اقرأ في هذا المقال
- محركات الديزل في الطائرات الخفيفة
- مزايا محركات الطائرات التي تعمل بالديزل
- مساوئ محركات الطائرات التي تعمل بالديزل
- نبذة عن تطور محركات الديزل في الطائرات
هل هناك طائرات تستخدم محركات الديزل؟ الإجابة هي نعم، حيث تعمل محركات الديزل بكفاءة أكبر، بالإضافة إلى ذلك فهي أكثر تسامحًا مع أنواع الوقود التي يمكنها تشغيلها، وبالنسبة للطائرات الخفيفة، يمكن ضبط محركات الديزل للعمل على وقود الطائرات، وهو متوفر على نطاق واسع وأقل تكلفة من البنزين التقليدي المستخدم في صناعة الطائرات.
محركات الديزل في الطائرات الخفيفة
تم اعتماد العديد من محركات الديزل الجديدة في السنوات القليلة الماضية، وتم تصميم العديد من الطائرات كمنصات تعمل بالديزل، حيث أن أشهر طائرات الديزل وأكثرها شيوعًا اليوم هي (Diamond DA-42 Twin Star) الأنيقة والمثيرة.
وتستعمل أغلب الطائرات الصغيرة التي تعمل بالمروحة تقليديًا محركات البنزين، حيث تشتغل على (avgas)، وهو وقود مشتق خاص عالي الأوكتان ولا يزال يحتوي على مادة مضافة للرصاص في السبعينيات، كما تم حظر الرصاص في الولايات المتحدة ومعظم البلدان كمادة مضافة لوقود السيارات، وتم إجراء استثناء للسماح باستعماله في الطائرات.
هل يحتوي الوقود المستخدم في الطائرات على الرصاص
تعمل محركات الطائرة في درجات حرارة أعلى من السيارات نظرًا لاستعمالها بكامل طاقتها تقريبًا لمعظم حياتها، حيث يعتبر التزييت مشكلة كبيرة في هذه المحركات، ولم يتمكن مصنعو المحركات من إنتاج محرك طائرة خالي من الرصاص يمكن الاعتماد عليه وعالي الطاقة، كما يمكن للعديد من المحركات القديمة منخفضة الطاقة، والتي تقل عن 150 حصانًا، العمل بنجاح على وقود السيارات الخالي من الرصاص.
وفي حين أن هذا ممكن، إلا أنه نادرًا ما يحدث في الممارسة، يتم الاحتفاظ بمعظم الطائرات في المطارات، وتبيع معظم المطارات وقود الطائرات وليس وقود السيارات، لذلك في حين أن هذه الطائرات يمكن أن تعمل بوقود خالي من الرصاص الأقل تكلفة والأنظف، إلا أن الطيارين لا يستطيعون الوصول إليه، وهناك أيضًا مشكلات تتعلق بالجودة عند استعمال وقود السيارات.
ويعتبر التعامل مع الوقود وتنظيفه عملاً جادًا في مجال الطيران، حيث تعتبر أي كمية من الماء في الوقود خطرًا كبيرًا على السلامة، ولا يمكن للمحركات أن تعمل حتى بأدنى قدر من الماء في الوقود، لذلك تأخذ المنظمات العائمة بانتظام عينات للتأكد من أن وقودها لا يحتوي على ماء فيه، ولا يتم تطبيق نفس المعايير الصارمة في محطة وقود السيبارات المحلية.
ما هو أوكتان 100 منخفض الرصاص
هو وقود البنزين الذي تحرقه معظم طائرات المكبس، منذ الحظر المفروض على الوقود المتضمن على الرصاص في السبعينيات، حيث أصبح 100LL هو البنزين الوحيد المستعمل في صناعة الطائرات، حيث تستعمل المحركات المعتمدة للعمل بالغاز القديم المحتوي على الرصاص مع مشاكل قليلة على 100 لتر وهو الوقود الأكثر استخدامًا.
حيث يتم تحديد الدرجة أو تصنيف الأوكتان لبنزين الطيران بواسطة الأصباغ الملونة المضافة إلى المزيج، كما وانخفض الطلب على الوقود المحتوي على الرصاص وبعد كل شيء، تستخدمه طائرات صغيرة فقط، حيث تم استبداله بالوقود الخالي من الرصاص في كل صناعة أخرى تقريبًا، كما أن أكبر مستهلكين لوقود الطائرات.
والمراوح التوربينية والمجموعة التي تعمل بالطاقة التوربينية، يقومون على حرق وقود الطائرات مع تضاؤل الطلب، وخفض المصنعون العرض ورفعوا الأسعار، حيث أصبحت قوانين حماية البيئة أكثر صرامة، حتى الإصدار المنخفض الرصاص أصبح أقل قبولًا، ويتسرب الوقود المتسرب على الأرض في المطارات إلى المياه الجوفية، وستطرد الطائرات الكثير من الرصاص عبر أنبوب العادم إلى الغلاف الجوي مع كل شوط للمحرك.
مزايا محركات الطائرات التي تعمل بالديزل
إلى جانب حرق وقود الطائرات، وهو مصدر وقود متاح على نطاق واسع، تتمتع محركات الديزل بمزايا أخرى: الأول هو كفاءتها، حيث تستخدم محركات الديزل نسبة أكبر من الطاقة المتاحة لمصدر الوقود، ويعتبر الديزل ووقود الطائرات أكثر كثافة للطاقة على أي حال، وبالتالي فإن النتيجة هي محرك يعمل بكفاءة استثنائية، ووقود (Jet-A) أيضًا أقل انفجارًا، وبالتالي فهي أكثر أمانًا من وقود (avgas).
مساوئ محركات الطائرات التي تعمل بالديزل
من أجل فوائدها، تمثل محركات الديزل العديد من التحديات لمشغلي الطائرات لسبب واحد، أنها أثقل بالنسبة لكمية القدرة الحصانية التي تنتجها، وفوق ذلك فإن الوقود من وقود الطائرات، حيث يزن البنزين حوالي ستة أرطال للغالون، بينما يزن وقود الطائرات ما بين سبعة وثمانية أرطال للغالون، لا يبدو هذا الفرق كثيرًا، ولكن عندما نبدأ في النظر إلى طائرة تحمل 100 جالون أو أكثر، فهذا يمثل انخفاضًا كبيرًا في سعة حمولة الطائرة.
نبذة عن تطور محركات الديزل في الطائرات
- إن أول رحلة ناجحة لطائرة تعمل بالديزل حدثت في عام 1928، حيث ان الديزل تقنية قديمة جدًا، وبعد كل شيء تم إنشاء أول محرك اشتعال انضغاطي وسمي على اسم رودولف ديزل في عام 1894، حيث كانت الطائرة من طراز (Stinson SM-1DX Detroiter)، وقد حفز ذلك النشاط في تصميم طائرات الديزل لخدمة الطائرات.
- في الثلاثينيات من القرن الماضي، كانت سلسلة (Junkers Jumo) لمحركات الديزل ثنائية الأشواط من أشهر أنواع الديزل، وكان لهذه المحركات تصميم فريد مع مكبسين في كل أسطوانة، وكانت كبيرة ومسطحة، كما أنها أصبحت شائعة في المناطيد في ذلك الوقت، وكان الألمان يأملون في استخدام هذا المحرك عالي القدرة على المقاتلات، لكنه أثبت أنه غير موثوق به للغاية في ضبط الطاقة العالية اللازمة للقتال.
- لم يكن الألمان هم الوحيدون الذين استخدموا تقنية الديزل في الطائرات خلال الحرب العالمية الثانية، وكان السوفييت والإنجليز والأمريكيون يستخدمون محركات الديزل المختلفة في ذلك الوقت.
- سقطت محركات الديزل للطائرات، حيث كانت مفضلة لعقود عديدة، حيث أصبحت محركات الاحتراق الداخلي للبنزين موثوقة وقوية، وتولت المحركات النفاثة معظم أعمال دفع الطائرات الكبيرة، واعتبر المصنعون أن محركات الديزل ثقيلة جدًا، أيضًا تفوق السلبيات الإيجابيات، ولم يتم إحياء التكنولوجيا إلا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
- تم تصنيع أول محرك جديد يتم اعتماده بواسطة (Thielert Engines) الألمانية، ولقد صناعة محركين، (Centurion 1.7) و(Centurion 2.0).
- ويستخدم الجيش الأمريكي أيضًا محركات ديزل (Thielert) على بعض طائراتهم بدون طيار، ومحركات (Thielert Centurion) هي محركات مضمنة بأربع أسطوانات، حيث تم تصميمها للعمل عند عدد دورات في الدقيقة أعلى بكثير مما يمكن استخدامه لتدوير المروحة لذا فهي مجهزة بصناديق تروس الاختزال والتقنيات الأخرى الملائمة للطائرات.
- محرك ديزل 4 سلندر من توني جيست 1991، 132 حصان، لكن قصة محركات (Thielert) تأخذ منعطفاً مخيباً للآمال، بسبب سوء الإدارة، وتم أخذ الاختصارات في تصميم المحرك، مما أدى إلى ارتفاع تكاليف الصيانة بشكل شنيع للمالكين وهذا أدى إلى إفلاسهم.
