نظام وقود الطائرات

يُمكّن نظام وقود الطائرات الطاقم من ضخّ وقود الطائرات وإدارته وتوصيله إلى نظام الدفع ووحدة الطاقة المساعدة (APU) في الطائرة. وتختلف أنظمة الوقود اختلافًا كبيرًا نظرًا لاختلاف أداء الطائرات التي تُركّب فيها. فالطائرة ذات المحرك المكبسي الواحد مزودة بنظام وقود بسيط، بينما لا تقتصر وظيفة طائرة التزود بالوقود (مثل KC-135 ) على إدارة وقودها فحسب، بل يمكنها أيضًا تزويد طائرات أخرى بالوقود . ^{[ 1 ]}

يُضخ الوقود عبر أنابيب الوقود إلى صمام التحكم بالوقود (المعروف عادةً باسم مُحدد الوقود). يؤدي هذا الصمام عدة وظائف. أولها أنه يعمل كصمام إيقاف تدفق الوقود، وهو ضروري لتزويد الطاقم بوسيلة لمنع وصول الوقود إلى المحرك في حالة نشوب حريق. ثانيًا، يُمكّن الطيار من اختيار الخزان الذي يُغذي المحرك. تحتوي العديد من الطائرات على خياري الخزان الأيسر والأيمن. بعض طائرات سيسنا تُغذى من كلا الخزانين فقط، بينما يُتيح العديد منها خيار التغذية من الخزان الأيسر أو الأيمن أو كليهما. والسبب في وجود خياري الخزان الأيسر والأيمن فقط هو تمكين الطيارين من موازنة حمولة الوقود لتقليل عزم الدوران الجانبي . في بعض الطائرات، يكون صمام الإيقاف موجودًا بعد صمام مُحدد الوقود.

عادةً، بعد صمام الاختيار - الموجود في أدنى نقطة في مسار الوقود - يوجد مُرشِّح للوقود - وهو عبارة عن فلتر وقود يمكن فتحه على الأرض لتصريف شوائب الوقود الأكثر كثافة من البترول، وخاصة الماء والرواسب. توجد نقاط تصريف أخرى في كل خزان (غالباً أكثر من حوض تجميع للملوثات لكل خزان) وعند مضخة الحقن.

يتم تزويد كل خزان بفتحة تهوية (أو ضغط) للسماح بدخول الهواء إليه ليحل محل الوقود المحترق؛ وإلا، سيصبح الخزان تحت ضغط سلبي مما يؤدي إلى نقص الوقود في المحرك . كما تسمح فتحة التهوية بتغيرات الضغط الجوي ودرجة الحرارة.

يُعدّ نظام مؤشر مستوى الوقود، في أبسط صوره، نافذةً شفافةً على جانب الخزان، وفي استخدامه الشائع، مقياس جهد يعمل بعوامة مثبت داخل الخزان. بعد كارثة رحلة TWA 800 ، أُجري تعديل على أنظمة وقود الطائرات لمعالجة خطر الانفجار المحتمل للمكونات الكهربائية الموجودة داخل خزان الوقود. واتجهت أنظمة مستوى الوقود في الطائرات ذات المحرك الواحد المكبسي إلى استخدام مقاييس مستوى عائمة من صناعات الغاز الطبيعي المضغوط والغاز البترولي المسال ، حيث تعمل العوامة على تشغيل وصلة مغناطيسية ، ونُقل مقياس الجهد إلى خارج خزان الوقود.

تستخدم بعض الطائرات ذات المحرك الواحد مجسات سعوية في خزانات الوقود. ومع احتراق الوقود، يدخل المزيد من الهواء إلى الخزان، مما يقلل من السعة الكهربائية ؛ يقوم الحاسوب بقراءة هذه البيانات، ثم يحسب كمية الوقود المتبقية ويعرضها للطيارين.

أدت التطورات الحديثة في تكنولوجيا المقاومة المغناطيسية إلى ابتكار مستشعرات جديدة لمستوى الوقود لتطبيقات الطيران العام. لا يتأثر هذا النظام بأي إضافات أو تركيبات وقود، مما يجعله بديلاً مناسباً لوقود 100LL للطائرات ذات المحركات المكبسية.

توجد خزانات وقود الطائرات الخفيفة ذات المحرك الواحد عادةً في الأجنحة، ولكن بعض الطائرات مزودة بخزان وقود إضافي صغير بين خزان الوقود الرئيسي والمحرك، لتسهيل تدفق الوقود إلى المحرك بشكل موثوق. في العديد من الطائرات الصغيرة أو القديمة جدًا ذات المحرك الواحد، غالبًا ما تُركّب خزانات الوقود الإضافية (وحتى الخزانات الرئيسية) فوق المحرك أو خلفه مباشرةً. في بعض الطائرات (خاصةً الطائرات الخفيفة جدًا )، توجد هذه الخزانات في جسم الطائرة أو على هيكلها خلف الطيار أو الركاب. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

تؤدي إضافة خزانات ومحركات إلى زيادة تعقيد نظام الوقود وإدارته. ومن الميزات الإضافية الموجودة في الطائرات متعددة المحركات ما يلي:

• غالباً ما يحتوي كل خزان وقود في الجناح على مضخة وقود كهربائية خاصة به ، ويحتوي كل محرك على مضخة ميكانيكية خاصة به، مما يكرر نظام الوقود الموصوف أعلاه للمحرك الواحد.
• في حالة التشغيل بمحرك واحد، غالبًا ما يتم دمج طريقة "التغذية المتبادلة" للمحرك (خزان الوقود الأيسر يغذي المحرك الأيمن، أو العكس).
• لتحقيق التوازن في الوزن غير المتماثل، غالباً ما يتم استخدام صمامات التدفق والمضخات لتغذية كلا المحركين من خزان واحد أو ببساطة لنقل الوقود بين الخزانات.

تنطبق جميع الاعتبارات التي تم أخذها في الحسبان عند تصميم المحرك ذي المكابس المزدوجة على أنظمة وقود التوربينات. وتُضاف اعتبارات أخرى نظراً للارتفاعات العالية، ونوع الوقود المستخدم، وانخفاض درجات الحرارة، وطول الرحلات.

لتجنب تكثف الماء أو تجمد الوقود نفسه في درجات الحرارة المنخفضة (-55  درجة مئوية)، تُزود خزانات الوقود بمقاييس حرارة وأنظمة تسخين. ويتم ضغط العديد منها بهواء مُستخلص من المحرك لمنع دخول الهواء الرطب وضمان تدفق ضغط إيجابي إلى المضخات. في الطائرات الكبيرة، توجد خزانات الوقود أيضًا في جسم الطائرة، ويؤثر وزنها على مركز ثقل الطائرة. وهذا يفرض قيودًا على كمية الوقود المحمولة وترتيب استخدامه. تحرق المحركات التوربينية الوقود أسرع من المحركات الترددية . ولأن الوقود يحتاج إلى حقن في غرفة الاحتراق ، يجب أن يوفر نظام الحقن في الطائرات التوربينية الوقود بضغط وتدفق أعلى مقارنةً بنظام الحقن في الطائرات ذات المحركات المكبسية.

يشتمل نظام التزود بالوقود في الطائرات الكبيرة على نقطة تزود واحدة تعمل بضغط إيجابي، يمكن من خلالها تزويد جميع الخزانات بالوقود. ويتم تحديد كمية الوقود التي يتم تزويدها والخزانات التي يتم تزويدها بالوقود أثناء عمليات التزود بالوقود بواسطة أدوات التحكم الموجودة في لوحة التزود بالوقود، والتي عادة ما تكون مثبتة في مكان قريب ويمكن الوصول إليها من قبل الطاقم الأرضي.

تُستخدم الخزانات الخارجية لزيادة مدى الطائرة. أما خزانات الوقود القابلة للفصل فتستخدمها الطائرات المقاتلة التي تحتاج إلى التخلص منها بعد الاستخدام لأسباب تتعلق بالأداء. وتتطلب عملية نقل الوقود من الخزان الجانبي إلى الخزان الرئيسي مضخة وقود.

• وصلة صنبور المياه