ماذا تعرف عن…….مراوح الطائرة Propellers


مراوح الطائرة تستخدم المراوح (propellers) لتحويل الطاقة الناتجة عن الاحتراق داخل المحرك إلى

قوة دفع (Thrust) . وبما أن أغلب المحركات الحديثة هي Turbojet أو Turbofan
فإنه يتم استخدامها لتدوير المراوح.

يكون شكل المروحة أقرب إلى شكل الجناح فلو نظرنا إليها من مقطع جانبي فإننا نشاهد شكل

الجناح (Airfoil)

قبل أن أبدء بالشرح عن المروحة يجب أن أتحدث عن بعض المصطلحات الهامة :

تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 800 * 376.
كل المراوح الحديثة تحتوي على ريشتين (Blades) على الأقل وتكون متصلة في المنتصف

بقطعة تسمى المحور (Hub) تقوم على تثبيت جميع الريش بعامود التوصيل بالمحرك

 

 

download

 

 

(Crankshaft) أو إلى (Reduction Gear box)

كما في الطائرات الكبيرة مثل طائرة C-130

الجزء القريب من المحور أو ال(Hub) في الريشة يسمى (Blade shank)

والجزء البعيد أي على طرف الريشة يسمى (Blade tip)

كل ريشة (Blade) تحتوي على حافة أمامية (Leading Edge)

وحافة خلفية (Trailing Edge) وهناك أيضاً الوتر (Chord line) وهو خط وهمي

يصل بين الحافتين الأمامية والخلفية. الجزء المنحني من الريشة يسمى (Blade back)

أما الجزء المستوي أو المستقيم فيسمى (Blade face) والزاوية التي تكون بين مستوى

دوران الريشة والوتر تسمى بزاوية الريشة (Blade angle)

تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 800 * 529.
كل ريشة في المروحة تقوم بدور جناح يدور حركة دائرية لينتج لنا عامل الرفع (Lift) وتقوم

المروحة على سحب الطائرة خلال الهواء

في الطائرات القديمة كانت المروحة تتكون من قطعة واحدة تحتوي على ريشتين وكانت

مصنوعة من الخشب أو الحديد. وقد كانت ذات شكل ثابت أما الآن فأصبحت كل ريشة على

حده وأيضاً تتحرك بزاوية بسيطة

تجتمع كل الريش في المحور ال(Hub) وتثبت عن طريق إستخدام حلقات ربط

(Clamping rings) كل نهاية ريشة ال(Blade shank) تكون على شكل إسطوانة

وفي بعض التصاميم تكون نهاية الريشة خارج المحور لذلك تستخدم ال(Blade cuffs)

وهي قطعة ذات شكل إنسيابي لها نفس شكل ال(Airfoil) مصنوعة من صفائح الألمنيوم

(Sheet metal) أو من الألياف المركبة (Composite). توضع الBlade cuffs

على الBlade shank وهي تستخدم لزيادة وإنسيابية جريان الهواء لتبريد المحرك ويتم

تثبيتها عن طريق مواد لاصقة قوية جداً

 

%d9%83%d9%8a%d9%81%d9%8a%d8%a9_%d8%b2%d8%b1%d8%a7%d8%b9%d8%a9_%d8%a7%d9%84%d9%83%d9%8a%d9%88%d9%8a

 

 

نظرية المروحة (Propeller theory) :
عندما تدور المروحة في الهواء تتكون منطقة قليلة الضغط (Low pressure)

أمام الريشة كما يحدث في جناح الطائرة تندمج مع منطقة عالية الضغط خلف الريشة مما يسمح

للمروحة بإنتاج معامل الدفع (Thrust) . كمية الدفع المنتجة تعتمد على عاملين هما :

1-زاوية الهجوم (Angle of attack) للريشة

2-إتجاه الرياح المصاحبة (Relative winds)

هناك عدة قوى تؤثر على فعالية المروحة (Propeller) :

Centrifugal force
Thrust bending force
Torque Bending force
Aerodynamic twisting force
Centrifugal twisting force

وهذا الرسم يوضح القوى المؤثرة على المروحة

تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 800 * 531.
تقسيم المراوح :

تنقسم المراوح إلى عدة أنواع وتصنيفات :

أول تصنيف من حيث مكان المروحة في الطائرة

إذا كانت في الأمام تسمى (Tractor propeller)

إذا كانت في الخلف تسمى (Pusher-type propeller)

معظم الطائرات تكون مجهزة بالنوع (Tractor propeller)

ولكن يوجد بعض الطائرات البحرية (Seaplanes) والبرمائية (Amphibious)

تكون مجهزة ب(Pusher-type propeller)

ليس هناك أي إختلاف في الأداء بين النوعين ولكن يعتمد على شكل وتصميم الطائرة والأوضاع

المحيطة بها مثال على ذلك :

في الطائرات العادية التي لها مسافة قصيرة بين المروحة والأرض من الممكن حدوث إصابة ل

(Pusher-type propeller) لأنه عند تحرك الطائرة بسرعة على الأرض تقوم

العجلات برمي الحصى والحجاة الصغيرة إلى الخلف ومن الممكن أن تصيب المروحة لذلك

يفضل إستخدام هذا النوع على الطائرات المائية.

 

download-1

 

 

التصنيف الثاني يعتمد على طريقة وضع الريشة (Pitch) :

أبسط نوع هو المروحة الثابتة (Fixed propeller) :

يصمم هذا النوع على حسب نوع الطائرة وسرعتها وسرعة دوران المروحة لذلك إذا كنا نريد أن

تكون الطائرة ذات أداء متميز في الإقلاع والهبوط نضع الريشة على زاوية صغيرة

(Low blade angle)

وتسمى هذه المروحة ب(climb propeller) ومن ناحية أخرى إذا وضعنا الريشة بزاوية

كبيرة (High blade angle) تسمح هذه الوضعية بزيادة سرعة الطائرة وكذلك زيادة

الإرتفاع لذلك يعتمد هذا النوع من المراوح على طبيعة إستخدام الطائرة ولذلك يجب تحديد

زاوية الريشة عند صنع المروحة.