادئ تشغيل]] في البداية. وتحتوي معظم الطائرات الحالية على باديئ تشغيل كهربائي مثلما في طائرات [[بوينغ]] و[[إيرباص|الإيرباص]].

وبعد دوران العنفة الأمامية بالعدد الأدنى لمعدل الدوران يحقن [[كيروسيك|الكيروسين]] في غرفة الاشتعال ويشتعل بواسطة عدد من [[شمعة اشتعال|شمعات الاشتعال]]. وبعد اشتعال مخلوط الوقود والهواء المضغوط يرتفع معدل دوران العنفة. عندئذ يمكن إغلاق عمل شمعات الاشتعال ويظل الاشتعال في العمل مستمرا من ذاته . وتبلغ نسبة التحكم في معدل الدوران بين 40 % إلى 95% بحسب ما يكون التشغيل بقدرة منخفضة أو بأقصي قدرة. ويبين منحنى القدرة لمعظم الطائرات العنفية تزايدا لوغاريتميا مع تغير معدل دوران العنفة، فإذا كان معدل الدوران 90% كانت القدرة الناتجة 50% ، وعندما يرتفع معدل الدوران إلى 100% تصل قدرة المحرك إلى 100%.

== الخواص الفيزيائية ==

لحساب كفاءة المحرك النفاث العنفي يُعتمد على [[دورة برايتون]] ، وفيها يشكل تغير درجة الحرارة والضغط أهم خواص العملية. وتتميز العملية باختيار ضغط عال للهواء، ودرجة حرارة عالية T<sub>3</sub> للهواء عند مدخل العنفة. ثم يسمح لغاز الاحتراق ليتمدد في نفاثة كبيرة تنخفض درجة حرارته بعد الخروج.

'''معادلة الدفع والكفاء ''':

نعتبر أن دفع المحرك يجعل الطائرة تطير بسرعة متساوية وأنها تطير على ارتفاع واحد. كما نفترض أن مقاومة الطائرة للهواء أقل من الدفع في حالة زيادة السرعة أو في حالة تزايد ارتفاع الطيران.

تنطبق معادلة الدفع الآتية عندما يكون ضغط الغاز الخارج مساويا للضغط الجوي الخارجي.

:<math>S=\dot m_l (c_5 - c_0)</math>

حيث :

:S الدفع بوحدة [[نيوتن (وحدة)|نيوتن]]
:<math>\dot m_l</math> كتلة الهواء الجاري [[كيلوغرام|كيلوجرام]]/[[ثانية]]
:<math>c_5</math> سرعة خروج الغاز [[متر]]/[[ثانية]]
:<math>c_0</math> سرعة الطائرة [[متر]]/[[ثانية]]

ولكفاءة المحرك '''<math>\eta_v</math>''' تنطبق المعادلة:

:<math> \eta_v= \frac{2 c_0}{c_0 + c_5} </math>

نستنتج من هذه المعادلة أنه بالنسبة إلى الطيران المدني يستخدم المحرك نسبة عالية بين المجرى الهوائي خارج المحرك إلى المجرى داخله (أنظر [[محرك عنفي مروحي|نسبة تحويد الهواء]]) ، بحيث يخرج من المحرك كتلة غازية كبيرة بسرعة منخفضة، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بالإضافة إلى خفض الضوضاء الناتجة من المحرك .

== اقرأ أيضا ==
{{قائمة أعمدة|عدد الأعمدة=2|الأعمدة=
* [[محرك نفاث]]
* [[محرك عنفي مروحي]]
* [[محرك نفاث نبضي]]
* [[عنفة غازية]]
* [[محرك نفاث]]
* [[محرك عمود دوران توربيني]]
* [[محرك مروحة عنفية]]
* [[صاروخ]]
* [[نظام الوقود في الطائرة]]
* [[باسنة]]
*[[فوهة دافعة]]
}}

== المراجع ==
{{مراجع}}

== وصلات خارجية ==
* [https://web.archive.org/web/20090122022147/http://keveney.com/jets.html رسوم متحركة تشرح كيفية عمل المحرك النفاث]

{{محركات حرارية}}
{{مكونات المحرك التوربيني الغازي للطائرات}}
{{شريط بوابات|طاقة|طيران|هندسة|هندسة ميكانيكية}}

[[تصنيف:أجزاء المحرك]]
[[تصنيف:اختراعات إنجليزية]]
[[تصنيف:البحث والتطوير في ألمانيا النازية]]
[[تصنيف:العلم في عقد 1930]]
[[تصنيف:عنفات غازية]]
[[تصنيف:محركات نفاثة]]