مزايا وعيوب المحركات المثبتة على جناح الطائرة

من النادر العثور على محركات مثبتة في الخلف في الطائرات التجارية هذه الأيام، حيث تحتوي جميع الطائرات الحديثة تقريبًا على محركات مثبتة على الأجنحة، ومع ذلك لا تزال المحركات المثبتة في الخلف شائعة جدًا في طائرات بعض الشركات، وكل من تكوينات المحرك هذه لها مزاياها وعيوبها.

محركات الطائرة المثبتة على الجناح

مزايا محركات الطائرة المثبتة على الجناح

• تعمل المحركات المثبتة على الأجنحة على تقليل لحظات انحناء الجناح، حيث أنه عندما يتم ربط المحركات بالأجنحة، فإنها تثقل الهيكل، مما يساعد على تقليل أحمال الانحناء على الجناح بسبب التغيرات في قوة الرفع، وهذا يعني أن الجناح لا يجب أن يكون بهذه القوة، مما يقلل الوزن والتعقيد.

• يمكن تغذية وتوصيل الوقود بالجاذبية في حالة فشل مضخة الوقود، نظرًا لأن المحركات المثبتة على الأجنحة تكون أسفل منها، يمكن تغذية الوقود من خزانات الجناح إلى المحركات عن طريق الجاذبية إذا فشلت المضخات لسبب ما.

• المحركات بعيدة عن الهواء المضطرب، مع المحركات المثبتة على الأجنحة، يكون مدخل المحرك بعيدًا عن هيكل الطائرة وبالتالي، يمكن للمحركات أن تستوعب هواءً نظيفًا غير مضطرب.

• إنها أسهل كثيرًا في الصيانة يحافظ تكوين المحرك المثبت على الجناح على المحرك بالقرب من الأرض، مما يجعل مهام الصيانة البسيطة مثل عمليات زيادة الزيت، وتكون مريحة للغاية لمهندسي الصيانة.

سلبيات محركات الطائرة المثبتة على الجناح

• تتطلب الطائرة معدات هبوط أطول، نظرًا لانخفاض المحركات، حيث يجب أن يكون جهاز الهبوط أطول لضمان خلوص أرضي جيد بما فيه الكفاية.

• المحركات أكثر عرضة لتلف الأجسام الغريبة (FOD) مرة أخرى، ونظرًا لأن المحركات أقرب إلى الأرض، في ظروف الطاقة والتشغيل العالية، يمكن أن تمتص الحطام الذي قد يؤدي إلى تلف مكونات المحرك.

• يصعب التحكم في الطائرة في حالة تعطل المحرك، نظرًا لأن المحركات تكون بعيدة عن مركز الجاذبية (CG)، فعند تعطل المحرك، تولد الطائرة انحرافًا قويًا غير مرغوب فيه والذي يوجد حاجة إلى مواجهته من قبل الطيار باستخدام الدفة، وقد يتطلب ذلك أيضًا زعنفة أكبر (مثبت رأسي).

• المزيد من ضوضاء المقصورة، حيث تولد المحركات المثبتة على الجناح مزيدًا من ضوضاء المقصورة لأنها أقرب إلى مقصورة الركاب.

• إنه يؤثر سلبًا على الاستقرار الطولي (pitch) للطائرة، عندما يتم تركيب المحركات أسفل الأجنحة، تكون أقل من (CG) للطائرة وبالتالي، عند إضافة الطاقة فإنها تولد عزم لرفع مقدمة الطائرة، مما يقلل من ثبات الطائرة، وقد يتطلب ذلك تصميم موازن أفقي أكبر.

• إذا كانت الطائرة ستزود بمحركات أكبر، فقد تكون هناك حاجة إلى إعادة تصميم الجناح، وإعادة تصميم معدات الهبوط وهو شيء نراه غالبًا مثل محركات جديدة يتم وضعها على طائرة قائمة بالفعل، وإذا كانت المحركات الجديدة أكبر، فقد يتطلب الأمر إعادة تصميم الجناح لضمان خلوص أرضي جيد بما فيه الكفاية، وطريقة أخرى هي إعادة تصميم الترس، وكلاهما يضيف إلى التكلفة.

محركات الطائرة المثبتة في الخلف

مزايا محركات الطائرة المثبتة في الخلف

• جناح أنظف، نظرًا لأن المحركات غير متصلة بالأجنحة  يتمتع المصممون بمزيد من الحرية عند تصميم الجناح، حيث أنهم أحرار في بناء هيكل أكثر كفاءة، وفي المحركات المثبتة على الأجنحة، توقف المحركات الجناح، مما يقود إلى فقدان بعض قوة الرفع، ولاستعادة هذا الرفع، يلزم وجود طيات معقدة من الحافة الأمامية وأحيانًا الحافة الخلفية، حيث تعمل المحركات الخلفية على حل هذه المشكلات.

• من الأسهل التحكم في الطائرة في حالة تعطل المحرك، فالمحركات المثبتة في الخلف أقرب إلى (CG) من المحركات المثبتة على الأجنحة ومن ثم، عندما يفشل المحرك، يكون الانعراج الناتج عن المحرك المباشر أقل بكثير مما يتطلب جهدًا أقل من الطيار للتحكم.

• يمكن أن تكون الطائرة منخفضة على الأرض، نظرًا لأن المحركات ليست قريبة من الأرض، يمكن تصميم جهاز الهبوط بشكل أقصر مما يقلل من تعقيد التصميم، ونظرًا لأن جسم الطائرة قريب من الأرض، فقد لا تتطلب الطائرة معدات مثل عربات التحميل العالية لتحميل الأمتعة والبضائع، بالإضافة إلى ذلك، يمكن تزويد الطائرة بدرج هوائي بسيط لصعود الركاب.

• ضوضاء أقل في المقصورة، ونظرًا لأن المحركات مثبتة في الخلف، بعيدًا عن مقصورة الركاب، فإنها تقلل من ضوضاء المحرك واهتزازه مما يجعله أكثر راحة للركاب.

• المحركات أقل عرضة لتلف الأجسام الغريبة (FOD)، مع تركيب المحركات بعيدًا عن الأرض، يكون هناك خطر أقل لابتلاع المحركات للحطام.

• يجعل تصميم (T-tail) عناصر التحكم في المصعد أكثر فاعلية، وهذا يعني أنه يمكن وضع الذيل والمصعد بعيدًا عن مركز الجاذبية، حيث يعطي تأثيرًا أفضل، مما يمنح مزيدًا من التحكم في (pitch )مما يؤدي إلى انخفاض سرعات الإقلاع والهبوط.

سلبيات محركات الطائرة المثبتة في الخلف

• يؤدي تصميم (T-tail) ووجود محركات مثبتة في الخلف إلى خصائص التوقف العميق نظرًا لأن المحركات يتم وضعها عادةً في المكان الذي يتم فيه بناء المثبت الأفقي عادةً، وقد يكون تصميم (T-tail) هو الخيار الوحيد، وتكون  عرضة لظاهرة خطيرة تُعرف باسم المماطلة العميقة (deep stall).

• مطلوب جناح أقوى، نظرًا لأن تكوين المحرك المثبت على الجناح يقلل من لحظات انحناء الجناح، مع المحركات المثبتة في الخلف، يتطلب أن يكون الجناح أقوى مما يزيد من الوزن وتعقيدات التصميم.

• يتعرض المحرك للهواء المضطرب من الأجنحة وجسم الطائرة، في تكوين المحرك المثبت في الخلف، وتقع المحركات مباشرة خلف الجناح ومعظم جسم الطائرة. هذا يعني أن المحرك يتعرض للهواء المضطرب من جسم الطائرة.

• يتطلب نظام وقود أكثر تعقيدًا، نظرًا لأنه يجب ضخ الوقود لأعلى في محركات مثبتة في الخلف فوق خزانات الوقود، فإنه يتطلب مضخات وقود أقوى، ما يعنيه هذا أيضًا هو أنه في حالة فشل مضخات خزان الجناح، فقد لا تحصل محركات الطائرات على الوقود المطلوب، وهذا يتطلب مضخات احتياطية بالإضافة إلى المضخات الأساسية لأغراض التكرار.

• يجب تقوية جسم الطائرة حيث يتم توصيل المحركات، نظرًا لأن المحركات تُخضع المنطقة التي تم توصيل بها الأحمال بسبب تغيرات الطاقة، يجب أن تكون النقطة التي يتم توصيلها بها قوية بما يكفي للتحمل، ويتطلب هذا أحيانًا هياكل معقدة بين المحركات وجسم الطائرة لنقل الحمل، وزيادة الوزن.

• المحركات تأخذ حيز الحمولة، هذه النقطة خاصة بطائرات الشركات، نظرًا لأن معظم هذه الأنواع من الطائرات لها مساحة شحن خلف المقصورة، فإن وجود محركات في الخلف يقلل من المساحة المتاحة للشحن، حيث يمكن للمحركات أيضًا أن تجعل من الصعب تحميل الحمولة.

• يجب أن يكون المثبت الرأسي (الزعنفة) أقوى، نظرًا لأنه يجب توصيل المثبت الأفقي بالزعنفة، يجب أن يكون أقوى لدعم المثبت.

ملاحظة: “CG” اختصار لـ “center of gravity”.

ملاحظة: “FOD” اختصار لـ “foreign object damage”.