القوة المحركة لنماذج الطائرات

القوة المحركة لنماذج الطائرات

منذ عدة سنوات مضت أنتجت شركات المحركات أنواعاً مختلفة من المحركات التي تناسب الهواة وجدير بالذكر أنه من الصعوبة على المبتدئ في هذه الهواية إختيار المحرك المناسب ولهذا فقد دعت الضرورة الى مساعدة المبتدئ في كيفية اختيار المحرك المناسب لطائرته.
إن الهاوي الجديد يحتاج الى محرك سهل الاستخدام وذو قدرة مناسبة لطائرته. ويوجد بالأسواق العديد من هذه المحركات من مختلف بلاد العالم. وسوف نستعرض نماذج لهذه المحركات من بعض دول العالم.
والمحركات عموماً نوعان فالمحركات الديزل ليس لها شمعة اشتعال أو دائرة كهربية ولكن نسبة الضغط عالية جداً تصل الى ضعف أو ثلاث أضعاف الضغط في المحركات التي تستخدم البنزين.
وفي المحركات ذات الشمعة المتوهجة يتم الاشتعال بطريقة مختلفة إذ يستخدم بالمحرك شمعة متوهجة (سلك بلاتين) ومثبتة بأعلى إسطوانة المحرك. ويلاحظ في كلا النوعين أنها محركات ثنائية الدورة (2 stroke) وكلاهما مزود بابرة تغذية وذلك لضبط كمية الوقود المناسبة للمحرك ولتصحيح نسبة الخلط بين الهواء والوقود.
والمحرك الديزل به عتلة أخرى لضبط نسبة الضغط بالمحرك وتستخدم ابرة التغذية وعتلة الضبط في ضبط أداء المحرك وذلك للأسباب الأتية:
1- ضبط توقيت أشعال الشحنة وهذا ضروري لسهولة ادارة المحرك.
2- ضبط سرعة دوران المحرك المناسبة لكل مروحة مستخدمة.
3- ضبط الحرارة الداخلية للمحرك والتي تسبب تبخر الوقود واشتعاله بسرعة.
محركات النماذج مقسمة الى مجموعات تبعاً لسعة الاسطوانة. ولذلك فإن المحرك يقاس السم المكعب أو البوصة المكعبة وهكذا فان المحرك 2.5 سم3 يساوي 0.15 بوصة مكعبة.
القسم الأول : السعة حتى 2.5 سم3 .
القسم الثاني : السعة من 2.5 سم3 الى 5 سم3 .
القسم الثالث : السعة من 5 سم3 الى 10 سم3 .
ومن أشهر الأحجام المعروفة في العالم و الأوسع انتشاراً هي المحركات 2.5 سم3 وهذه المحركات تناسب المبتدئ في الهواية. وكما سبق أن ذكرنا ان جميع محركات النماذج بأنواعها ذات اسطوانة واحدة وثنائية الدورة. إلا أن هناك أنواع أخرى من المحركات مختلفة عن ذلك.

نظرية عمل المحركات:
محركات النماذج هي محركات احتراق داخلي والقوة المحركة تنتج بضغط واحتراق الوقود والهواء داخل غرفة الاحتراق المغلقة. وبإشعال المخلوط يتمدد وينتج ضغط على وجه المكبس وعمود التوصيل الذي يتسبب في دوران المروحة.
وعندما يصعد المكبس لأعلى تسمح فتحة الدخول بدخول شحنة جديدة داخل جسم المحرك وذلك لانخفاض الضغط داخل المحرك. وبذلك فإن الوقود يتبخر ويمتزج بالهواء في الكاربيراتير ويتكون المخلوط الذي يتم سحبه داخل المحرك, ويختلف موضع الكاربيراتير وحجمه باختلاف سعة المحرك ونوعه.
وعندما يهبط المكبس لأسفل تمنع فتحة الدخول رجوع المخلوط الى الكاربيراتير ويتم ضغط المخلوط داخل المحرك وينطلق الى اسطوانة الاحتراق بينما تسمح فتحة دخول الدخول بدخول شحنة جديدة من الوقود وتغلق الفتحة مرة أخرى أثناء هبوط المكبس. ويتم طرد العادم خارج الاسطوانة من خلال فتحة خروج العادم وهكذا تتكرر هذه الدورات حتى يستمر المحرك في الامداد بالقدرة اللازمة.
الاحتراق:
في المحركات الديزل يتم الاحتراق نتيجة الحرارة الناتجة من نسبة الانضغاط العالية.
وفي المحركات ذات الشمعة المتوهجة (Glow plug) يتم استخدام الشمعة لإشعال الوقود. (الشمعة المتوهجة عبارة عن سلك حلزوني من سبيكة خاصة تسمح باشعال الوقود بصفة مستمرة ولا يتأثر نتيجة احتراق المواد الكيماوية) وعند ادارة المحرك تستخدم دائرة كهربية للتيار المستمر لاشعال الشمعة وبعد الادارة تفصل الدائرة عن الشمعة.

تثبيت المحرك
قبل البدء في اجراءات تثبيت المحرك على الطائرة لابد من ادارة المحرك واختباره وذلك بتثبيت المحرك على قاعدة خشبية أو استخدام قاعدة اختبار المحرك مع ملاحظة تثبيت القاعدة جيداً باستخدام المسامير القلاووز (البرمة) ويتم ذلك بكل عناية لضمان ادارة أمنة للمحرك ((ويستحسن مضاعفة عدد الصواميل بكل مسمار)).
تثبيت التانك
يتم تثبيت التانك جيداً بحيث تكون ماسورة التغذية في مستوى ابرة التغذية. ويتم توصيل التانك بالمحرك باستخدام أنبوبة بلاستيك.
تثبيت المروحة
بعد اختيار المروحة المناسبة للمحرك يتم التأكد من احكام ربط المروحة بحيث يكون وضعها أقرب الى اليمين قليلاً من المستوى الرأسي لها وذلك عندما يكون مكبس المحرك الى أعلى نهاية مشواره. وهذا الوضع هو أنسب وضع يمكنك من ادارة المحرك بسهولة.
ملأ التانك
يملأ التانك بالوقود باستخدام الطريقة المناسبة إما يدوياً باستخدام وعاء من البلاستيك أو باستخدام طلمبة دفع وقود يدوية أو كهربية.
ضبط الضغط
يتم ضبط الضغط بواسطة مسمار الضغط الموجود بأعلى المحرك بأن تدار المروحة باليد حتى يصل المكبس الى أعلى نقطة للمشوار. يربط مسمار الضغط ناحية اليمين (أي في اتجاه عقارب الساعة) مع مراعاة الاحساس الشديد والحذر حتى تلامس القطعة المعدنية المواجهة للمكبس وجه المكبس نفسه وتلاحظ ذلك بزيادة المقاومة أثناء تحريك المروحة ببطء ولابد أن تتم هذه العملية بحذر شديد ولاتحاول استخدام القوة.
من هذه النقطة يدار مسمار الضغط مرة أخرى في اتجاه اليسار (أي عكس عقارب الساعة) بمقدار من لفة واحدة الى لفة و3/4 لفة ثم تدار المروحة بقوة وعناية وتكرر العملية حتى نسمع صوت يؤكد أن القطعة المضادة لوجه المكبس أصبحت في الوضع الصحيح لها.
تحذير:
القطعة المعدنية المواجهة للمكبس لا تتحرك بسهولة وهذا ضروري لأنها ليست حرة الحركة مثل المكبس.
ضبط الكاربيراتير
تدار إبرة الكاربيراتير في اتجاه اليسار للسماح بدخول شحنة الوقود. وعادة تدار من 2 الى 4 لفات في المتوسط. وعادة تحدد عدد اللفات حسب توصية المصنع المنتج للمحرك.
تشغيل المحرك
1- يتم تحضير شحنة من الوقود داخل المحرك بأن تغلق باصبعك فتحة المبخر وتدار المروحة ناحية اليسار عدة مرات ونلاحظ حركة الوقود من خلال الأنبوبة البلاستيك وتأكد من خروج فقاعات الهواء. ( لكي تجعل المحرك يدور بسرعة يمكنك وضع كمية صغيرة من الوقود من خلال فتحة العادم على أن يكون المكبس الى أسفل)
2- يتم ادارة المحرك بادارة المروحة بقوة كافية لاشعال المحرك ويأتي ذلك بالتجربة غالباً. ونوصي باستخدام قطعة خشب صغيرة (عصا) في دفع المروحة في الاتجاه الصحيح حتى تأمن من اصابة اليد من المروحة بعد دوران المحرك.
3- إذا لم تنجح في ادارة المحرك بعد عدة محاولات. قد تجد أن المحرك أصبح صعب الدوران وفي هذه الحالة غالباً ما يكون بالمحرك شحنة زائدة من الوقود. في هذه الحالة يجب قفل الابرة وادارة المروحة عدة مرات بنشاط من 10 الى 20 مرة ثم يعاد فتح الابرة مرة أخرى ويستحسن أثناء ادارة المحرك أن يتم ضبط ابرة الضغط باستخدام اليد اليسرى وادارة المروحة باليد اليمنى حتى يمكن زيادة نسبة الضغط في الحال عندما يبدأ المحرك في الاشتعال وهذا ضروري.
4- عندما يبدأ المحرك في الاشتعال يتم ضبط نسبة الضغط بسرعة فلابد أن يدور المحرك بأقصى سرعة باستمرار وبدون صعوبة وفي هذه الحالة يمكنك مرة أحسن أوضاع لمسار الضغط وابرة التغذية عن طريق التجربة.
5- المحرك الجديد لابد من تليينه حتى يصل الى أعلى كفاءة له وغالباً ما يحدد المصنع زمن الادارة المطلوب لتليين المحرك ( وغالباً ما يدار المحرك لمدة ساعتين غير متصلة مقسمة الى عدة فترات قصيرة ويترك المحرك ليبرد تماما بين تلك الفترات).
6- ويلاحظ أنه من الضروري أثناء تليين المحرك ألا يدور بأقصى سرعة له ويتم ذلك بفتح ابرة التغذية بقدر أكبر من اللازم حتى يدور المحرك ببطء. كما يمكن استخدام خلطة وقود بنسبة زيت زيادة 5% عن المعدل الطبيعي . وقد توصي بعض المصانع باستخدام مروحة معينة للتليين لكل محرك ومن الأفضل استخدامها.
مصاعب تشغيل المحرك وأساليب العلاج

المصاعب
العلاج
أولا: المحرك يشتعل ولكن لايتم الدوران
1
لا يوجد وقود
يملأ التانك بالوقود
2
وضع مسمار الضغط وابرة التغذية غير صحيح
يتم ضبط مسمار الضغط وابرة التغذية
3
الوقود مخزن ولا يصلح للادارة
يتم الاختبار باستخدام وقود جديد
4
انسداد في الوقود
فك ابرة التغذية والنفخ بقوة داخل جسم الابرة
5
خطأ في دفع المروحة
ادفع المروحة بقوة مفاجئة
ثانياً: المحرك يشتعل ويتوقف فجاة بعد عدة دورات
1
الضغط غير كافي
بعد اشعال المحرك يجب زيادة الضغط باستخدام مسمار الضغط (ربط في اتجاه اليمين)
2
الوقود غير كافي
فتح ابرة التغذية ناحية اليسار
3
وجود فقاعات هواء في أنبوب تغذية الوقود
اغلق فتحة الهواء باصبعك وأدر المروحة حتى تطرد الفقاعات
ثالثاً: المحرك يدور فجأة بأقصى سرعة ويتوقف فجأة
1
الضغط أكثر من اللازم
أدر مسمار الضغط ناحية اليسار قليلاً
2
الوقود غير كافي
افتح ابرة التغذية ناحية اليسار

* بالنسبة لادارة المحركات ذات الشمعة المتوهجة لا يختلف كثيراً عما سبق الا أنه لابد من توفير مصدر للقدرة الكهربية (البطارية) لتغذية الشمعة المتوهجة.
* وتوجد بعض أنواع من المحركات الكهربية التي تستخدم في نماذج الطائرات وهي صغيرة الحجم وخفيفة الوزن وذات كفاءة عالية.
* والجدول التالي يوضح مقاسات سعة المحرك بالسم المكعب وما يوازيه بالبوصة المكعبة:

0.0915 cu.in = 1.5 cc
0.049 cu.in = 0.8 cc
0.19 cu.in = 3.1 cc
0.15 cu.in = 2.46 cc
0.25 cu.in = 4.1cc
0.21 cu.in = 3.5 cc
0.35 cu.in = 5.7 cc
0.29 cu.in = 4.8 cc
0.46 cu.in = 7.5 cc
0.4 cu.in = 6.5 cc
0.61 cu.in 10 cc
0.5 cu.in = 8.2 cc
0.91 cu.in = 14.9 cc
0.8 cu.in = 13.0 cc
1.5 cu.in = 25 cc
1.2 cu.in = 20 cc
1.8 cu.in = 30 cc
1.6 cu.in = 26.2 cc
2.4 cu.in = 39.3 cc
2.00 cu.in = 32.8 cc
3.0 cu.in = 49.2 cc
2.7 cu.in = 44.3 cc
وتوجد أنواع أخرى من المحركات مثل المحرك النفاث سنتطرق اليهم بالحديث في أجزاء أخرى ان شاء الله.
اختيار المروحة المناسبة
إن اختيار المروحة المناسبة للمحرك أمر غاية في الأهمية حيث أن المحركات تختلف في سعتها وقدرتها لتناسب جميع أنواع النماذج المختلفة.
المروحة لها عوامل تتوقف عليها قدرتها لانتاج الدفع المطلوب:
1- شكل المروحة ومقطعها Shape.
2- قطر المروحة Diameter
3- خطوة المروحة Pitch.
4- زاوية التواء المروحة Bend angle.

وقد قامت مصانع محركات النماذج بعمل التصميمات المختلفة للمراوح والتي تناسب جميع المحركات مع اختلاف قدرتها و سعتها والجدول التالي يبين بعض مقاسلت المراوح المناسبة طبقا للسعات المختلفة للمحركات:
توجيه لاسلكي
1سم 3
1.5سم 3
2.5سم 3
3.5سم 3
5سم 3
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
15X10 18X10 18X12 20X10
15X15 18X10 18X12 20X10
18X15 20X10 23X10 23X12
20X15 23X10 25X10
23X10 23X12 25X10
6سم 3
8 سم 3
10 سم 3
15 سم 3
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
23X15 25X8 25X10 25X12 25X15
28X15 30X15
28X18 28X20 30X15
32X12 32X15
توجيه بالسلك
1سم 3
1.5سم 3
2.5سم 3
3.5سم 3
5سم 3
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
القطر/الخطوة
15X15
18X15
28X15
30X15
18X15 20X15
23X15
20X15
23X12
25X15
8 سم 3
القطر/الخطوة
23X12
25X15

الوقود:
في عام 1961وضع الاتحاد الدولي (F.I.A) مواصفات خلطة الوقود المستخدم لنماذج الطائرات على هذا النحو (ميثانول وزيت خروع فقط) ونسبة الزيت من 20% الى 25% . على أن يحصل المتسابق على الوقود مخلوط جاهزاً للاستعمال من منظمي المسابقة.
كما يستخدم البنزين لبعض أنواع المحركات بعد خلطة بنسبة محددة من قبل المصانع من زيت المحركات الثنائية الأشواط (2T engine oils)