ابتكرت الصين محركًا نفاثًا ذكيًا يتكيف مع الرحلة

أفاد باحثون في المعهد الصيني لهندسة الفيزياء الحرارية عن إنشاء واختبار جيل جديد من المحرك النفاث، وهو محرك دورة ACE متكيف يمكنه تغيير عمليات الاحتراق الداخلي وتدفق الهواء اعتمادًا على ظروف الطيران. وفق SCMP، المحرك قادر على العمل منذ الإقلاع حتى سرعة حوالي 4 ماخ، أي ما يقرب من أربعة أضعاف سرعة الصوت، وفي نفس الوقت يتطور بسرعة قوة جر أكبر بنسبة 27-47% مقارنة بنظيراتها الحديثة.

وفقًا للخبراء، يمكن لـ ACE أيضًا تقليل استهلاك الوقود تقريبًا بمقدار الثلثمما يجعلها أكثر كفاءة من التصميمات الأمريكية بما في ذلك محركات GE XA100 وPratt & Whitney XA101 للطائرة F-35.

مبدأ تشغيل المحرك التكيفي

تم تحسين المحركات النفاثة التقليدية أو المحركات التوربينية المروحية للطيران الاقتصادي بسرعات منخفضة أو الدفع العالي بسرعات تفوق سرعة الصوت. يحل المحرك التكيفي هذه المشكلة عن طريق تغيير الهيكل الداخلي ديناميكيًا: يمكن إعادة توجيه تدفق الهواء، وتعديل نسبة الضغط ودورة الاحتراق بسرعة.

يوضح المهندسون: “يمكنك التفكير في هذا المحرك كآلية ذكية تقوم بالتبديل بين وضعين حسب احتياجات الرحلة“.

على سبيل المثال، عند الإقلاع أو الطيران بسرعات دون سرعة الصوت، يفتح ACE قنوات إضافية، ويعمل مثل المحرك التوربيني، مما يقلل من الضوضاء ويحسن الكفاءة.

عند السرعات العالية، يكون المحرك قادرًا على دفع المزيد من الهواء إلى غرفة الاحتراق، مما يزيد من قوة الدفع، على غرار المحرك النفاث القوي. يتيح هذا التنوع لجهاز واحد الجمع بين وظائف نوعين من أنظمة الدفع، مما يلغي المفاضلة المعتادة بين الدفع والكفاءة.

تصميم جديد مع تدفق إضافي

ومن مميزات ACE الصيني نظام التدفق الثلاثي مع تدفق هواء بارد إضافي بالإضافة إلى الدائرتين التقليديتين. يساعد خلط التدفق البيني على إدارة الحرارة عن طريق نقل الحرارة الزائدة بعيدًا عن الإلكترونيات والطلاءات الخفية، مما يقلل من توقيع الأشعة تحت الحمراء ومقاومة الهواء، ويزيد من كفاءة الطيران واستقراره.

وقد تم تجهيز المحرك أيضًا بغرفة احتراق جانبية، والتي تجمع بين خصائص المحرك النفاث والمحرك النفاث التضاغطي. وهذا يوفر قوة دفع إضافية بسرعات تفوق سرعة الصوت ويجعل التصميم مناسبًا للمركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في المستقبل.

تتوافق مبادئ الديناميكا الحرارية المضمنة في تصميم المحرك مع الأبحاث العالمية الحديثة في مجال محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز.