الأنظمة الهيدروليكية من الأنظمة المهمة على الطائرة، والتي تكون عبارة عن طريق لتشغيل بعض مكونات الطائرة تتكون من عدة أجزاء ويمكن تقليل حجمها ولا يمكن الاستغناء عنها.
تطور الأنظمة الهيدروليكية
الطائرات الأصغر لها أحمال سطحية منخفضة نسبيًا للتحكم في الطيران، ويمكن للطيار تشغيل أدوات التحكم في الطيران يدويًا تم استخدام الأنظمة الهيدروليكية لأنظمة الفرامل في الطائرات المبكرة وعندما بدأت الطائرات في التحليق بشكل أسرع وازداد حجمها.
لم يعد الطيار قادرًا على تحريك أسطح التحكم يدويًا، وتم إدخال أنظمة تعزيز الطاقة الهيدروليكية تساعد أنظمة تعزيز الطاقة الطيار في التغلب على قوى التحكم العالية، لكن الطيار لا يزال يشغل أدوات التحكم في الطيران عن طريق الكابل أو دفع العصا.
تستخدم العديد من الطائرات الحديثة نظام إمداد الطاقة والتحكم في الطيران عبر الأسلاك ويتم إرسال مدخلات الطيار إلكترونيًا إلى أجهزة التحكم في الطيران لا يتم استخدام الكابلات أو عصا الدفع.
أما مجموعات الطاقة الصغيرة هي أحدث تطور للنظام الهيدروليكي إنها تقلل الوزن عن طريق التخلص من الخطوط الهيدروليكية والكميات الكبيرة من السوائل الهيدروليكية، وتقوم بعض الشركات المصنعة بتقليل الأنظمة الهيدروليكية في طائراتها لصالح الأنظمة التي يتم التحكم فيها كهربائيًا مثل طائرة بوينج 787 هي أول طائرة مصممة بأنظمة كهربائية أكثر من الأنظمة الهيدروليكية.
نظام حزمة الطاقة الهيدروليكية
حزمة الطاقة الهيدروليكية هي وحدة صغيرة تتكون من مضخة كهربائية وفلاتر وخزان وصمامات وصمام تنفيس الضغط تتمثل ميزة حزمة الطاقة في عدم وجود حاجة لنظام إمداد طاقة هيدروليكي مركزي وامتدادات طويلة من الخطوط الهيدروليكية، مما يقلل الوزن كما ويمكن تشغيل حزم الطاقة إما بواسطة علبة تروس للمحرك أو محرك كهربائي.
يعمل تكامل الصمامات الأساسية والفلاتر وأجهزة الاستشعار ومحولات الطاقة على تقليل وزن النظام وتقليل أي فرصة للتسرب الخارجي تقريبًا وتبسيط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها تحتوي بعض أنظمة حزم الطاقة على مشغل متكامل. وتُستخدم هذه الأنظمة للتحكم في تقليم المثبت، أو معدات الهبوط أو أسطح التحكم في الطيران مباشرةً، مما يلغي الحاجة إلى نظام هيدروليكي مركزي.
الخزانات Reservoirs
الخزان: هو عبارة عن خزان يتم فيه تخزين كمية كافية من السوائل للنظام ويتدفق السائل من الخزان إلى المضخة، حيث يتم دفعه عبر النظام وعاد في النهاية إلى الخزان، لا يوفر الخزان احتياجات تشغيل النظام فحسب، بل يقوم أيضًا بتجديد السوائل المفقودة من خلال التسرب.
يعمل الخزان كحوض فائض للسوائل الزائدة التي يتم دفعها للخروج من النظام عن طريق التمدد الحراري (زيادة حجم السائل الناتج عن تغيرات درجة الحرارة) والمراكم، وإزاحة المكبس والعصا. يوفر الخزان أيضًا مكانًا للسائل لتطهير نفسه من فقاعات الهواء التي قد تدخل النظام، ويمكن أيضًا فصل المواد الغريبة الملتقطة في النظام عن المائع في الخزان أو أثناء تدفقها عبر مرشحات الخط الخزانات إما مضغوطة أو غير مضغوطة.
يتم دمج الحواجز و / أو الزعانف في معظم الخزانات للحفاظ على السوائل داخل الخزان من الحركة العشوائية، مثل الدوامة (الدوران) والارتفاع يمكن أن تسبب هذه الظروف السوائل في الرغوة ودخول الهواء إلى المضخة مع السائل تشتمل العديد من الخزانات على مصافي في عنق الحشو لمنع دخول المواد الغريبة أثناء الخدمة، وهذه المصافي مصنوعة من غربال شبكي دقيق ويشار إليها عادة باسم مصافي الأصابع بسبب شكلها يجب عدم إزالة أو ثقب مصافي الأصابع كوسيلة لتسريع صب السائل في الخزان.
يمكن أن تحتوي الخزانات على مصيدة داخلية للتأكد من وصول السوائل إلى المضخات أثناء ظروف G السالبة.
تحتوي معظم الطائرات على أنظمة هيدروليكية للطوارئ تتولى المسؤولية في حالة فشل الأنظمة الرئيسية في العديد من هذه الأنظمة، تحصل مضخات كلا النظامين على سائل من خزان واحد في ظل هذه الظروف، يتم ضمان إمداد السائل لمضخة الطوارئ عن طريق سحب السائل الهيدروليكي من قاع الخزان و يسحب النظام الرئيسي سائله من خلال أنبوب عمودي يقع في مستوى أعلى.
مع هذا الترتيب وفي حالة نفاد إمداد السوائل بالنظام الرئيسي، يتم ترك السوائل الكافية لتشغيل نظام الطوارئ أن المضخة التي يديرها المحرك (EDP) غير قادرة على سحب السوائل، بعد الآن إذا نفد الخزان أسفل الأنبوب الرأسي لا تزال المضخة التي تعمل بمحرك متناوب (ACMP) تحتوي على سائل لعمليات الطوارئ.
ملاحظة: “EDP” وهي اختصار لـ”Engine-Driven Pump ”
ملاحظة: “ACMP” وهي اختصار لـ”Alternating Current Motor-Driven Pump “
الخزانات غير المضغوطة Non pressurized Reservoirs
تُستخدم الخزانات غير المضغوطة في الطائرات غير المصممة للمناورات العنيفة أو التي لا تطير على ارتفاعات عالية أو التي يقع الخزان فيها في منطقة مضغوطة بالطائرة، حيث يعني الارتفاع العالي في هذه الحالة ارتفاعًا يكون فيه الضغط الجوي غير كافٍ للحفاظ على التدفق الكافي للسوائل إلى المضخات الهيدروليكية.
يتم إنشاء معظم الخزانات غير المضغوطة بشكل أسطواني والغلاف الخارجي مصنوع من معدن قوي مقاوم للتآكل، عادةً ما يتم تثبيت عناصر الفلتر داخل الخزان لتنظيف السائل الهيدروليكي لنظام الإرجاع.
في بعض الطائرات القديمة، يتم دمج صمام تجاوز الفلتر للسماح للسائل بتجاوز الفلتر في حالة انسداده يمكن صيانة الخزانات عن طريق سكب السائل مباشرة في الخزان من خلال مجموعة مصفاة حشو مدمجة داخل بئر الحشو لتصريف الشوائب أثناء دخول السائل إلى الخزان، وتستخدم الخزانات غير المضغوطة مقياسًا مرئيًا للإشارة إلى كمية السوائل.
قد تكون المقاييس المدمجة في الخزان عبارة عن أنبوب زجاجي للقراءة المباشرة أو عصا من النوع العائم يمكن رؤيته من خلال قبة شفافة في بعض الحالات، يمكن أيضًا قراءة كمية السوائل في قمرة القيادة من خلال استخدام أجهزة إرسال الكمية الخزان النموذجي غير المضغوط يتكون هذا الخزان من هيكل ملحوم وغطاء مُثبت معًا. تم دمج الحشوات لمنع التسرب بين التركيبات.
الخزانات غير المضغوطة مضغوطة قليلاً بسبب التمدد الحراري للسائل وعودة السائل إلى الخزان من النظام الرئيسي. يضمن هذا الضغط وجود تدفق إيجابي للسوائل إلى منافذ دخول المضخات الهيدروليكية. ويتم تهوية معظم الخزانات من هذا النوع مباشرة إلى الغلاف الجوي أو المقصورة باستخدام صمام فحص وفلتر للتحكم في مصدر الهواء الخارجي، حيث يشتمل نظام الخزان على صمام تنفيس الضغط والفراغ.
الغرض من الصمام هو الحفاظ على نطاق الضغط التفاضلي بين الخزان والمقصورة، حيث يتم تركيب صمام يدوي لتدفق الهواء أعلى الخزان لتنفيسه يتم توصيل الصمام بخط تنفيس له للسماح بخفض ضغط الخزان.
الخزانات المضغوطة Pressurized Reservoirs
خزانات الطائرات المصممة للطيران على ارتفاعات عالية عادة ما تكون مضغوطة، ويضمن الضغط تدفقًا إيجابيًا للسوائل إلى المضخة على ارتفاعات عالية عند مواجهة ضغوط جوية منخفضة في بعض الطائرات، يتم ضغط الخزان عن طريق هواء مضغوط مأخوذ من قسم الضاغط في المحرك في حالات أخرى، قد يتم ضغط الخزان بواسطة ضغط النظام الهيدروليكي.
الخزانات المضغوطة بالهواء Air-Pressurized Reservoirs
تستخدم خزانات الهواء المضغوط في العديد من طائرات النقل التجاري مطلوب ضغط الخزان؛ لأن الخزانات غالبًا ما تكون موجودة في العجلات أو مناطق أخرى غير مضغوطة بالطائرة، وعلى ارتفاعات عالية لا يوجد ضغط جوي كافٍ لتحريك السائل إلى مدخل المضخة ويستخدم هواء المحرك للضغط على الخزان عادة ما تكون الخزانات أسطوانية الشكل.
الخزانات المضغوطة بالسوائل Fluid-Pressurized Reservoirs
يتم ضغط بعض خزانات النظام الهيدروليكي للطائرات عن طريق ضغط النظام الهيدروليكي ويتم تطبيق ضغط خرج المضخة الهيدروليكية المنظم على مكبس متحرك داخل الخزان الأسطواني، يتم توصيل هذا المكبس الصغير بمكبس أكبر وتحريكه مقابل سائل الخزان.
تكون القوة المخفَّضة للمكبس الصغير عند تطبيقها بواسطة المكبس الأكبر كافية لتوفير ضغط الرأس من أجل التشغيل على ارتفاعات عالية يبرز المكبس الصغير من جسم الخزان يتم استخدام الكمية المكشوفة كمؤشر لكمية مائع الخزان.
