الخطوات التي سأذكرها لك الآن بسيطة جداً، ولكن حتى تحصل على المحرك النفاث بشكل متقن عليك باتباع الخطوات بل وأن تكون حذر جداً لأن عملية تشغيل المحرك النفاث خطيرة.
المواد التي ستحتاجها:
- المروحة: ألومنيوم أو تيتانيوم أو فولاذ مقاوم للصدأ.
- الضاغط: سبائك النيكل أو الكوبالت أو الحديد. المواد المضافة هي الألومنيوم أو التيتانيوم والكروم بالإضافة إلى العناصر الأرضية النادرة مثل الإيتريوم.
- غرفة الاحتراق: السبائك العالية مع المعادن المقاومة للصهر مثل التنجستن والموليبدينوم والنيوبيوم والتنتالوم، السيراميك وخلائط السيراميك والمعدن.
- التوربينات: السبائك الفائقة القائمة على النيكل، يتم تدوير الهواء الخارجي عبر قنوات داخل شفرات التوربينات. شفرات التوربينات ذات الضغط المنخفض من السبائك الحديدية الفائقة أو حتى الفولاذ المقاوم للصدأ.
- فوهة العادم: نيكل إنكونيل وسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ.
- الغلاف: مواد مصفوفة من الألومنيوم أو البوليمر.
* ملاحظة: التوربينات ذات الضغط العالي، مع غرفة الإحتراق ساخنة جدًا (أكثر من فوهة العادم). يمكنك قراءة
هذا المقال الذي يحتوي على قائمة مختصرة بالمواد المستخدمة لشفرات التوربينات (مع أسماء السبائك وتقنيات التبريد).
الخطوة الأولى: ابتكر الفكرة الأساسية للتصميم.
ابدأ بعملية بناء المحرك بتصميم في الأعمال الصلبة. هذه الطريقة ستبسّط لك الأمور وتكون أوضح أكثر، ويظهر إنشاء أجزاء باستخدام عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي نتيجة نهائية أجمل بكثير. الشيء الرئيسي المهم في استخدام العملية ثلاثية الأبعاد هو القدرة على رؤية كيفية توافق الأجزاء معًا قبل التصنيع، حتى تتمكّن من إجراء التغييرات قبل أن تأخذ ساعات في جزء.
الخطوة الثانية: احصل على شاحن محرك، وابدأ بالبناء.
عليك الإنتباه عند اختيار الشاحن، فأنت بحاجة إلى توربو كبير مع مدخل توربيني واحد (غير مقسم). كلما زاد حجم التوربو، زادت قوة الدفع التي سينتجها محركك النهائي.
الخطوة الثالثة: تحديد حجم غرفة الاحتراق.
فيما يلي ملخص حول كيفية تحديد حجم غرفة الاحتراق التي ستصنعها لمحركك النفاث.
غرفة الاحتراق مصنوعة من قطعة كبيرة من الفولاذ الأنبوبي مع أغطية على كلا الطرفين. يوجد داخل غرفة الاحتراق أنبوب مشتعل. يتكون أنبوب اللهب هذا من قطعة أخرى أصغر من الأنابيب التي تمتد بطول غرفة الاحتراق وفيها العديد من الثقوب المحفورة. تسمح الثقوب للهواء المضغوط بالمرور بنسب معينة تفيد في 3 خطوات، وهي:
- الخطوة الأولى، هي خلط الهواء والوقود. تبدأ عملية الاحتراق هنا أيضًا.
- الخطوة الثانية، هي توفير الهواء لاستكمال الاحتراق.
- الخطوة الثالثة، هي توفير هواء التبريد لخفض درجات الحرارة قبل أن يتلامس تيار الهواء مع ريش التوربينات.
لحساب أبعاد أنبوب اللهب، فإنك تضاعف قطر محفز الشاحن التوربيني، وهذا سيعطيك قطر أنبوب اللهب. اضرب قطر محفز التربو * 6، وسيمنحك هذا طول أنبوب اللهب. ومع حساب حجم أنبوب اللهب، يمكنك معرفة حجم غرفة الاحتراق.
ويجب أن يكون لديك الأبعاد التقريبية التي ستستخدمها لمحركك النفاث.
الخطوة الرابعة: تجميع غرفة الاحتراق.
حتى تجعل غرفة الاحتراق تكون كقطعة بسيطة ومترابطة معًا، استخدم طريقة لبناء الحلقات التي لن توفر فقط سطحًا يمكن ربط أغطية النهاية به، بل ستثبت أيضًا أنبوب اللهب في غرفة الاحتراق.
تصنيع الحلقات يكون غالباً بقطر خارجي يبلغ 8 بوصات وقطر داخلي يبلغ 5 و 1/32 بوصة. والحلقات مصنوعة من ألواح الصلب 1/4 بوصة. ويمكنك استخدام آلة طحن أو نفاثة مائية أو أدوات يدوية لصنع الحلقات. سيسمح سمك 1/4 بوصة بلحام الحلقات دون حدوث التواء، وسيوفر قاعدة تثبيت ثابتة لأغطية النهاية.
اعمل على توفير 12 ثقبًا للمسامير حول الحلقة بشكل دائري لتركيب أغطية النهاية.
الخطوة الخامسة: تجميع غرفة الاحتراق/ حلقات اللحام في النهاية.
ابدأ بأخذ ورقة كبيرة من اللوح الخلفي ولفها حول الأنبوب الفولاذي بحيث يتم تربيع الأطراف مع بعضها البعض ويتم سحب اللوح الخلفي بإحكام. يجب أن يكون شكل أسطواني حول الأنبوب، وستكون نهايات اللوح الخلفي جميلة ومربعة. قم بتمرير اللوحة الخلفية إلى أحد طرفي الأنبوب بحيث تكون حافة الأنبوب ونهايات الأسطوانة الخلفية متلامسة تقريبًا.
الخطوة السادسة: تجميع غرفة الاحتراق وعمل الأغطية النهائية.
أنت تحتاج إلى غطاءين طرفيين لتجميع غرفة الاحتراق. سيكون أحد الغطاءين هو جانب حاقن الوقود، والآخر سيوجه غازات العادم الساخنة إلى التوربين.
الخطوة السابعة: تجميع غرفة الإحتراق/ ربطها معًا.
أنت الآن اقتربت من الحصول على محرك نفاث نهائي. وعليك العمل على ربط الأجزاء معًا لمعرفة فيما إذا كان كل شيء يناسبها كما هو المطلوب أم لا.
الخطوة الثامنة: عمل أنبوب اللهب.
يعتبر الجزء الأصعب، وأنبوب اللهب هو ما يسمح للهواء بالدخول إلى مركز غرفة الاحتراق، ولكنه يحافظ على الشعلة ثابتة في مكانها بحيث يجب أن تخرج إلى جانب التوربين فقط، وليس جانب الضاغط.
الخطوة التاسعة: سباكة أنظمة الوقود والزيت.
افتح غطاء غرفة الاحتراق وأدخله بين الحلقات حتى يستقر في الخلف مقابل غطاء العادم. استبدل الغطاء الجانبي للحاقن وشد البراغي.
الخطوة العاشرة: ابدأ بتشغيل المحرك النفاث.
المصدر: