كيف تم اختراع المحرك النفاث المستخدم في الطيران الحديث؟

المحرك النفاث يعمل بسرعة فائقة عن طريق نفثه للهواء وللماء؛ لتوليد قوة دافعة كهربائية كبيرة اعتماداً على قانون نيوتن للحركة، وعادةً ما تُكوّن المحركات النفاثة من خليط بعض المعادن وهي الرصاص، والنحاس، والألمونيوم، والحديد والستيل.

المحرك النفاث النبضي

هذا النوع من المحركات النفاثة البسيطة المكونة من محرك داخلي للاحتراق الذي يحدث بشكل نبضات، ويوجد منه نوعين أحدهما يحتوي على الصمامات والأخر يخلو منها؛ ولانطلاق هذا النوع من المحركات ينبغي تزويده بهواء مضغوط بواسطة مقلاع ولقد تمّ استخدامه من قِبل الألمان في القنبلة الطائرة عند ضرب لندن. وهذا النوع من المحركات ينطلق بسرعة كبيرة ولهذا فهو لا يتناسب مع الركاب وإنّما هو للأغراض الحربية.

طريقة عمل المحرك النفاث النبضي

كي تعمل المحركات النفاثة فإنّها تقوم بضخ الهواء المضغوط الموضوع على ممر قضبان مائلة تُسمى بالمقلاع. ولعمل المحرك عدة مراحل وهي مرحلة اندفاع المحرك إلى الإمام عندئذ يتم فتح الصمام الموجود بالمقدمة، وهذه المرحلة هي مرحلة البدء ثمّ تأتي مرحلة إشعال الهواء مع مخلوط الوقود بواسطة شمعة ينتج عنها ضغط كبير في الحجرة المُخصصة للاشتعال.

ومن الأنبوب الخلفي يخرج الغاز المتمدد وهو غاز الاحتراق ويدفع المحرك إلى الجهة الأمامية، وعندئذ فإنّ ضغط الغاز في غرفة الاشتعال يقل تدريجياً. وبارتفاع ضغط الهواء الخارجي فإنّ صمام دخول الهواء ينفتح نظراً لارتفاع الضغط الخارجي للهواء الموجود عند المقدمة ثمّ يندفع الغاز المتمدد بصفة مستمرة من الأنبوب الخلفي المفتوح ويعمل على الدفع الأمامي للمحرك حتى لا تكون هناك حاجة لعمل الشمعة.

صفات المحرك النفاث النبضي

المحركات النفاثة من النوع النبضي تحتاج إلى كمية كبيرة من الوقود كما أنّ الصوت الصادر عنها يكون عالي للغاية، والحرارة بحجرة الاشتعال تصل إلى أكثر من 1000 درجة مئوية وسريعاً ما يفسد الصمام الموجود بالمقدمة لذا فإنّ عمله يستمر فقط لفترة قصيرة للغاية.

مكونات المحرك النفاث

المكونات الأساسية غالباً لأيّ محرك نفاث هي عمود الدوران الذي يصل بين الضاغط والتوربين ودور خلال العمل، وقد يوجد في المحرك الواحد ثلاثة أعمدة متداخلة ولكل عمود منها سرعة خاصة به، كما أنّ كلّ عمود يكون له توربينات، وضواغط قائمة عليه مع وجود البعض من العوامل المشتركة بين تلك الأعمدة مثل الصرف والتفريغ للهواء.

كما أنّ مدخل الهواء أحد أساسيات المحرك النفاث، وهو الإطار حيث أنّ المحرك النفاث في الطائرات التي تعمل بسرعة ما دون الصوتية لا يوجد بها أي صعوبات لمدخل الهواء وهي بالفعل تتكون من فتحة محرك؛ الغرض منها تقليل مقاومة حركة الهواء، وهذا هو الحال بالنسبة لجميع أجزاء الطائرة. والبعض من الفتحات الفوق صوتية تعتمد على قطع داخلية شبيهة بحبوب الصنوبر من أجل رفع كفاءتها.

ومن المكونات أيضاً الضاغط المكون من أكثر من مرحلة وبكل واحدة يوجد اسطوانتان أحدهما ثابتة والأخرى دوراة. ويوجد بهذا المحرك توربين مكون من عدد من الريش الدائرية التي تعمل لكسب الطاقة من الهواء الحار ويتبقى البعض من الطاقة داخل غرفة الاحتراق لإدارة الضاغط. كما يوجد موضع لخروج الغازات الحارة يُطلق عليه الخرطوش؛ بينما يوجد جهاز غرفة احتراق مساعد في الطائرات العسكرية. ويوجد غرفة للاحتراق داخل المحرك وهي الغرفة التي يختلط بها الهواء المضغوط.

مخترع المحرك النفاث

لقد قام باختراع هذا النوع من المحركات المُبتكر فرنك ويتل المولود بانجلترا عام 1907م، وهذا الرجل كان قصير القامة لهذا فلقد فشل أكثر من مرة من الالتحاق بالقوات الجوية البريطانية؛ غير أنّه بحلول عام 1923 م قد نجح في الالتحاق وأصبح ضابط طيّار بحلول عام 1923م.