الملحقات وضواغط الطرد المركزي في المحركات الغازية

قسم الملحقات في المحرك التوربيني الغازي له وظائف مختلفة، حيث تتمثل الوظيفة الأساسية في توفير مساحة لتركيب الملحقات اللازمة لتشغيل المحرك والتحكم فيه بشكل عام، تشمل أيضًا الملحقات الخاصة بالطائرة مثل المولدات الكهربائية والمضخات الهيدروليكية، أيضًا تشمل الوظائف الثانوية العمل كخزان للنفط وحوض الزيت ومكان تروس القيادة الملحقة وتروس التخفيض.

ترتيب الملحقات وقيادتها

لطالما كان ترتيب الملحقات وقيادتها يمثل مشكلة كبيرة في محركات التوربينات الغازية، عادة ما يتم تثبيت الملحقات المدفوعة بالمراوح التوربينية على صندوق التروس الإضافي الموجود في الجزء السفلي من المحرك، حيث يختلف موقع صندوق التروس الإضافي إلى حد ما، لكن معظم المحركات التوربينية والأعمدة التوربينية تحتوي على أغطية ملحقة مثبتة في الجزء الخلفي من المحرك، أما مكونات قسم الملحقات لجميع محركات التوربينات الغازية لها نفس الغرض بشكل أساسي، على الرغم من أنها غالبًا ما تختلف بشكل كبير جدًا في تفاصيل البناء والتسميات.

العناصر الأساسية لقسم الملحقات هي: علبة الملحقات، التي تحتوي على وسادات تثبيت آلية لملحقات المحرك وقطار التروس الموجود داخل علبة الملحقات.

تصميم العلبة الملحقة

يمكن تصميم العلبة الملحقة لتعمل كخزان نفط، وفي حالة استخدام خزان الزيت، يتم توفير حوض عادة أسفل دعامة المحمل الأمامية لتصريف وكسح الزيت المستخدم في تزييت المحامل وتروس الدفع، كما يتم أيضًا تزويد صندوق الملحقات بأنابيب مناسبة أو ممرات محفورة للرش وتزييت الزيت في مجموعة التروس والمحامل الداعمة.

ويتم تشغيل مجموعة التروس بواسطة الضاغط العالي بالمحرك من خلال اقتران تروس رمح المحرك الإضافي، والذي يدعى عمود البرج، وهو يتحول مع ترس صندوق التروس والضاغط العالي، كما يوفر ترس التخفيض داخل العلبة سرعات قيادة مناسبة لكل ملحق أو مكون محرك، ونظرًا لأن سرعة تشغيل الدوار عالية جدًا، فإن نسب تروس تقليل الملحقات مرتفعة نسبيًا، كما يتم دعم محركات الملحقات بواسطة محامل كروية مجمعة في فتحات لوحة التركيب الخاصة بعلبة الملحقات.

قسم الضاغط في المحرك التوربيني الغازي

إن قسم الضاغط في المحرك التوربيني الغازي له وظائف عديدة، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في توفير الهواء بكميات كافية لتلبية متطلبات مواقد الاحتراق على وجه التحديد ولتحقيق الغرض منه، يجب على الضاغط زيادة ضغط كتلة الهواء الواردة من مجرى مدخل الهواء، ثم تفريغه إلى الشعلات بالكمية وبالضغوط المطلوبة.

تتمثل الوظيفة الثانوية للضاغط في توفير هواء مضغوط لأغراض مختلفة في المحرك والطائرة، كما يتم أخذ الهواء المضغوط من أي من مراحل الضغط المختلفة للضاغط ويعتمد الموقع الدقيق لمنافذ الضغط بالطبع، على الضغط أو درجة الحرارة المطلوبة لوظيفة معينة، والمنافذ عبارة عن فتحات صغيرة في علبة الضاغط المجاورة لمرحلة معينة يتم فيها ضغط الهواء، وبالتالي تتوفر درجات متفاوتة من الضغط ببساطة عن طريق الدخول إلى المرحلة المناسبة.

غالبًا ما ينضغط الهواء من مرحلة الضغط النهائية أو الأعلى؛ وذلك لأنه في هذه المرحلة يكون الضغط ودرجة حرارة الهواء في أقصى حد، وفي بعض الأحيان قد يكون من الضروري تبريد هذا الهواء عالي الضغط، وإذا تم استخدامه لضغط الكابينة أو لأغراض أخرى تكون فيها الحرارة الزائدة غير مريحة أو ضارة، حيث يتم إرسال الهواء عبر وحدة تكييف الهواء قبل أن يدخل المقصورة.

التطبيقات الحالية للهواء المضغوط

•  ضغط وتسخين وتبريد المقصورة.

• معدات التذويب ومكافحة الجليد.

•  بدء تشغيل المحركات بالهواء المضغوط.

•  وحدات القيادة المساعدة (ADU).

ضاغط الطرد المركزي

يتكون ضاغط التدفق المركزي من دافع دوار وناشر الجزء الثابت ومشعب ضاغط، وضواغط الطرد المركزي لها ارتفاع ضغط مرتفع لكل مرحلة يمكن أن يكون حوالي (8:1) بشكل عام، تقتصر ضواغط الطرد المركزي على مرحلتين بسبب مخاوف الكفاءة العنصران الوظيفيان الرئيسيان هما المكره والناشر، وعلى الرغم من أن الناشر عبارة عن وحدة منفصلة، ويتم وضعه بالداخل وهو مثبت بمسامير في المشعب، غالبًا ما يُشار إلى التجميع بالكامل الموزع والمشعب باسم الناشر، وللتوضيح أثناء التعرف على الضاغط، يتم التعامل مع الوحدات بشكل فردي، عادة ما تكون المكره مصنوعة من سبائك الألومنيوم المطروقة ومعالجة عن طريق الحرارة ومُشَكَّلة ومنعمة للحد الأدنى من تقييد التدفق والاضطراب.

في معظم الأنواع، يتم تصنيع البكره من عملية واحدة، حيث يظهر هذا النوع وقد يكون الدافع الذي تتمثل وظيفته في التقاط الهواء وتسريعه للخارج إلى الناشر، إما من نوعين إدخال فردي أو إدخال مزدوج وتكون الاختلافات الرئيسية بين نوعي الدفاعات هي الحجم وترتيب مجاري الهواء ونوع الإدخال المزدوج له قطر أصغر، ولكن يتم تشغيله عادةً بسرعة دوران أعلى لضمان تدفق هواء كافٍ.

كما يتم تضمين غرفة بكامل طاقتها في مجاري محركات الضاغط ذات الدخول المزدوج، وهذه الحجرة ضرورية للضاغط مزدوج الدخول، لأن الهواء يجب أن يدخل المحرك بزوايا قائمة تقريبًا لمحور المحرك، لذلك من أجل إعطاء تدفق إيجابي، يجب أن يحيط الهواء بضاغط المحرك بضغط إيجابي قبل دخول الضاغط، ويتم تضمينه في بعض التركيبات كأجزاء ضرورية من غرفة بكامل طاقتها في أبواب دخول الهواء المساعدة أي أبواب النفخ، كما تسمح أبواب النفخ هذه بدخول الهواء إلى حجرة المحرك أثناء التشغيل الأرضي، عندما تزيد متطلبات الهواء للمحرك عن تدفق الهواء عبر فتحات الدخول، تُغلق الأبواب بزنبرك عندما لا يعمل المحرك، ومع ذلك أثناء التشغيل تفتح الأبواب تلقائيًا عندما ينخفض ​​ضغط حجرة المحرك عن الضغط الجوي أثناء الإقلاع والطيران، يساعد ضغط الهواء في حجرة المحرك السوائل المتدفقة في غلق الأبواب.

الناشر

الناشر عبارة عن غرفة حلقية مزودة بعدد من الريش التي تشكل سلسلة من الممرات المتباينة في المشعب، حيث يقوم ريش الناشر بتوجيه تدفق الهواء من البكرة إلى المشعب بزاوية مصممة للاحتفاظ بأقصى قدر من الطاقة التي توفرها البكرة كما أنها توصل الهواء إلى المشعب بسرعة وضغط مرضيين للاستخدام في غرف الاحتراق، ويكون مسار تدفق الهواء عبر الناشر، ثم عبر المشعب.

يحول مشعب الضاغط تدفق الهواء من الموزع، وهو جزء لا يتجزأ من المجمع إلى غرف الاحتراق، كما يحتوي المشعب على منفذ مخرج واحد لكل غرفة، بحيث يتم تقسيم الهواء بالتساوي، ويتم تثبيت كوع مخرج الضاغط في كل منفذ من منافذ المخرج، ويتم إنشاء منافذ الهواء هذه على شكل مجاري وتعرف بأسماء متنوعة، مثل مجاري مخرج الهواء أو أكواع المخرج أو قنوات مدخل غرفة الاحتراق، بغض النظر عن المصطلحات المستخدمة.

تؤدي قنوات المخرج هذه جزءًا مهمًا جدًا من عملية الانتشار؛ أي أنها تغير الاتجاه الشعاعي لتدفق الهواء إلى اتجاه محوري، حيث تكتمل عملية الانتشار بعد الانعطاف لمساعدة المرفقين على أداء هذه الوظيفة بطريقة فعالة، كما يتم أحيانًا تركيب دوارات دوارة متتالية داخل الأكواع، كما تعمل هذه الريشات على تقليل فقد ضغط الهواء من خلال تقديم سطح أملس ودوران.