تحتوي جميع الأنظمة الهيدروليكية للطائرات على مضخة واحدة أو أكثر تعمل بالطاقة، وقد تحتوي على مضخة يدوية كوحدة إضافية عندما تكون المضخة التي يديرها المحرك معطلة تعد المضخات التي تعمل بالطاقة المصدر الأساسي للطاقة، ويمكن أن تكون إما مدفوعة بالمحرك أو بمحرك كهربائي أو مدفوعة بالهواء.
المضخات
يتم تركيب مضخات بمحرك كهربائي لاستخدامها في حالات الطوارئ أو أثناء العمليات الأرضية، يمكن لبعض الطائرات نشر توربين هوائي (RAT) لتوليد الطاقة الهيدروليكية.
ملاحظة: “RAT” وهي اختصار لـ”Ram Air Turbine”
مضخات يدوية Hand Pumps
تُستخدم المضخة اليدوية الهيدروليكية في بعض الطائرات القديمة لتشغيل الأنظمة الفرعية الهيدروليكية وفي عدد قليل من أنظمة الطائرات الأحدث كوحدة احتياطية، يتم تثبيت المضخات اليدوية بشكل عام لأغراض الاختبار، وكذلك للاستخدام في حالات الطوارئ، يتم أيضًا تركيب مضخات يدوية لخدمة الخزانات من محطة إعادة تعبئة واحدة تعمل محطة إعادة التعبئة الفردية على تقليل فرص حدوث تلوث بالسوائل.
يتم استخدام عدة أنواع من المضخات اليدوية: أحادية الحركة ومضخات العمل المزدوجة والمضخات الدوارة. كما تعمل مضخة يدوية أحادية الفعل على سحب السائل إلى المضخة بضربة واحدة، وتضخ هذا السائل في الضربة التالية نادرًا ما يستخدم في الطائرات بسبب عدم الكفاءة.
تنتج المضخات اليدوية مزدوجة الفعل تدفق السوائل والضغط على كل شوط للمقبض، تتكون المضخة اليدوية المزدوجة بشكل أساسي من مبيت به تجويف أسطواني ومنفذين ومكبس وصمامي فحص محملين بنابض ومقبض تشغيل تسد حلقة O على المكبس ضد التسرب بين غرفتي تجويف أسطوانة المكبس. حلقة O في أخدود في نهاية غلاف المضخة مانع للتسرب بين قضيب المكبس والمبيت.
عندما يتحرك المكبس إلى اليمين، ينخفض الضغط الموجود في يسار الحجرة، يفتح صمام فحص الكرة بمنفذ المدخل ويسحب السائل الهيدروليكي إلى الغرفة. في الوقت نفسه تدفع الحركة اليمنى للمكبس صمام فحص كرة المكبس مقابل مقعده يُجبر السائل الموجود في الحجرة على يمين المكبس على الخروج من منفذ المخرج إلى النظام الهيدروليكي.
عندما يتم تحريك المكبس إلى اليسار، يتم فحص مقاعد صمام مدخل الكرة يرتفع الضغط في الحجرة اليسرى للمكبس، مما يؤدي إلى إبعاد صمام فحص كرة المكبس يتدفق السائل من الغرفة اليسرى عبر المكبس إلى الغرفة اليمنى الحجم في الحجرة اليمنى للمكبس أصغر من حجم الغرفة اليسرى، وبسبب الإزاحة الناتجة عن عصا المكبس عندما يتدفق السائل من الحجرة اليسرى إلى الحجرة اليمنى الأصغر، يتم دفع الحجم الزائد للسائل من منفذ المخرج إلى النظام الهيدروليكي.
يمكن أيضًا استخدام مضخة يدوية دوارة. ينتج مخرجات مستمرة أثناء تحرك المقبض مضخة يدوية دوارة في نظام هيدروليكي.
مضخات تعمل بالطاقة Power-Driven Pumps
العديد من المضخات الهيدروليكية التي تعمل بالطاقة للطائرات الحالية، وهي من النوع الذي يتم التحكم فيه عن طريق المعوض. مضخات التسليم المستمر قيد الاستخدام أيضًا مبادئ التشغيل هي نفسها لكلا النوعين من المضخات تستخدم الطائرات الحديثة مزيجًا من مضخات الطاقة التي تُشغل بالمحرك ومضخات الطاقة الكهربائية ومضخات الطاقة التي تعمل بالهواء ووحدات نقل الطاقة (PTU) والمضخات التي يتم تشغيلها بواسطة (RAT).
على سبيل المثال الطائرات الكبيرة، مثل (إيرباص A380)، لديها نظامان هيدروليكيان وثماني مضخات تعمل بالمحرك وثلاث مضخات تعمل بالكهرباء تحتوي طائرة (Boeing 777) على ثلاثة أنظمة هيدروليكية مزودة بمضختين يعملان بالمحرك وأربع مضخات تعمل بالكهرباء ومضختان تعملان بالهواء ومحرك مضخة هيدروليكي يتم تشغيله بواسطة (RAT).
ملاحظة: “RAT” وهي اختصار لـ”Ram Air Turbine”
ملاحظة: “PTU” وهي اختصار لـ” Power Transfer Units”
تصنيف المضخات Classification of Pumps
يمكن تصنيف جميع المضخات على أنها إما إزاحة موجبة أو إزاحة غير موجبة معظم المضخات المستخدمة في الأنظمة الهيدروليكية ذات إزاحة موجبة تنتج مضخة الإزاحة غير الموضع تدفقًا مستمرًا، ونظرًا لأنه لا يوفر ختمًا داخليًا إيجابيًا ضد الانزلاق، فإن ناتجه يختلف اختلافًا كبيرًا مع اختلاف الضغط، حيث أن مضخات الطرد المركزي والمروحة هي أمثلة على مضخات الإزاحة غير الموجبة.
إذا تم إغلاق منفذ إخراج مضخة الإزاحة غير الموجبة، سيرتفع الضغط وينخفض الناتج إلى الصفر على الرغم من أن عنصر الضخ سيستمر في الحركة، إلا أن التدفق سيتوقف بسبب الانزلاق داخل المضخة في مضخة الإزاحة الموجبة، يكون الانزلاق ضئيلًا مقارنةً بتدفق الخرج الحجمي للمضخة، إذا تم توصيل منفذ الإخراج، سيزداد الضغط على الفور إلى النقطة التي يفتح فيها صمام تخفيف ضغط المضخة.
مضخات الإزاحة المستمرة Constant Displacement Pumps
المضخة ذات الإزاحة الثابتة، بغض النظر عن دوران المضخة في الدقيقة، تفرض كمية ثابتة أو غير متغيرة من السوائل عبر منفذ المخرج أثناء كل دورة للمضخة تسمى مضخات الإزاحة الثابتة أحيانًا مضخات الحجم الثابت أو مضخات التوصيل الثابت.
إنها توفر كمية ثابتة من السوائل لكل دورة، بغض النظر عن متطلبات الضغط نظرًا لأن مضخة التسليم المستمر توفر كمية ثابتة من السوائل أثناء كل دورة للمضخة، فإن كمية السائل التي يتم تسليمها في الدقيقة تعتمد على دوران المضخة في الدقيقة. وعند استخدام مضخة إزاحة ثابتة في نظام هيدروليكي يجب الحفاظ على الضغط عند قيمة ثابتة، يلزم وجود منظم ضغط.
مضخة كهربائية من نوع التروس المسننة Gear Type Power Pump
مضخة الطاقة من نوع التروس هي مضخة ثابتة الإزاحة يتكون من ترسين متشابكين يدوران في مكان معين يتم تشغيل معدات القيادة بواسطة محرك الطائرة أو بعض وحدات الطاقة الأخرى يتشابك التروس المُدارة مع ترس القيادة، ويتم تشغيله بواسطة الخلوص بين الأسنان أثناء تعشيقها وبين الأسنان والمبيت صغير جدًا منفذ مدخل المضخة متصل بالخزان، ومنفذ المخرج متصل بخط الضغط عندما يدور ترس القيادة، فإنه يدير الترس المُدار تلتقط الأسنان السائل أثناء مرورها من المدخل ويتنقل حول الهيكل ويخرج عند المخرج.
مضخة جيروتور Ge-rotor Pump
تتكون مضخة الطاقة من نوع Ge-rotor بشكل أساسي من تجويف يحتوي على بطانة ثابتة على شكل غريب الأطوار، ودوار تروس داخلي به سبع أسنان واسعة ذات ارتفاع قصير، وتروس دفع ذات ستة أسنان ضيقة، وغطاء مضخة يحتوي على فتحتين على شكل هلال.
يمتد أحد الفتحات إلى منفذ مدخل والآخر يمتد إلى منفذ مخرج أثناء تشغيل المضخة، تدور التروس معًا في اتجاه عقارب الساعة نظرًا لأن الجيوب الموجودة بين التروس على الجانب الأيسر من المضخة تتحرك من الموضع الأدنى نحو الموضع الأعلى، يزداد حجم الجيوب، مما يؤدي إلى إنتاج فراغ جزئي داخل هذه الجيوب، نظرًا لأن الجيوب تتضخم بينما تكون فوق هلال منفذ المدخل، يتم سحب السوائل إليها. نظرًا لأن هذه الجيوب نفسها (المليئة بالسائل الآن) تدور إلى الجانب الأيمن من المضخة، وتتحرك من الموضع العلوي نحو الموضع السفلي السفلي، فإنها تقل في الحجم ينتج عن هذا طرد السائل من الجيوب عبر منفذ منفذ الهلال.
