مهندسون إماراتيون يصممون محركاً نفاثاً يعمل بغاز الطبخ ويرتبط بصمام أمان

حبهم وشغفهم بعالم الطائرات المزودة بالمحركات النفاثة دفع مجموعة من الشباب الإماراتيين لإنتاج نماذج بسيطة مشابهة لمحركاتها، يستجمعون من خلالها ما تعلموه خلال سنوات دراستهم وما استظهروه من بطون الكتب وعبر صفحات الإنترنت. مبارك الظاهري وجمعة القبيسي وأحمد الزعابي وفيصل القبيسي وراشد عبدالرحمن مظفر خمسة مهندسين إماراتيين تخرجوا حديثاً من قسم الهندسة الميكانيكية في كلية التقنية العليا في أبوظبي بعد أن قدموا مشروع تخرجهم في الشاحن التوربيني النفاث أو ما يسمى بالمحرك النفاث. حول مبدأ عمل المحرك النفاث المستخدم فعلياً في الطائرات وبعض الدبابات والشاحنات وكيفية تبسيطهم لفكرته، يقول المهندس مبارك الظاهري :» تستند فكرة المحرك النفاث على مبدأ قانون نيوتن الثالث «لكل فعل رد فعل، مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه يعملان في نفس الخط» والمحرك النفاث في الأساس هو عبارة عن صاروخ يستخدم الأكسجين كمؤكسد، حيث يقوم بسحب وضغط الهواء والعمل على خلطه بالوقود وإشعاله في غرفة الاحتراق فيزداد حجم هذا الخليط ويندفع بسرعة قد تصل إلى سرعة الصوت، ليصل بعدها إلى التوربين الموجود في آخر المحرك النفاث والمتصل بضاغط وبازدياد دوران التوربين يزداد دوران الضاغط مما يعني زيادة كمية الهواء الداخل إلى المحرك مما يسبب قوة دفع أكبر للمحرك نفسه». ويضيف :«أما في سيارات السباق أو التي تعمل بوقود الديزل فيوجد شاحن توربيني ليزيد من كفاءة الاحتراق وبالتالي من كفاءة المحرك، وما قمنا به هو إعادة استخدام هذا الشاحن التوربيني بشكل يضاهي المحرك النفاث ويبسط الفكرة ليستخدم في الأغراض العلمية كالدراسات والبحوث، ففي أثناء دراستنا تناولنا المحرك النفاث بصورة نظرية لكننا اليوم سنقدم وسيلة تعليمية سهلة الصنع وتستخدم مواد من بيئتنا المحلية لتعين طلبة الهندسة الميكانيكية على التطبيق العملي الملموس لما يتلقونه في مساقاتهم الجامعية عن المحرك النفاث وليس مجرد تخيل الفكرة وحفظها دون إدراك «. خطوات التنفيذ لكل عمل خطواته المتسلسلة المنظمة التي تضمن نجاحه وتتجاوز أي عقبات تعترضه... عن خطة العمل يخبرنا جمعة القبيسي : «الفكرة هي أول خطوة اجتمعنا عليها في مشروعنا وبكوننا جميعاً نحب عالم الطيران وتناولنا في دراستنا المحرك النفاث دون تطبيق عملي له ففكرنا بصنع محرك نفاث بسيط يستفاد منه للأغراض التعليمية وأن يكون من صنع أيدينا ومن مواد محلية في نفس الوقت، بعدها انطلقنا نبحث عن أفكار مشابهة ومعلومات مساندة حتى وجدنا دراسات كثيرة وبحوثا ومعلومات قيمة عبر شبكة الإنترنت وكتبا ذات علاقة، ومن ثم بدأنا نتصور ونتخيل شكل المحرك النفاث الذي نريد صناعته فصممناه بداية على الورق وعلى الكمبيوتر وأخذنا نطبق هذا التصميم بشكل مصغر لنرى إمكانية تطبيقه على أرض الواقع من عدمها وبعدما أيقنا نجاح الفكرة اتجهنا لتكبير التصميم وتطبيقه على نطاق أوسع لنخرج بمحرك نفاث أكبر، وفعلا اشترينا القطع التي احتجناها من الأسواق المحلية واجتمعنا لصب خبراتنا وما تعلمناه في تركيبها وذلك في ورشة الكلية ضمن فترة زمنية تجاوزت 6 أشهر أما المشروع بأكمله فقد استغرق عاماً» قطع المحرك النفاث أما بالنسبة للقطع التي تكون منها المحرك النفاث الذي صنعه المهندسون فيفيد المهندس أحمد الزعابي: «يتكون المحرك النفاث من ضاغط توربيني متصل بغرفة احتراق على شكل أسطوانة تتخذ شكل الأنبوب المعدني وتتناسب بشكلها مع الضاغط التوربيني وتتصل أيضاً بنظام حقن للغاز مكون من أسطوانة غاز منزلية موصولة بمنظم للضغط، حيث يتم داخل غرفة الاحتراق (الأسطوانة سالفة الذكر) خلط الهواء الذي يسحبه الضاغط ومزجه لتبدأ عملية الاشتعال وفقاً لنظام اشتعال يعتمد على وجود شمعة إشعال كالموجودة في السيارات». وفي سياق مواز يؤكد الزعابي على وجود أنظمة أمن وحماية داخل المحرك النفاث الذي قاموا بتصنيعه ألا وهي صمام أمان يتم التحكم به من خلال سرعة الدوران ووجود اللهب في داخل غرفة الاحتراق وضغط الزيت بحيث إنه في حالة وصول المحرك إلى سرعة أعلى مما هو مصمم له يعمل الصمام على قطع الغاز عن غرفة الاحتراق وفي حالة انعدام اللهب داخل غرفة الاحتراق أيضا يعمل الصمام على قطع الغاز من غرفة الاحتراق ومنع حدوث انفجار ويقرأ انعدام اللهب من خلال خلية ضوئية مثبتة أسفل غرفة الاحتراق، أما نظام الحماية المعتمد على الزيت فيعمل من خلال قراءة ضغط الزيت وفي حالة انخفاض الضغط يقطع الصمام الغاز عن غرفة الاحتراق فيتوقف المحرك. صعوبات العمل يعود المهندس فيصل القبيسي بذاكرته إلى الصعوبات التي واجهته وزملاؤه أثناء تركيبهم لقطع المحرك النفاث ويقول: «واجهنا مجموعة من الصعوبات التي استطعنا التغلب على معظمها وبعضها الآخر استعصى علينا لحاجتنا إلى امكانات مادية أكبر ومن الأمثلة على الصعوبات التي واجهناها نظام التزييت فقد وقعنا في مشكلة كيفية المحافظة على ضغط معين للزيت الذي يمر بين الضاغط والتوربين وذلك للمحافظة على انخفاض درجة الحرارة وتقليل الاحتكاك الناتج عن الدوران ولم نتمكن من الوصول إلى هذا الضغط المطلوب لبساطة امكاناتنا المادية لكننا لم نيأس بل قمنا بتصميم نظام آخر لضغط الزيت يعتمد على تحويل سرعة الدوران إلى عزم». الصعوبة الثانية كانت بحسب فيصل القبيسي في غرفة الاحتراق حيث إنهم بعدما أنجزوا التصميم الأكبر للمحرك النفاث تفاجأوا بعدم فعاليته أو قدرتهم على تشغيله على الرغم من أنهم طبقوا نفس الآلية التي اتبعوها في التصميم الأصغر الذي أثبت نجاحه مما أوقعهم في حيرة شديدة إذ لم يتعرفوا على سبب إخفاقهم في التصميم الأكبر بسهولة ووقعوا في خيبة أمل كبيرة دفعتهم للتفكير بالاكتفاء بالتصميم الصغير كمشروع تخرج والاستغناء عن الكبير لكنهم سرعان ما استعادوا اندفاعهم وثقتهم بأنفسهم إذ انطلقوا يفكرون بالسبب الذي منع التصميم الأكبر من العمل حتى عرفوا سر ذلك ألا وهو وجود خلل في حساب حيز الهواء الذي يمر بجانب غرفة الاحتراق فأعادوا خطوات العمل من جديد لإصلاح هذا الخلل. أما الصعوبة الثالثة التي واجهها مهندسو المشروع وبقيت دون حل كانت عبارة عن عدم قدرتهم على حساب كفاءة المحرك بشكل دقيق نظرا لعدم توافر الإمكانات والمعدات اللازمة لذلك. استخدامات أخرى للمحرك النفاث ويكشف المهندس راشد عبد الرحمن مظفر عن استخدامات أخرى للمحرك النفاث الذي قاموا بصناعته محلياً والتي تتجاوز الأغراض التعليمية إلى إنتاج طاقة كهربائية وذلك عبر توصيله بمولد كهربائي أو لإنتاج بخار الماء الذي يستخدم في مولدات الطاقة الكهربائية التي تعمل ببخار الماء. يعترف مظفر بوجود محركات نفاثة مشابهة صنعها طلبة جامعيون من دول أوروبية عدة لكن محركهم النفاث يكاد يكون الأول من نوعه في الدولة الذي يصنع بأيد إماراتية وبهذا التصميم المبسط الذي يمكن لأي كان صنعه إذا كان لديه خلفية ميكانيكية جيدة مع تفاوت في كفاءة المنتج النهائي الذي يحتاج إلى الدقة والكفاءة العالية ليعطي أفضل نتائج. مميزات المحرك بمزيد من الثقة بالنفس يؤكد مظفر علي وجود ميزات للمحرك النفاث الذي صنعه وزملاؤه عن المحركات النفاثة الأخرى التي صنعها من سبقوهم وذلك باستخدامه لغاز آمن ومتوافر بكثرة وذي سعر في متناول الجميع وهو نفسه الغاز المستخدم في المنازل (LPG) لينسجم مشروعهم بذلك مع توجهات الدولة في الاستفادة من الغاز الطبيعي صديق البيئة كبديل عن الوقود أما المحركات النفاثة الأخرى المشابهة لمشروعهم فقد اعتمدت على غاز الهيدروجين شديد الخطورة بقابليته السريعة على الاشتعال وسخونة اشتعاله العالية ومنهم من استخدم وقود الديزل والكيروسين في تشغيل المحرك النفاث الذي يعتبر من أكبر الملوثات للبيئة.