Tomahawk محرك توربيني يخفض استهلاك الوقود والانبعاثات

محرك Tomahawk هو محرك احتراق داخلي ثوري تم تصميمه لتقديم كفاءة استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل غير مسبوق.

فالبرغم من الاتجاه نحو تصنيع المحركات الكهربائية لتقليل الانبعاثات ومخاطرها، لكن كانت هناك العديد من التجارب المغامرة التي تسعى إلى ابتكار محركات احتراق داخلي لكن في نفس الوقت تعمل بكفاءة لتقليل استهلاك الوقود وفي نفس الوقت تقليل الانبعاثات الضارة.

في هذا التقرير نستعرض معكم ما هو محرك Tomahawk وآلية عمله وغيرها من التفاصيل.

محرك Tomahawk لتقليل استهلاك الوقود والانبعاثات

تم تطوير محرك Tomahawk من قبل شركة Wildcat Technologies، وهي شركة ناشئة في الولايات المتحدة، ويستخدم تصميمًا فريدًا يجمع بين احتراقين:

الاحتراق الأساسي

يحدث هذا الاحتراق في غرفة احتراق صغيرة للغاية، حيث يتم خلط الهواء والوقود في رشقات نارية قصيرة للغاية. ينتج عن ذلك احتراق أكثر كثافة واكتمالاً، مما يؤدي إلى انبعاثات أقل من الملوثات.

الاحتراق الثانوي "لاحق"

يتم توجيه غازات العادم من الاحتراق الأساسي إلى غرفة احتراق ثانية، حيث يتم حقن المزيد من الوقود وحرقها.

يساعد هذا "الحرق اللاحق" على استخراج المزيد من الطاقة من الوقود، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة الحرارية الإجمالية للمحرك.

بفضل تصميمه المبتكر، يمكن لمحرك Tomahawk تحقيق كفاءة حرارية تصل إلى 69%. هذا يمثل تحسنًا كبيرًا مقارنة بمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية، والتي تبلغ كفاءتها عادةً حوالي 30-40%.

استخدامات محرك Tomahawk

يعد محرك Tomahawk واعدًا بتطبيقات واسعة النطاق في مختلف القطاعات، بما في ذلك:

• النقل: يمكن استخدام محرك Tomahawk لتشغيل السيارات والشاحنات والطائرات بشكل أكثر كفاءة وأقل تلوثًا.
• توليد الطاقة: يمكن استخدام محرك Tomahawk لتوليد الكهرباء بكفاءة أكبر وأقل انبعاثات.
• الصناعات: يمكن استخدام محرك Tomahawk لتشغيل معدات صناعية مختلفة بشكل أكثر كفاءة وأقل انبعاثات.
• لا يزال محرك Tomahawk قيد التطوير، لكنه يمثل إمكانية ثورية لتقليل استهلاك الوقود والانبعاثات من محركات الاحتراق الداخلي.

آلية عمل محركات Tomahawk

يعمل محرك توماهوك التوربيني من خلال سلسلة من المراحل هي التي تجعله موفرًا في الوقود ويقلل الانبعاثات كالتالي:

يدخل الهواء إلى المحرك من خلال فتحة السحب الموجودة في المقدمة.

يتم ضغط الهواء بواسطة مروحة تحركها توربينة المحرك. يؤدي هذا الضغط إلى زيادة ضغط الهواء ودرجة الحرارة بشكل كبير.

يتم خلط الهواء المضغوط مع الوقود (عادةً JP-10) في غرفة الاحتراق. يتم إشعال هذا الخليط، مما ينتج عنه غازات ساخنة عالية الضغط.

تتوسع الغازات الساخنة عبر ريش التوربين، مما يؤدي إلى دوران عمود التوربين.

عمود التوربين الدوار متصل بمروحة أكبر في مقدمة المحرك. تقوم هذه المروحة بدفع الهواء المضغوط إلى الخلف بسرعة عالية، مما يولد قوة دفع تدفع الصاروخ للأمام.

مزايا يقدمها محرك Tomahawk

بالإضافة إلى الفوائد المتعلقة بالكفاءة والانبعاثات، فإن محرك Tomahawk يقدم أيضًا عددًا من المزايا الأخرى، بما في ذلك:

• الحجم الصغير وخفة الوزن: تصميمه المضغوط يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب مساحة محدودة أو وزنًا.
• البساطة: تصميمه البسيط يجعله سهل التصنيع والتركيب والصيانة.
• التنوع: يمكن تكييفه لتشغيل مجموعة متنوعة من أنواع الوقود، بما في ذلك الغاز الطبيعي والهيدروجين والوقود الحيوي.

إذا نجح محرك Tomahawk في تلبية وعوده، يمكن أن يكون له تأثير كبير على طريقة تشغيلنا للعالم. يمكن أن يساعدنا على تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري والحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، مما يخلق مستقبلًا أكثر استدامة.

الفرق بين محرك Tomahawk ومحركات الاحتراق الأخرى

من أجل إيضاح الفرق وفيما يلي تفصيل للاختلافات الرئيسية بين محرك توماهوك ومحركات الاحتراق الداخلي الموجودة في السيارات:

نوع المحرك

توماهوك: المحرك التوربيني المروحي - يستخدم قلب المحرك النفاث مع ضاغط واحتراق وتوربين ومروحة لتوليد قوة الدفع للطيران المستمر.

محرك الاحتراق الداخلي (ICE): يستخدم المكابس والأسطوانات وشمعات الإشعال وحاقن الوقود لإنشاء احتراق داخلي وتشغيل السيارة.

الوقود والاحتراق

توماهوك: يحرق وقود الطائرات بشكل مستمر داخل قلب المحرك، مما يولد دفعًا ثابتًا.

محركات الاحتراق الداخلي: يحرق البنزين أو الديزل في دورات منفصلة داخل كل أسطوانة، ويتم إشعاله بواسطة شمعات الإشعال لسلسلة من نبضات الطاقة.

إنتاج الطاقة والكفاءة

توماهوك: تم تصميمه لتوفير قوة دفع مستدامة وكفاءة عالية في استهلاك الوقود عند السرعات العالية، وهو أمر ضروري لرحلات الصواريخ بعيدة المدى.

ICE: مُحسَّن لتحقيق توازن القوة وكفاءة استهلاك الوقود والانبعاثات عبر ظروف القيادة المختلفة، والتكيف مع المتطلبات المتغيرة.

الشواحن التوربينية

تستخدم محركات السيارات في كثير من الأحيان الشواحن التوربينية لزيادة الطاقة عن طريق دفع المزيد من الهواء إلى الأسطوانات، في حين أن التصميم التوربيني المروحي لطائرة توماهوك يضغط الهواء من خلال مكوناته الأساسية.

التعقيد

تعد المحركات التوربينية المروحية أكثر تعقيدًا بشكل عام بسبب مكوناتها ذات الضغط العالي وعملية الاحتراق المستمرة مقارنةً بالتصميم الأبسط القائم على المكبس في محركات الاحتراق الداخلي.

التطبيقات

تم تصميم محركات توماهوك خصيصًا لتشغيل الصواريخ لمسافات طويلة، بينما تم تصميم محركات ICE لدفع المركبات.

لا تزال شركة Trick-Cycle Turbine Ltd في مرحلة مبكرة من رحلتها للتطوير والتسويق، وتتمثل الخطوات التالية في البحث عن مستثمرين والحصول على تمويل يصل إلى 2 مليون دولار لبناء النماذج الأولية للمحركات اللازمة للتحقق من صحة تنبؤات الكفاءة الرائعة التي تقترحها نماذج الكمبيوتر لمحرك Tomahawk Trick-Cycle Turbine.

وبعد ذلك، إذا تصرفت النماذج الأولية كما هو متوقع، تأمل TTX في إظهار قوة المحرك العالية وكفاءته المذهلة من خلال استخدامها لتحطيم الأرقام القياسية للسرعة الأرضية والطيران حول العالم.