تحقيق مسبار
يتمتع وقود الطائرات بالكثير من الخصائص التي تضمن تحليق الطائرة بأفضل كفاءة ممكنة، ويشهد هذا النوع من أنواع الوقود كثيرًا من عمليات التطوير لزيادة الكفاءة وتحسين عمليّات الطيران لكل من القطاعين المدني والعسكري. يسلط هذا المقال الضوء على أبرز أنواع الوقود المستخدم في الطائرات مع توضيح كثير من التفاصيل والمعلومات حول هذا الوقود.
هل يختلف وقود الطائرات عن وقود السيارات؟
يُعرف نوع الوقود الذي يستخدم لتشغيل محركات الطائرات المختلفة باسم وقود الطائرات ويوجد فرق كبير بينه وبين البنزين أو الديزل اللذَين يستخدمان في السيارات، كما أن هُناك الكثير من المشتقات النفطية ومشتقات الغاز الأخرى التي يتم الاعتماد عليها لشتغيل المولدات والمحركات؛ إلا إنها قليلة الاستخدام في السيارات، ومنها: الغاز الطبيعي.
ما الفرق بين وقود الطائرات والسيارات؟
لا يقتصر الفرق بين وقود الطائرات والسيارات على التركيبة المختلفة لكلّ منهما، وإنما يشمل كذلك درجات الأداء التي يوفّرها كلّ منهما؛ فإن وقود الطائرات يستطيع توفير مستويات أداء أفضل لتلبية متطلبات المحركات النفاثة وغيرها من المحركات المستخدمة لتشغيل الطائرات، كما أن وقود الطائرات يختلف عن وقود السيارات في نقطة الوميض، وهي درجة الحرارة الدنيا التي يمكن الاشتعال عندها.
ما هي أبرز أنواع وقود الطائرات؟
تتفاوت أنواع وقود الطائرات المُختلفة في الكثير من خصائصها إلى جانب التفاوت في مستويات الأداء التي تستطيع تقديمها، وأبرزها الأنواع الآتية:
- وقود Jet A: يتم استخدام هذا النوع من أنواع وقود الطائرات بشكل أساسي داخل أراضي الولايات المتحدة الأمريكية، وهو وقود تم تصميمه للحصول على نقطة تجمد ونقطة وميض أعلى من الوقود القياسيّ.
- وقود Jet A1: ينتشر استخدام وقود Jet A1 في مختلف أنحاء العالم، وهو وقود الطائرات الأكثر استخدامًا على الإطلاق، ويتمتع بدرجة تجمد منخفضة تبلغ -47 درجة مئوية مما يجعله مناسبًا للسفر دون التضرر باختلاف المناخ.
- وقود Jet B: إن هذا النوع أكثر أنواع البدائل شيوعًا لوقود AVGAS ويتم استخدامه للطيران المدني بشكل أساسي، ويتميز بدرجة تجمد تصل إلى -76 درجة مئوية، وهذا يعني أنه مناسب للمناطق التي تعاني من البرودة الشديدة.
- وقود JP-3: على الرغم من الفرق بين وقود الطائرات والسيارات إلا أن هذا النوع يشبه بنزين السيارات إلى حد كبير، ويتم إنتاجه من خلال خلط 65%-70% من البنزين مع 30%-35% من الكيروسين، وتبلغ درجة تجمده -40 درجة مئوية.
- وقود JP-4: يتم استخدام هذا النوع من الوقود في القطاع العسكري بشكل أساسي، وهو فعال في الطقس البارد والارتفاعات الكبيرة، وتبلغ درجة تجمده -60 درجة مئوية، ويتكون من البنزين والنفتالين والكيروسين.
- وقود JP-5: يُعد وقود JP-5 واحدًا من أنواع الوقود التي تتمتع بدرجة تجمد منخفضة تبلغ -50 درجة مئوية، وأما نقطة الوميض لهذا الوقود؛ فإنها تبلغ 60 درجة مئوية، ويتم استخدامه كذلك كوقود لحاملات الطائرات.
- وقود AVGAS: تم اختصار اسم وقود الطائرات هذا من الكلمات الإنجليزية (aviation gasoline) التي تعني بنزين الطيران، ويتم استخدامه في الطائرات الصغيرة التي تتضمن محركات مكبسية عادة.
ما هو وقود الطائرات المستدام؟
تتوجه الكثير من المؤسسات إلى تطوير ما يُعرف باسم وقود الطائرات المستدام في الوقت الحالي، وهو وقود يتم إنتاجه عن طريق خلط النوع Jet A مع النوع Jet A1 لتقليل الإنبعاثات الضارة التي تتسبب بها أنواع الوقود الأخرى للطائرات؛ فإن الوقود المستدام يستطيع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الذي يُعد واحدًا من غازات الدفيئة بنسبة جيدة.
ما هو وقود الطائرات الهليكوبتر الخفيفة؟
يتم استخدام وقود AVGAS لطائرات الهليكوبتر الخفيفة خلافًا للطائرات الكبيرة والطائرات النفاثة، وعلى الرغم من استخدام هذا الوقود حتى الوقت الراهن إلا أنه من أنواع وقود الطائرات التي تستخدم رباعي إيثيل الرصاص، وهي من المواد السامة، وهناك العديد من التجارب للتقليل من هذا المركب الكيميائي أو التخلص منه بشكل كامل لضمان الحصول على وقود أفضل حسب الأكاديمية الوطنية للطيران.
هل يتسبب وقود الطائرات التقليدي بنسبة تلوث كبيرة؟
إن مشكلة التلوث من المشاكل التي تسعى مختلف دول العالم إلى التعامل معها خلال الوقت الراهن نتيجة لآثارها السلبية على البيئة والصحة، ويتسبب وقود الطائرات التقليدي بنسبة تلوث كبيرة بالفعل؛ فإنه الوقود المسؤول عن 10% من إجمالي نسبة التلوث التي يتسبب بها قطاع النقل حسب الأمم المتحدة ولذلك يتم السعي إلى إيجاد أنواع وقود بديلة تتمتع بدرجات تلوث أقل في الفترة الحاليّة.
هل يستطيع وقود الطائرات النفاثة توفير مستويات أداء أفضل؟
لا شك بأن وقود الطائرات النفاثة يستطيع توفير مستويات أداء أفضل مقارنة بأنواع الوقود الأخرى، ويطلق على هذا الوقود كذلك اسم وقود الطائرات التوربيني، ويكمن سر الأداء العالي لهذا النوع من الوقود بالمحتوى المرتفع من الطاقة وجودة الاحتراق بشكل أساسي، كما أن له العديد من الخصائص الأخرى؛ مثل السيولة وقابلية التطاير.
ما هي أبرز خصائص وقود الطائرات النفاثة؟
يتمتع وقود الطائرات النفاثة بكثير من الخصائص المتميزة، ومنها ما يأتي:
- محتوى الطاقة: عادة ما تتمتع أنواع وقود الطائرات النفاثة ذات الكثافة الأكبر بمحتوى طاقة حجمي أكبر مما يسهم في الطيران حتى فترة أطول، وأما الأنواع ذات الكثافة الأدنى؛ فإنها تتمتع بمستويات طاقة وزنية أكبر.
- مميزات الاحتراق: عادة ما يتم ضبط مكونات وقود الطائرات بالشكل الذي يضمن تدفقه لتوفير أفضل مستويات من كفاءة الاحتراق مع إنتاج كميات دخان أقل، وإذا تم مزج الوقود مع الهواء جيدًا؛ فإن كفاءة الاحتراق تصبح أفضل.
- الثبات: يشير الثبات إلى استقرار خصائص الوقود أثناء التخزين والاستعمال، ويكون الوقود ثابتًا إذا استقرت خصائصه وبقيت دون تغير مع ارتفاع درجات الحرارة، ويعاني وقود الطائرات النفاثة من عدة الثبات أحيانًا، وتُحل هذه المشكلة باستخدام المضافات.
- السيولة: يتعرض وقود الطائرات النفاثة إلى درجات حرارة منخفضة جدًا عند الطيران على ارتفاعات عالية، ولذلك ينبغي أن يحافظ على سيولته لضمان التدفق عبر نظام الاحتراق وعدم مواجهة أية مشكلة تتعلق باللزوجة أو درجة التجمد.
هل توجد مضافات يتم استخدامها مع وقود الطائرات النفاثة؟
بالفعل توجد عدة من أنواع المضافات التي تُستخدم مع وقود الطائرات النفاثة لتحسين مستويات أدائها وتعزيز كفاءتها، وتتضمن القائمة الآتية عدة من هذه المضافات:
- مانع تجمد نظام الوقود: عندما تصبح درجات الحرارة شديدة الانخفاض أثناء الطيران؛ يُمكن أن يتشكل الجليد في الخزان بسبب المياه الذائبة في الوقود، ولهذه الغاية يستخدم مانع التجمد من أجل تجنب الجليد الذي يؤثر على نظام الاحتراق.
- معززات الثبات الحراري: تعاني المحركات عالية الأداء في الطائرات من الإجهاد الحراري المستمر، ولذلك تم تطوير بعض المضافات التي يمكن استخدامها للتعامل مع هذا الإجهاد وتحسين الاستقرار والثبات الحراري.
- مُخمّدات المعادن النزرة: يتم الاعتماد على مُخمّدات المعادن النزرة بشكل أساسي لجعل هذا النوع من المعادن غير فعّال كيميائيًا، وذلك من خلال تحويلها إلى معقّدات ثابتة لا تتفاعل.
- مضافات إتلاف الحياة: يمكن أن تتفاعل بعض الكائنات الحية الدقيقة مع المركبات التي يتضمنها نظام وقود الطائرات مما يؤدي إلى عدة مشاكل، وتستخدم هذه المضافات بقتل الكائنات الحية الدقيقة وتضمن منع نموها.
- مضافات منع الضباب: تهدف هذه المضافات بشكل أساسي إلى منع تشكّل قطرات الوقود الدقيقة الملتهبة إذا تعرضت الطائرات إلى التحطم، وذلك حتى يتم التقليل من حدة الحرائق الناشبة، ولكن هذه المضافات لا زالت قيد التجربة.
ما هي أجزاء نظام وقود الطائرات المختلفة؟
يتكون نظام وقود الطائرات المُختلفة من 7 أجزاء أساسية، وهي الأجزاء الآتي ذكرها:
- خزان الوقود: لا شك بأن خزان الوقود من الأجزاء الرئيسية في نظام وقود الطائرات، وعادة ما يكون ضمن جناح الطائرة، ويتم استخدام خزان وقود واحد على الأقل لكل محرك من المحركات، ويتم تصميمه وفق العديد من المواصفات.
- مضخات الوقود: تضمن المضخات تزويد النظام بالوقود المطلوب لتشغيل الطائرة في أوضاعها المختلفة، وتحتوي الطائرة على مضخات وقود رئيسية، بالإضافة إلى المضخات الاحتياطية التي يتم تشغيلها في الحالات الطارئة.
- الصمامات: لا تقتصر الصمامات على نوع واحد في نظام الوقود للطائرات، وإنما هُناك العديد من أشكال الصمامات الإلكترونية والآلية المصممة للقيام بأغراض مختلفة، ويتم تزويد كل خزان بصمام يدويّ يُستخدم عند الطوارئ لزيادة الأمان.
- مصفاة الوقود: تقوم المصفاة بالتخلص من الأجسام الغريبة والشوائب التي تختلط مع الوقود، وذلك لمنعها من التدفق عبر النظام وضمان عدم تسببها بأية أعطال، وهي مصفاة قابلة للتنظيف، وتكون في مكان بارز عادة لتنظيفها بسهولة.
- مستشعرات الضغط والحرارة: تقوم مستشعرات الضغط والحرارة بوظيفة مهمة في نظام وقود الطائرات؛ فإنها تبين درجة حرارة الوقود وقيمة ضغطه على لوحة التحكم، كما أنها توفر البيانات التي تتعلق بكمية الوقود في الطائرة أيضًا.
- شبكة الأنابيب: إن شبكة الأنابيب من الأجزاء الرئيسية الأساسية في نظام الوقود، وذلك لأنها الجزء الذي يوصل أجزاء النظام الأخرى مع بعضها البعض، ويضمن تغذية المحركات بالوقود التي تحتاجها للعمل، كما أنها تستخدم لتعبئة وتفريغ الوقود.
- الوقود: هُناك الكثير من أنواع الوقود المختلفة المستخدمة في الطائرات سواءً كانت الطائرات النفاثة أو المروحية، ولا بُد من استيفائه الخصائص التي يحتاجها المحرك للعمل مع استيفاء أية متطلبات أخرى لضمان الطيران بأمان.
اقرأ/ي أيضًا:
هل السيارات الكهربائية صديقة للبيئة؟
هل نيكولا تسلا هو مخترع سيارة تسلا؟
