موتور هواپیما
در این صفحه قسمت پنجم خلبان شو را مشاهده میکنید ، در این بخش موتور هواپیما را بررسی میکنیم.
خلبان شو
خلبان شو یک شبکه آموزشی در سایت فروشگاه خلبانی آسمان است که میتوانید در آن مباحث خلبانی را مطالعه نمائید.
مقدمه
موتور هواپیما یک مجموعه مهم و حیاتی است که وظایف مختلفی را بر عهده دارد. هدف اصلی آموزش ما مطالعه برروی هواپیماهای تک موتور است.
اجزای مجموعه موتور
همانطور که در آموزش هواپیما و بدنه آن مطرح کردیم ، به مجموعه موتور Powerplant میگوییم ، این قسمت از هواپیما دارای موارد ذیل است:
- موتور یا Engine
- ملخ موتور یا Propeller
- تیغه یا Blade
- در پوش موتور یا Engine Cowling
- دیواره آتش یا Firewall
Engine چیست؟
موتور هواپیما از نوع درون سوز و چهار زمانه است. اولین بار موتور چهار زمانه در سال 1876 توسط نیکولاس اتو اختراع شد. در این نوع موتورها یک چرخه چهار مرحله ای انجام میشود. به طور کلی تمامی موتورهای امروزی از نظر ساختار همانند موتور نیکولاس اتو هستند. در Engine ما یک ساختمان کلی داریم که شامل موارد زیر میباشند:
- سیلندر
- سر سیلندر
- پیستون ها
- شمع ها
- بلوک سیلندر
- شاتون
میخواهم بیشتر بدانم
به موتوری که در آن یک یا چند پیستون فعالیت میکنند ، موتور پیستونی یا Piston Engine میگویند.
چرخه چهار مرحله ای موتور
همانطور که میدانید در داخل یک موتور پیستون ها در حال حرکت به سمت بالا و پایین هستند. در اینجا چهار مرحله ایجاد میشوند که یک چرخه کامل هستند. این چهار مرحله شامل عناوین ذیل میباشند:
- مکش یا Intake Stroke
- تراکم یا Compression Stroke
- احتراق یا Power Stroke
- تخلیه یا Exhaust Stroke
مرحله مکش
به مرحله مکش Intake Stroke و یا Induction میگویند. در این مرحله پیستون در داخل سیلندر از بالا به سمت پایین حرکت میکند و یک فضای خالی در بخش بالایی پیستون ایجاد میشود. در این حالت سوپاپ های هوا و سوخت باز و مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر میشوند.
مرحله تراکم
در مرحله تراکم ، پیستون به سمت بالا حرکت میکند و عملیات فشرده سازی را انجام میدهد. در این مرحله سوپاپ های ورودی بسته می مانند. با انجام این فعالیت میزان حجم مخلوط سوخت و هوا کاهش پیدا میکند ، اما میزان دما و فشار افزایش پیدا میکند.
مرحله احتراق
مرحله احتراق یا قدرت ، در این مرحله جرقه زنی توسط شمع انجام میشود و با توجه به انفجار ، قدرت و نیروی موجود ، پیستون به سمت پایین حرکت میکند. در اینجا یک نیرویی ایجاد میشود که از طریق شاتون به میل لنگ منتقل میگردد تا چرخش را ایجاد کند.
مرحله تخلیه
در این بخش از چرخه ، پیستون به سمت بالا حرکت میکند و سوپاپ خروجی باز میشود تا دود حاصل از احتراق را خارج کند. در اینجا دودهای حاصل از احتراق توسط اگزوز از موتور خارج میشوند.
میخواهم بیشتر بدانم
- به هر چرخه در موتور چهار زمانه Stroke میگوییم.
- همانطور که گفتیم پیستون به بالا و پایین حرکت میکند ، به بالاترین بخش قرارگیری پیستون Top Dead Center میگویند و آن را به صورت TDC مطرح میکنند. اما به پایین ترین بخش قرارگیری آن Bottom Dead Center میگویند که به صورت BDC عنوان میشود.
- هر چرخه ای که توسط پیستون انجام میشود حدفاصل بین TDC و BDC است.
آشنایی با شاتون
به شاتون Connecting Rod میگوییم. شاتون اهرمی است در داخل موتور که حرکت خطی پیستون را به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل میکند. در شاتون دو بخش دایره ای شکل قرار دارند که قسمت کوچکتر به پیستون متصل میشود و به آن Small end میگویند. اما بخش پایینی شاتون که یک دایره بزرگتر است ، به میل لنگ وصل میشود و آن را Big end می نامند.
خنک کاری موتور
موتور توسط دو عامل درونی و بیرونی خنک میشود ، به خنک کاری موتور Engine Cooling میگوییم. در عامل درونی موتور توسط آب و روغن خنک میشود و در حالت بیرونی به منظور خنک شدن موتور ، درب پوش را طوری طراحی میکنند که جریان هوا وارد محفظه موتور شود تا عملیات خنک کاری انجام گیرد. هر چه سرعت جریان هوا بیشتر شود ، موتور سریع تر خنک میشود.
میخواهم بیشتر بدانم
- به جریان هوا Airflow میگویند.
- در برخی از هواپیماها خلبان میتواند بخشی از درپوش را باز کند تا جریان هوای گرم موتور خارج شود ، به این بخش Cowl Flap میگویند و عموما در بخش انتهایی قرار دارد.
- در زمانیکه فشار برروی موتور زیاد است ، دمای موتور افزایش پیدا میکند.
- در زمان تیک آف به دلیل فشار بالای موتور باید Cowl Flap باز باشد تا عملیات خنک کاری به خوبی انجام گردد.
در صورت افزایش دمای موتور
در طول پرواز اگر دمای موتور هواپیما افزایش پیدا کرد ، باید موارد زیر انجام شوند:
- دریچه Cowl Flap باز شود.
- قدرت موتور کاهش پیدا کند.
- اهرم Mixture باید بررسی شود و میزان آن تغییر کند.
- سرعت هواپیما باید افزایش پیدا کند ، این مورد را میتوان با تغییر وضعیت دماغه هواپیما انجام داد ، یعنی میتوان کمی آن را به سمت پایین قرار دهیم تا سرعت افزایش پیدا کند.
اهرم Mixture چیست؟
در هواپیماهای تک موتور ، یک اهرم قرمز رنگ در کنار Throttle قرار دارد ، به وسیله این بخش میتوانیم میزان مخلوط سوخت و هوا را تغییر دهیم.
افزایش راندمان موتور
به منظور افزایش راندمان موتور ، باید سرویس های دوره ای به موقع انجام شوند و از روغن مرغوب استفاده گردد. همچنین تمیز بودن موتور یکی از موارد مهم در بخش نگهداری است. از طرفی استفاده از سوخت مناسب میتواند راندمان موتور را افزایش دهد.
انواع سیستم روغنکاری
به طور کلی دو نوع سیستم روغنکاری داریم که عبارتند از:
- Wet Sump
- Dry Sump
Wet Sump
این نوع سیستم روغنکاری عموما در هواپیماهای سبک قرار دارد ، در این سیستم روغن از طریق محفظه های موجود در بین قطعات موتور حرکت میکند و در آن از فیلتر روغن استفاده میشود. اما باید توجه داشت که در این سیستم روغن سریع تر دچار آلودگی میشود و کنترل دمای روغن به طور کامل در دسترس نیست ، همچنین میزان روغن موجود بستگی به اندازه محفظه داخلی دارد.
Dry Sump
در این نوع سیستم روغنکاری موارد معایب Wet Sump برطرف شده است. در این سیستم یک محفظه روغن قرار دارد که به وسیله هوا روغن حرکت میکند و در بین راه یک پمپ روغن قرار میگیرد و عملیات پمپاژ را انجام میدهد. پس از چرخش روغن در داخل موتور ، وارد Oil Cooler میشود که با برخورد جریان هوا خنک میگردد و مجددا وارد تانک روغن میشود.
فشار روغن یا Oil Pressure
هر چه میزان فشار روغن بیشتر باشد ، دما موتور کاهش پیدا میکند. توجه داشته باشید که در هر موتور باید از روغن مخصوص و به اندازه استفاده شود که توسط شرکت سازنده مطرح میشود. اگر فشار روغن کم شود ، میزان دمای موتور افزایش پیدا میکند. یکی از دلایل کاهش فشار روغن کم بودن روغن در موتور است.
وظیفه Engine
موتور هواپیما نیروی Thrust را ایجاد میکند ، نیروی Thrust یک نیرویی است که سبب میشود تا هواپیما به سمت جلو حرکت کند ، زمانیکه یک موتور روشن میشود ، ملخ موتور شروع به چرخش میکند. خلبانان با استفاده از اهرم Throttle میتوانند قدرت موتور را کم و یا زیاد کنند. هر چه میزان اهرم Throttle بیشتر به سمت جلو باشد ، سرعت ملخ افزایش پیدا میکند و قدرت نیز زیاد میشود. با گرم شدن موتور ، گرمای داخلی هواپیما تامین میشود ، همچنین با فعال بودن آن برق مورد نیاز تامین میشود.
آشنایی با مجموعه ملخ موتور
مجموعه ملخ موتور یا همان Propeller از دو مورد تیغه تشکیل میشود که به آن Blade میگوییم. در برخی از هواپیماها از چهار Blade استفاده میشود. به نوک تیغه موتور Tip و به قسمت انتهایی آن Root میگوییم. حرکت پره های موتور (زمانیکه ما داخل هواپیما هستیم) در جهت عقربه های ساعت است.
دیواره آتش Firewall
دیواره آتش حد فاصل موتور و کابین خلبان است ، این دیواره سبب میشود تا گرمای موتور وارد کابین خلبان نشود.
برق هواپیما
در هواپیمای کوچک تا قبل استارت ، یک باطری تامین کننده برق هواپیما است. اما پس از روشن شدن موتور یک ژانراتور برق مورد نیاز را تامین میکند و باطری هواپیما شارژ میشود.
میخواهم بیشتر بدانم
- در هواپیماهای بزرگ و جت بخشی وجود دارد به نام APU که وظیفه آن تامین برق ابتدایی هواپیما است.
- سیستم APU در قسمت انتهایی و در زیر دم هواپیما قرار دارد. عنوان APU مخفف Auxiliary Power Unit است.
نیروی معکوس موتور
در یک هواپیمای کوچک به منظور انجام ترمز برروی زمین از پدال ها استفاده میکنیم و در زمان فرود هم با استفاده از Flap ها میتوانیم میزان سرعت را به حد استاندارد برسانیم. اما در هواپیماهای جت و بزرگ موضوع متفاوت میشود. از آنجاییکه سرعت یک هواپیمای مسافربری بسیار زیادتر میباشد ، پس نیازمند انواع ابزار جهت کاهش سرعت است. در کنار اینکه خلبان در هواپیمای جت میتواند از پدال ها برای کاهش سرعت استفاده کند ، یک امکانی در هواپیما قرار دارد به نام Reverse Thrust ، که در زمان فرود پس از برخورد چرخ های اصلی با سطح باند خلبان از نیروی معکوس موتور استفاده میکند تا سرعت هواپیما برروی باند فرودگاه کاهش پیدا کند. برای انجام Reverse خلبان از اهرم Throttle استفاده میکند.
میخواهم بیشتر بدانم
- با توجه به مدل هواپیما و نوع موتور ، مدل های مختلفی از Reverse Thrust وجود دارند که بعدها با آن ها آشنا خواهیم شد.
- خلبانان با استفاده از اهرم Throttle عملیات Reverse را انجام میدهند و نیروی رانش را منحرف میکنند.
- از نیروی معکوس موتور فقط در زمان لندینگ استفاده میشود ، البته در برخی از تایپ ها مانند هواپیمای Fokker 100 با انجام دستورالعمل ها خلبان ها میتوانند در هنگام TAXI کردن هم از Reverse استفاده کنند تا سرعت هواپیما کاهش یابد.
- در هنگام فرود خلبان عملیات Reverse را انجام میدهد و پس از آنکه هواپیما به سرعت حداقلی خود رسید ، خلبان میتواند از پدال ها جهت انجام چرخش و ترمزگیری برروی زمین استفاده کند. اگر یک خلبان با سرعت بالا از پدال ها جهت ترمزگیری استفاده کند ، چرخ ها داغ میشوند و احتمال آتش سوزی و آسیب به سیستم ترمز وجود دارد.
- همانطور که در آموزش بال های هواپیما مطرح کردیم ، یک قسمت متحرک برروی بال هواپیماهای بزرگ قرار دارد و وظیفه آن کاهش سرعت است. نام این بخش Spoiler میباشد.
- در هواپیماهای بزرگ ملخی یا همان Turbo Prop عملیات Reverse با تغییر زاویه ملخ انجام میشود. همچنین در هواپیماهای جت با باز شدن درب پوش موتور و یا مسدود شدن بخش انتهایی عملیات Reverse ایجاد میشود.
گاز منو اکسید کربن
یکی از گازهای سمی ، گاز منو اکسید کربن است. یک گاز خطرناک که حاصل ناقص سوزی سوخت های فسیلی است. این گاز بی رنگ ، بی بو و بدون مزه است و بسیار تمایل دارد تا با خون ترکیب شود. در مقاله ها و رسانه ها آن را مرگ خاموش می نامند. از آنجاییکه موتور یک هواپیما از سوخت فسیلی استفاده میکند ، پس ممکن است خلبان در طول پرواز (مخصوصا در فصل سرما) دچار گاز گرفتگی شود. در فصل سرما خلبان به منظور تامین گرما باید بخاری هواپیما را روشن کند ، این گرما از سمت Engine وارد هواپیما میشود و اگر در داخل محفظه موتور دودی نشت کند به راحتی وارد کابین میشود. چنانچه خلبان احساس کرد که دچار سر درد ، حالت تهوع ، گیجی ، مشکل در بینایی و تنفس دارد باید هر چه سریع تر اقدامات زیر را انجام دهد:
- خاموش کردن بخاری
- بستن دریچه هوای ورودی از موتور
- باز کردن پنجره کناری
- انجام فرود در نزدیک ترین فرودگاه
مورد فوق در هواپیمای تک موتور ممکن است رخ دهد. همچنین به هیچ وجه در فصل سرما در خودروی خود با بخاری روشن نخوابید ، زیرا امکان گازگرفتگی افزایش می یابد.
کپی کردن مطالب با ذکر منبع (فروشگاه خلبانی آسمان) مانعی ندارد.