Welcome to رهروان ارتش

از اینکه انجمن ما را برای مطالعه انتخاب کردید از شما متشکریم. 

برای استفاده از امکانات انجمن و برقراری رابطه دوستانه با دیگر اعضا لطفا در انجمن ثبت نام کنید

با تشکر

چگونگی کار کرد سیستم های هلی کوپتر و هواپیما

29 posts in this topic

با عرض سلام خدمت دوستان گرامی ، چند روز پیش کلیپی به دستم رسید که اول آن نوشته بود که بر اساس واقعیت تهیه شده و در آن یک خانم آمریکایی نشان داده شده بود که بعد از انجام عمل جراحی زیبایی و قرار دادن پروتزهایی که درون آنها به جای سیلیکون از آب‌نمک استفاده شده بود ، سوار هواپیما شد و پس از ارتفاع گرفتن هواپیما ، پروتز مذکور لحظه به لحظه شروع به بزرگ شدن نمود و در نهایت منفجر گردید که بافت بدن این خانم هم منفجر و احتمالا منجر به مرگ این خانم شد ، برای اینکه بدانم آیا واقعا این کلیپ بر اساس حقیقت ساخته شده است و یا خیر مجبور شدم که چند مقاله در خصوص سیستم تنظیم فشار کابین هواپیما بخوانم و  در این میان به مقاله جالبی که در خصوص نحوه و تاریخچه عملکرد این سیستم در ویکی پدیای انگلیسی برخوردم که بد ندیدم با ترجمه آن ( البته با سواد انگلیسی ناقص بنده)و قرار دادن ترجمه در اینجا ، سایر دوستان نیز با این سیستم آشنا گردند.

ضمن اینکه از دوستان گرامی علی الخصوص جناب سرهنگ ملایری عزیز ، کاپیتان مهران عزیز و سایر دوستان تقاضا دارم که پس از خواندن مقاله ، نظر خود را در مورد اینکه آن کلیپ که در بالا خدمتتان عرض کردم می توانسته حقیقت داشته باشد یا خیر بفرمایند . ضمن اینکه متاسفانه من کلیپ مذکور را از حافظه کامپیوترم حذف کرده ام ، اما اگر دوستان بتوانند در یوتیوپ و یا آپارات آن را پیدا کنند و لینک آن را برای مشاهده سایر عزیزان در همینجا قرار دهند ممنون می شوم . اما بپردازیم به اصل مقاله :

 

تنظیم فشار کابین هواپیما

منبع : ویکی پدیای انگلیسی

ترجمه : ثمین - علی مازندرانی

 

220px-Pxctl.jpg

کنترل‌های سیستم پرشرایز کابین در بویینگ 737-800

 

سیستم پرشرایز کابین برای ایجاد محیطی امن و راحت برای مسافران هواپیما و کروی پروازی می‌باشد که  از طریق دمیدن هوا توسط پمپ های تهویه مطبوع این کار انجام می‌شود . این هوا معمولا از ردیف‌های مشخصی در کمپرسور موتور هواپیما گرفته می‌شود که پس از خنک سازی ، مرطوب نمودن و در صورت نیاز مخلوط سازی با هوای دوبار تصفیه شده ، در کابین هواپیما توسط سیستم‌های کنترل محیط توزیع می گردد و فشار کابین هواپیما به وسیله ولو‌های خروجی هوا تنظیم می گردد.

 

چرا به سیستم پرشرایز کابین احتیاج می‌باشد؟

جهت حفاظت سرنشینان از ریسک تعداد زیادی از مشکلات فیزیولوژی که ناشی از کاهش فشار بیرونی هوا می‌باشد و همچنین بالا بردن راحتی مسافرین هواپیما ، استفاده از سیستم پرشرایز در ارتفاع‌های بالاتر از 12500 تا 1400 پا ضروری است . عمده مشکلات فیزیولوژی ناشی از کاهش فشار موارد زیل می‌باشند :

  • هایپوکسی : کاهش فشار جانبی اکسیژن در ارتفاعات بالا ، موجب کاهش میزان اکسیژن در حفره‌های هوایی ریه و در نهایت در مغز می‌گردد که موجب بروز اختلال در تفکر ، تاری دید ، کاهش هوشیاری و در نهایت مرگ می گردد . در برخی از اشخاص به ویژه کسانی که بیماری قلبی و یا ریوی دارند ، این سندروم ممکن است از ارتفاع 5000 پایی بروز کند ، اگرچه بیشتر مسافرین قادر به تحمل ارتفاع تا 8000 پایی بدون اثری از ناخوشی‌های  فوق می‌باشند. در این ارتفاع میزان اکسیژن موجود در هوا در حدود 25% کم‌تر از میزان اکسیژن موجود در هوای سطح دریا می‌باشد . با هایپوکسی می توان با  تامین اکسیژن اضافی خواه از طریق ماسک‌های اکسیژن و یا کانال هایی تعبیه شده در هواپیما مقابله نمود. بدون پرشرایز نیاز به اکسیژن تا ارتفاعات بالا در حدود 40000 پا افزایش پیدا می کند ، دلیل این امر این است که کسی که به زندگی در سطح دریا عادت دارد ، نیاز به حدود 0.2 بار فشار جانبی اکسیژن برای کارکرد نرمال بدن خود دارد که این امر را می‌توان با افزایش نسبت اکسیژن موجود در هوا تا ارتفاع 40000 پایی تامین نمود ، در ارتفاع 40000 پایی ، فشار هوای محیط به حدود 0.2 بار افت پیدا می کند و برای تامین حداقل فشار جامبی اکسیژن به میزان 0.2 بار ، لازم است تا اکسیژن 100% به وسیله ماسک تنفس گردد تا اثرات هایپوکسی روی ندهد. ماسک اضطراری تعبیه شده بر بالای سر مسافران هواپیما نیازی به تامین فشار اضافی ندارد ، چرا که بیشتر پروازهای تجاری در ارتفاعی زیر 40000 پا پرواز می‌کنند در صورتی که در ارتفاعات بالاتر از آن فشار جانبی اکسیژن حتی در صورت تامین غلظت 100% آن در هوا به زیر 0.2 بار افت می کند ، که درجاتی از پرشرایز کابین و یا کاهش فوری ارتفاع  برای اجتناب از بروز هایپوکسی ضروری است .
  • بیماری ارتفاع ( هایپر وینتیلیشن) : ری اکشن های طبیعی بدن در مقابل هایپوکسی ، تا حدودی به نگه‌داشتن فشار جانبی اکسیژن در خون کمک می‌نماید ، اما همین ری‌اکشن‌ها در مقابل هایپوکسی ، خود باعث کاهش گاز خروجی دی اکسید کربن و در نتیجه بالا رفتن میزان آن در خون و در نتیجه بالا رفتن PH خون و قلیایی شدن آن می‌شود. مسافران ممکن است خستگی ، تهوع ، سردرد ، بی‌خوابی و در موارد پرواز‌های بیش از اندازه طولانی ادم ( تورم ) ریوی را تجربه کرده باشند . این نشانه‌ها ، نشانه‌هایی شبیه به آنهایی است که در کوهنوردان تجربه می شوند اما مدت زمان محدود پروازها ، توسعه ادم ریوی را بعید می‌کند . بیماری ارتفاع می تواند با استفاده از جی‌سوت‌های کامل و یکپارچه که کل بدن را می پوشانند به همراه کلاه‌های هلمت یکپارچه با آنها کنترل شود که این برای مسافران پروازهای تجاری امکان پذیر نیست ( لازم به ذکر است که حتی برای خلبانان هواپیماهای شکاری در ایران نیز این لباس‌ها هنوز غیر قابل دسترس می‌باشند)
  • بیماری کاهش فشار هوا : کمبود فشار جانبی گازهای هوا و به طور خاص نیتروژن ممکن است موجب رسوب گازهای محلول در خون در جریان خون و ایجاد حباب‌هایی در خون شوند که به آنها آمبولی گاز و یا ایجاد حباب خونی می گویند . که این مکانیزم ، همان مکانیزمی است که برای غواصانی که با استفاده از هوای فشرده به اعماق آبها غوص می کنند اتفاق می افتد . این بیماری ممکن است شامل علائم اولیه‌ای مانند فراموشی ، سردرد ، خستگی ، ، ترومبوز، خارش جلدی و در نهایت منجر به سکته مغزی گردد. بروز این بیماری را نیز می‌توان با استفاده از لباس های ضد فشاری ، همانند چیزی که در آیتم پیش گفته شد ، کنترل نمود.
  • باروتروما: در هنگام صعود و یا فرود هواپیما مسافران ممکن است ناراحتی یا درد‌های حادی را ناشی از تجمع‌ و یا گسترش گازها در بدن تجربه نمایند . رایج ترین این مشکلات در گوش میانی و حفره‌های  سینوسی  اتفاق می افتد. همچنین این دردها ممکن است در دستگاه گوارش و یا حتی دندان‌ها نیز تجربه گردند. معمولا اینها آنقدر جدی نمی باشند که منجر به یک ترومای واقعی گردند اما ممکن است که منجر به باقی ماندن درد گوش بعد از پرواز و یا تشدید و یا تسریع دیگر مشکلات پزشکی که از قبل در بدن افراد وجود داشته است ، گردند.

در پروازهای کارگو نیز به دلیل مشکلاتی که ممکن است برای کالاهایی که توسط هواپیما حمل می‌گردد از قبیل نشت مواد ، دفرمه شدن ، خرد شدن و ... رخ دهد نیاز است که فشار کابین هواپیما توسط سیستم پرشرایز تامین و تنظیم گردد.

 

ارتفاع کابین :

  فشار داخل کابین به صورت فنی به ارتفاع  معادل موثر کابین برمی‌گردد که به صورت ساده به آن ارتفاع کابین گفته میشود. در واقع ارتفاع کابین به  ارتفاعی می‌گویند که در طبیعت در آن ارتفاع  ، فشار هوای بیرون معادل هوای کابین می باشد . به این صورت اگر بگویند که ارتفاع کابین صفر است این به این معنی می باشد که فشار هوای داخل کابین معادل فشار هوا در سطح دریا می‌باشد. در حقیقت دست‌یابی به ارتفاع صفر در کابین، به دلیل محدودیت‌های موجود در طراحی بدنه هواپیما و امکان فرود در فرودگاه‌هایی با ارتفاع بیش از سطح دریا ، امکان پذیر نمی‌باشد. ارتفاع کابین برای هواپیمای که برنامه‌ریزی شده است که در ارتفاع 40000 پایی پرواز کروز انجام دهد ، به صورت تدریجی از ارتفاع فرودگاه مبدا تا حداکثر ارتفاع حدود 8000 پایی افزایش می‌یابد و پس از آن در هنگام کاهش ارتفاع هواپیما برای لندینگ باز به صورت تدریجی کاهش می‌یابد تا در نهایت  با ارتفاع  فرودگاه مقصد هماهنگ و یکسان گردد.

170px-Empty-bottle-crushed-by-cabin-pres

یک بطری خالی آب زمانی که در هنگام پرواز درب آن را محکم می کنیم ، پس از فرود هواپیما به شکل بالا مچاله می‌شود

 

ارتفاع کابین به صورت سنتی برای هواپیمایی مثل بویینگ 767 در حدود 6900 پا در هنگامی که هواپیما در ارتفاع 39000 پایی در حال پرواز کروز می باشد نکه داشته می‌شود . اما هدف طراحان این است که در هواپیماهای جدید‌تر بتوانند این ارتفاع را کاهش دهند. برای مثال بیشترین ارتفاع داخل کابین برای هواپیمای بویینگ 787 دریم‌لاینر معادل 6000 پا می‌باشد . در حالی که یکی از پایین ترین ارتفاعات کابین در حال حاضر مربوط به جت تجاری بمب‌رایدر می‌باشد که قادر است ارتفاع کابین را معادل 4500 پا تنظیم نماید در هنگامی که هواپیما در حال کروز در ارتفاع 41000 پایی می‌باشد. اگرچه روند کاهش ارتفاع کابین در هواپیماهای جدید ، روندی جهانی نمی‌باشد . برای مثال حداقل ارتفاع قابل تنظیم در بویینگ‌های 747 قدیمی کمتر از حداقل ارتفاع کابین در هواپیماهایی مانند بویینگ 777 و یا ایرباس A380 می‌باشد . این در حالی است که رکورد مطلق پایین ترین ارتفاع کابین در دست هواپیمای جت تجاری  Emivest SJ30  است که قادر است هنگامی که هواپیما در حال پرواز کروز در ارتفاع 41000 پایی می‌باشد ، ارتفاع کابین را در حدود ارتفاع سطح دریا حفظ نماید .

نگه داشتن ارتفاع کابین در حدود 8000 پایی به طور معمول از بروز معنی دار هایپوکسی ، بیماری ارتفاع ، بیماری کاهش فشار هوا و بارو تروما جلوگیری می‌نماید  و اداره هوانوردی فدرال آمریکا FAA اجبار نموده است که فشار کابین نبایستی بیش از این مقدار در حداکثر سقف پروازی عملیاتی هواپیما در شرایط کارکرد نرمال باشد. البته ابن حداکثر ارتفاع کابین اجباری نمی‌تواند از کلیه مشکلات فیزیولوژی جلوگیری نماید . برای مثال برای مسافرانی با شرایط پنوموتوراکس توصیه می شود که تا زمان درمان کامل از پرواز با هواپیما خودداری نمایند و یا مسافرانی که دارای سرماخوردگی و یا عفونت در سینوس‌ها می باشند ممکن است در حین و بعد از پرواز علائم درد در گوش میانی و همچنین سینوس‌های خود را تجربه نمایند . همچنین پرواز غواص های SCUBA در دوره‌ای که پس از غوص خود در شرایط  پرواز ممنوع می‌باشند می‌تواند منجر به تشکیل حباب‌های نیتروژن در خون آنها و اثرات بعدی جبران ناپذیر ناشی از افرایش ارتفاع هواپیما شود.

قبل از سال 1996 حدود 6000 هواپیمای مسافربری بزرگ گواهینامه پرواز در ارتفاع 45000 پایی را بدون ملزم بودن به رعایت حداقل ارتفاع کابین داشتند ، در سال 1996 FAA متمم 87-25 که در ان الزام رعایت حداقل ارتفاع کابین برای طراحی هواپیماهای جدید گنجانده شده بود را به تصویب رساند . بر طبق این متمم برای هواپیماهایی که برای پرواز در ارتفاع بالای 25000 پا مجاز شمرده می‌شوند سرنشینان هواپیما نبایستی در معرض ارتفاع کابین بیش از 15000 پا در صورت بروز شرایط اضطراری و نقص فنی در سیستم پرشرایز هواپیما قرار بگیرند. در شرایط از دست رفتن فشار کابین که در صورت بروز شرایط اضطراری چندان غیر محتمل به نظر نمی‌رسد سرنشینان هواپیما نبایستی بیش از 2 دقیقه در معرض ارتفاع کابین بیش از 25000 پا قرار بگیرند و به هیچ وجه نبایستی سرنشینان در ارتفاع کابین 40000 پا قرار گیرند. در عمل مقررات تحمیلی FAA در خصوص رعایت حداقل ارتفاع کابین در طراحی اکثر هواپیماهایی که قابلیت پرواز کروز در ارتفاع 40000 پایی را دارند اعمال گردید. اما در سال 2004 شرکت ایرباس توانست معافیتی از این قانون برای هواپیمای A380 خود در یافت کند ، این معافیت به این صورت بود که برای این هواپیما که قادر به پرواز کروز در ارتفاع 43000 پایی می‌باشد ، در شرایط اضطراری از دست رفتن فشار کابین ، قرار گرفتن مسافران تا مدت یک دقیقه در معرض ارتفاع کابین 40000 پا مجاز شمرده می شد. که این معافیت به A380 اجازه می‌داد تا در ارتفاع بیشتری نسبت به سایر هواپیماهای تجاری که به تازگی طراحی شده اند پرواز نماید.

 

مکانیزم پراشرایز:

پرشرایز کابین در نتیجه طراحی بدنه هواپیما به صورت یک کپسول ایزوله که فشار داخل آن توسط یک منبع هوای فشرده تامین و توسط سیستم کنترل محیطی ECS تنظیم می گردد به دست می‌آید.

رایج‌ترین منبع تامین هوای فشرده در هواپیماها ، هوایی است که از ردیف‌های آخر یا میانی پره‌های کمپرسور توربین موتور هواپیما گرفته می‌شود. ردیفی که هوا از آن گرفته می شود در هواپیماهای مختلف متفاوت است و در برخی از هواپیماها ، این هوا از پره‌های ردیف اول کمپرسور موتور دریافت می‌گردد. زمانی که هوای  سرد بیرونی هواپیما به ولو‌های سیستم پرشرایز می‌رسد ( پس از گذر از ردیف‌های کمپرسور موتور) این هوا بسیار فشرده و گرم است و دمای آن در حدود 200 درجه سانتیگراد می باشد . کنترل اینکه هوای مورد نیاز از چه ردیف‌هایی دریافت گردد به صورت کاملا اتوماتیک و بر اساس نیازهای سیستم پنوماتیک هواپیما در هنگام پرواز در ارتفاعات مختلف می‌باشد .

بخشی از هوای دریافتی از کمپرسور وارد سیستم ECS شده و در آنجا پس از عبور دادن از مبدل‌های حرارتی و دستگاه‌های سیرکوله نمودن هوا  از فشار و دمای آن کاسته می گردد . حتی در برخی از هواپیماهای بزرگ‌ این قابلیت وجود دارد که هوای قسمت‌های مختلف کابین از نظر دمایی با یکدیگر متفاوت بوده و در صورت نیاز در درجات مختلفی تنظیم گردد.

برای افزایش قابلیت اطمینان در هر هواپیما ، هوای مورد نیاز برای پرشرایز کابین و سیستم‌های پنوماتیک هواپیما ،  حداقل از دو موتور دریافت می‌گردد. هوای فشرده را همچنین می توان در شرایط اضطراری از واحد تامین نیروی کمکی Aux. Power Unit (APU)  در هواپیماهایی که این سیستم بر روی آنها نصب شده است دریافت نمود. همچنین در هنگامی که هواپیما در روی زمین است و قبل از استارت موتور هواپیما ، هوای مورد نیاز از سیستم APU زمینی دریافت می‌گردد.

بیشتر هواپیماهای تجچاری امروز مجهز به سیتم‌های دوگانه و جایگزین الکترونیکی و مکانیکی برای بالا بردن قابلیت اطمینان سیستم تامین فشار و هوای کابین هواپیما می‌باشند که این سیستم‌ها را می‌توان در مواقع لزوم به صورت دستی نیز کنترل نمود.

 

220px-Outflow.jpg

ولو هوای خروجی در بویینگ 737-800

هوایی که وارد کابین می گردد ، از ولو خروجی هوا که معمولا در عقب بدنه هواپیما تعبیه می‌گردد خارج شده و به اتمسفر دمیده می گردد. این ولو در حقیقت فشار مورد نیاز کابین را تنظیم می نماید و همچنین در کنار سایر ولو‌ها به صورت یک Safty Valve نیز عمل می‌نماید. در هنگامی که سیستم اتوماتیک کنترل فشار هواپیما از دسترس خارج گردد ، خلبان می تواند بر طبق چک بیست شرایط اضطراری ،این ولو را از داخل کابین به صورت دستی تنظیم نماید . کنترل اتوماتیک به صورت نرمال با تنظیم پیوسته ولو خروجی هوا ، فشار مورد نیاز کابین را بدون تجاوز از حداکثر اختلاف فشار مجاز داخل کابین هواپیما و بیرون که برای بدنه هواپیما‌های مختلف متفاوت می‌باشند ولی در بیشتر هواپیماها در حدود 9Psi میباشد را  تنظیم می نماید . در ارتفاع 39000 پایی ارتفاع کابین به صورت اتوماتیک روی 6900 پا یا 2100 متر تنظیم می گردد که این ارتفاع در حدود 450 پا یا 140 متر پایین‌تر از ارتفاع شهر مکزیکو سیتی می‌باشد و فشار هوا در این ارتفاع در حدود 11.5 Psi می‌باشد.

در برخی از هواپیما‌های جدید مانند بویینگ 787 ، استفاده از کمپرسورهای برقی که قبلا در هواپیما‌های با موتور پیستونی مورد استفاده قرار می‌گرفت ، دوباره به کار برده شده اند. استفاده از کمپرسورهای برقی باعث افزایش بار تولید برق در موتور هواپیما و همچنین نیازمندی به افزایش سیستم‌های توزیع و کنترل برق در هواپیما می گردد که به همین دلیل هنوز کاملا روشن نمی باشد که آیا به‌کارگیری این سیستم‌ها کمکی به افزایش بازده کلی هواپیما می نماید و یا خیر . البته استفاده از این سیستم‌ موجب حذف خطر آلودگی‌های شیمیایی هوای داخل کابین ، طراحی ساده تر موتور ، حذف لوله‌های فشار بالا در بدنه هواپیما و انعطاف پذیری بیشتر در طراحی را موجب می‌گردد.

 

از دست رفتن فشار ناخواسته :

از دست رفتن ناخواسته فشار اتفاقی بسیار نادر است اما در نتیجه برخی حوادث مرگبار رخ داده است . از ایجاد حفره و یا شکستگی در بدنه هواپیما در نتیجه انفجار یا عوامل تخریب کننده تا  نشت تدریجی و اختلال در عملکرد تجهیزات کنترلی می‌تواند موجب از دست رفتن فشار کابین گردد که در حالتی که این امر به صورت تدریجی اتفاق بیافتد به دلیل عدم آگاهی خلبان و کروی پروازی و در نتیجه عدم کاهش ارتفاع پرواز کروز ، می‌تواند منجر به بیهوشی و مرگ خلبان و مسافرین هواپیما گردد.

 

170px-Passenger-oxygen-mask-dsc06035.jpg

بیرون آمدن ماسک‌های اکسیژن مسافران

 

در صورت بروز هر نقصی در ارتفاع بالاتر از 10000 پا  نیاز است که هواپیما به صورت فوری و اضطراری به ارتفاعات زیر 8000 پا و پاینن‌تر نزول کند و هم‌زمان از ماسک‌های اضطراری اکسیژن برای مسافرین استفاده گردد. سیستم اکسیژن هواپیما‌ها ، اکسیژن کافی برای کلیه سرنشینان هواپیما تا زمانی که هواپیما به ارتفاع زیر 8000 پایی نزول کند ، فراهم می‌سازد. بدون این ماسک‌های اکسیژن بروز هایپوکسی می تواند به کاهش هوشیاری و در نتیجه از دست کنترل هواپیما منجر شود که البته مدت زمان هوشیاری در ارتفاعات مختلف متفاوت تغییر می کند. در هنگامی که فشار هواپیما از دست می رود ، دمای داخل کابین نیز ممکن است تا حد دمای هوای بیرون کاهش ‌یابد که خطر هایپوترمی یا سرمازدگی را در پیش دارد.

در هواپیماهای جت جنگنده ،به دلیل ابعاد کوچک کابین هرگونه از دست رفتن فشار کابین به سرعت اتفاق می افتد و خلبان فرصت کافی برای قرار دادن ماسک اکسیژن بر روی دهان خود را نخواهد داشت ، به همین دلیل است که استفاده از ماسک اکسیژن در تمام طول پرواز برای این دسته از خلبانان ضروری و اجباری است.

 

تاریخچه پرشرایز کابین :

هواپیماهایی که در به‌کارگیری سیستم پرشرایز کابین پیشرو می‌باشند عبارتند از :

  • Packard-Le Peré LUSAC-11 در سال 1920 که یک هواپیمای ارتقاء یافته فرانسوی بود که اگرچه سیستم پرشرایز نداشت ، اما در آن از ماسک اکسیژن استفاده شده بود .
  •  
  • Engineering Division USD-9A که تغییر یافته هواپیمای Airco DH.9A ‌  بود و در سال 1921 اولین هواپیمایی بود که با سیستم پرشرایز اضافه شده به آن پرواز نمود.
  •  
  • Junkers Ju 49 یک هواپیمای آزمایشی آلمانی که در سال  1931 که با هدف تست مفهوم پرشرایز کابین ساخته شد
  •  
  • Farman F.1000 هواپیمای آزمایشی فرانسوی که در سال 1932 رکورد پرشرایز کابین را شکست
  •  
  • Chizhevski BOK-1 هواپیمای آزمایشی روسی
  •  
  • Lockheed XC-35 هواپیمای آمریکایی که در سال 1937 به جای استفاده از کپسول‌ اکسیژن ، بدنه هواپیما به صورت یک کپسول تحت فشار ساخته شد
  •  
  • Renard R.35 در سال 1938 که اولین هواپیمای پیستونی بود که سیستم پرشرایز را به کار گرفت و در اولین پرواز سقوط کرد.
  •  
  • Boeing 307 که در سال 1938 اولین هواپیمای تجاری بود که در خطوط هواپیمایی از سیستم پرشرایز کابین استفاده نمود
  •  
  • Lockheed Constellation که در سال 1943 اولین خط هوایی بود که سیستم پرشرایز را به صورت گسترده به کار گرفت
  •  
  • Avro Tudor که در سال 1946 اولین خط هواپیمایی انگلیسی بود که سیستم پرشرایز را به کار گرفت .
  •  
  • de Havilland Comet هواپیمای انگلیسی Comet1  در سال 1949 که بعدها با رفع مشکلات آن تحت عنوان Comet4   در سال 1958 به کار گرفته شد
  •  
  • Tupolev Tu-144 و Concorde ‌ به ترتیب در سال های 1968 و 1969 اولین هواپیماهایی که در ارتفاع بسیار بالا به پرواز پرداختند
  •  

در سال های پایانی دهه 1910 تلاش و رقابت بر سر ساخت هواپیماهایی بود که بتوانند تا ارتفاعات هرچه بالاتر پرواز نمایند .

در سال 1920 پرواز بر فراز ارتفاع از 37000 پایی  توسط خلبان آزمایشگر ستوان John A. Macready در یک هواپیمای دو باله  Packard-Le Peré LUSAC-11 بر فراز دیتون اوهایو صورت گرفت این  پرواز با آزاد نمودن اکسیژن ذخیره شده در کپسول اکسیژن به داخل کابین هواپیما ممکن شد ، در این پرواز اکسیژن مستقیم به داخل کابین تزریق می شد و خبری از ماسک‌های اکسیژن که بعدها توسعه داده شدند نبود. با استفاده از این سیستم نزدیک شدن به ارتفاع 40000 پایی در پرواز امکان پذیر بود اما فشار پایین هوا در آن ارتفاع باعث می‌گردید که قلب خلبان شروع به بزرگ شدن در آن ارتفاع نماید و بسیاری از خلبانان وقوع مشکلات جسمی را در هنگام پرواز در چنین ارتفاعاتی گزارش نمودند. در برخی از خطوط هواپیمایی اولیه استفاده از ماسک اکسیژن برای مسافران در پروازهای عادی معمول بود. در سال 1921 علاوه بر این هواپیمای دوباله شناسایی رایت دیتون آمریکا به نحوی اصلاح شد  که خلبان در یک کپسول کاملا بسته در کابین که فشارداخل آن توسط دمیدن هوا به وسیله یک توربین کوچک اضافی تامین می شد قرار می‌گرفت. این محفظه یک دریچه به قطر 22 اینچ داشت که در ارتفاع 3000 پایی توسط خلبان کاملا مهر و موم میشد.  درون این محفظه تنها یک نشاندهنده فشار قرار داشت در حالی که سایر نشاندهندهای کابین در بیرون از این محوظه قرار داشت و خلبان قادر بود آنها را از طریق 5 پنجره کوچک مشاهده نماید.

220px-B-8-winter-helmet-A-14-oxygen-mask

خلبان جنگ جهانی دوم در حال پرواز با ماسک اکسیژن و کلاه هلمت

 

اولین تلاش دوباره توسط ستوان John A. Macready صورت گرفت که فهمید که توربین مربوطه هوا را با سرعت بیشتری از آنچه ولو کوچک خروجی هوا را از محفظه خارج می کرد به داخل محفظه می‌دمد و در نتیجه فشار محفظه به سرعت بالا می‌رفت و ادامه پرواز امکان پذیر نبود. دومین تلاش زمانی رها شد که در ارتفاع 3000 پایی خلبان فهمید که برای بستن دریچه محفظه کوتاه است . اولین پرواز آزمایشی موفقیت آمیز در نهایت توسط خلبان آزمایشگر ستوان Harrold Harris صورت گرفت که اولین پرواز با هواپیمای پرشرایز شده را انجام داد.

اولین خط هوایی با سیستم پرشرایز کابین مربوط به بویینگ  307 Stratoliner بود که در سال 1938 و قبل از جنگ جهانی دوم ساخته شده بود و تنها 10 فروند از آن ساخته شد. محفظه فشار 307 از دماغه هواپیما تا دیوار فشاری که در عقب هواپیما و دقیقا جلوی سکان‌های افقی هواپیما بود را در بر می‌گرفت.

جنگ جهانی دوم به عنوان کاتالیزوری برای پیشرفت صنایع هواپیمایی محسوب می گردد . در ابتدا هواپیماهای پیستونی جنگ جهانی دوم که در ارتفاعات بالا پرواز می‌کردند سیستم پرشرایز نداشتند و تنها با تکیه بر ماسک های اکسیژن پرواز می‌نمودند. این امر با توسعه هواپیماهای بمب افکن بزرگی که در آن خدمه هواپیما مجبور به حرکت در طول کابین هواپیما بودند امکان پذیر نبود به همین دلیل برای اولین بار در بمب افکن B29 سیستم پرشرایز کابین که البته محدود به نقاطی بود که خدمه در آنجا حضور داشتند به کار گرفته شد. که سیستم کنترل آن نیز توسط شرکت AiResearch  Grrett  که پتنت آن توسط بویینگ برای Stratoliner خریداری شده بود طراحی شد.

شرکت‌های سازنده هواپیماهای پیستونی بعد از جنگ مانند Lockheed Constellation  در سال 1943 این فن‌آوری را در بخش‌های غیر نظامی گسترش دادند. هواپیماهای با موتور پیستونی غالبا با تکیه بر کمپرسورهای برقی هوای مورد نیاز برای پرشرایز کابین را فراهم می کردند. موتور سوپرشارژ و سیستم پرشرایز کابین هواپیما‌هایی مانند DC-6 ، DC-7 و  Constellation   موجب شد تا این هواپیماها بتوانند مجوز پرواز در ارتفاع 24000 تا 28000 پایی را دریافت نمایند. طراحی بدنه قابل پرشرایز در آن ارتفاع از دانش‌های طراحی مهندسی و متالوژی آن زمان بود.

معرفی هواپیماهای با موتور جت ، این نیاز را به وجود می آورد که برای مصرف بهینه سوخت در موتور هواپیما ، این هواپیما ها در ارتفاع 30000 تا 41000 پایی به پرواز کروز بپردازند که این افزایش در ارتفاع کروز هواپیماها نیاز به طراحی و مهندسی دقیق تر بدنه هواپیما را ایجاب مینمود که در ابتدای کار تمام مشکلات مهندسی این امر به صورت کامل قابل درک نبود.

اولین هواپیمای تجاری جت که در ارتفاع 36000 پایی پرواز می نمود هواپیمای انگلیسی Havilland Comet DH-106‌ بود. این اولین بار بود که یک هواپیما با بدنه‌ای بزرگ و دارای پنجره دارای سیستم پرشرایز بود و در آن ارتفاع پرواز می کرد .

در ابتدا طراحی بسیار موفق بود اما دو حادثه مرگبار  شکست بدنه این هواپیما در سال 1954 که منجر به مرگ تمامی کروی پرواز و مسافرین هر دو هواپیما شد باعث شد که تمامی جت‌های از این نوع در کل ناوگان های دنیا زمینگیر شوند. تحقیقات وسیع و تجزیه و تحلیل بر روی لاشه هواپیماهای فوق منجر به پیشرفت‌های بسیار مهم مهندسی گردید که قادر بودند مشکل اصلی طراحی بدنه تحت فشار را در ارتفاع حل نمایند. این مشکل اساسی ترکیبی از اثر پیشرفت کننده خستگی فلز بدنه در اثر سیکل‌های استرس و عدم درک کافی از اینکه استرس در پوسته هواپیما چگونه در نقاطی مانند پنجره‌ها و پرچ‌ها توزیع می شود بود. اصول اساسی و حیاتی مهندسی در رابطه با خستگی فلزات که از پروژه Comet1 برداشت شد به طور مستقیم در طراحی هواپیمای بویینگ 707 و تمامی هواپیماهای جت مسافری بعد از آن اعمال گردید. یکی از میراث‌های مستقیم که بلافاصله از فاجعه Comet 1‌برداشت گردید شکل بیضوی پنجره‌های کلیه هواپیما‌های مسافربری است چرا که در هواپیمای Comet 1 که دارای پنجره های تقریبا مربعی شکل بود ، خستگی فلز و ترک‌های ریز ناشی از آن دقیقا از گوشه‌های زوایای این پنجره‌های مربع شکل شروع و توسعه یافته بود.

بدنه Comet 1 بازطراحی شد و در سال 1958 هواپیمای Comet4 به عنوان یک هواپیمای موفق و پیشگام در پروازهای تجاری بین اقیانوسی به میان آمد اما این پروژه در حقیقت هیچ‌ وقت نتوانست فاجعه Comet 1 را در بین اذهان جبران کند و اینچنین بود که بویینگ 707 از این پروژه پیشی گرفت.

کنکورد با اختلاف فشار غیر منتظره‌ای پرواز کرد ، چرا که این هواپیما در زمانی که در ارتفاع 60000 پایی پرواز می کرد ارتفاع کابین را در حد 6000 پا حفظ می نمود ، این امر باعث افزایش وزن معنی دار هواپیما و در نتیجه افزایش هزینه یک ساعت پرواز این هواپیما گردید. همچنین اگر دقت کرده باشید پنجره‌های هواپیمای کنکورد از پنجره سایر هواپیماهای تجاری کوچکتر است که این امر به دلیل کاستن از نرخ کاهش از دست رفتن فشار هواپیما در هنگامی که پنجره‌ای شکسته شود طراحی شده است. پرواز کروز این هواپیما در ارتفاع بالا نیاز به استفاده از اکسیژن فشار بالا و همچنین تعبیه Demand Valve بر روی ماسک های اکسیژن اضطرای بر خلاف ماسک‌های اکسیژن سایر هواپیماهای تجاری که اکسیژن در آن به صورت پیوسته در جریان است را به وجود آورد.

در حال حاضر ارتفاع کابین عملیاتی هواپیماهایی که جدید طراحی می شوند در حال کاهش است و انتظار می رود که با این طراحی‌های جدید هرگونه مشکل فیزیولوژی ناشی از ازتفاع بالای سرنشینان هواپیماها رفع گردد.

21 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

سیستم ایر کاندیشن هواپیما به چند دسته تقسیم میشه
سیستم ساده و ابتدایی ram air ک در هواپیماهای سبک هوا به طور مستقیم وارد کابین میشه و واسه گرم کردن یا ازheater ویا از یک مبدل حرارتی ک از گاز های خروجی اگزوز سورس میگیره استفاده میکنه
سیستم v.c.m ک یک سیستم تبرید استاندارد همانند یخچال خانگی ک شامل کمپرسور کندادسور و اواپراتور و سیال واسطه میباشد
سیستم a.c.m (air cycle machin) ک در هواپیماهای جت مورد استفاده قرار میگیره و برای مثال در 747 اط استیج 8 و13 کمپرسور هوا گرفته میشه و بعد ازخنک کردن مرطوب سازی و میکس کردن و تصفیه وارد کابین میشه
سیستم vortex tube ک سیستم جدیدی هست و از سرعت زیاذ هوا در یک لوله با قطر کم برای خنک سازی استفاده میکنه
ببخشید ک خیلی کوتاه توضیح دادم
aircraft maintenance man


کاهش فشار باعث افزایش حجم و کاهش دمای نقطه جوش میشه اما بعید ب نظر میرسه ک باعث متلاشی شدن صورت اون حانم بشه

18 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ثمین جان با سلام

تو موضوعات فراموش شده دور میزدم که به این موضوع برخوردم ( سیستم پرشرایز هواپیما ) دیدم موضوع خوبیه اما نه فقط در قالب یک سیستم لذا با عرض معذرت موضوع رو بسط دادم و کلیش کردم چون میتونه راجع به عملکرد سیستم ها اطلاع رسانی بشه و دوستانی که از سیستم ها سر در می آورند توضیح بدهند و دوستانی که سوآلی ابهامی در مورد چگونگی عملکرد سیستم ها دارن بپرسند

15 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

سلام..اقا ثمین دست مریزاد..!!!! : NORMAL : 

جناب ملایری کوه سوالم الان....بپرسم؟؟؟ ارادتمندیم قربان : QUESTION :

13 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

حسین جان دوستان استفاده نمی کنند و الا این انجمن پره از دانشمند . همین کرونوس . شما نمیدونید این اقا برای خودش یه بچه پروفسور است ( مثل پروفسور پوپی ) باور کنید به نود و نه در صد سوآل ها پاسخ میده . حیف که دیگه لنگ نیست و الا جلوش پهن می کردم . و یا دوستان دیگه . من هم که دیگه آلزایمری هستم سعی میکنم از لابلای مخ تیلیت شده ام یه چیزهایی بکشم بیرون . من همیشه ترس این رو داشته ام که انجمن یکنواخت بشه که تقریبا هر از گاهی میشه . بعضی مواقع میام میبینم خبری نیست لذا میرم دنبال یللی تللی . هی کانال عوض میکنم ببینم یه کانال علمی پیدا میکنم تا کمی علم بزنم تو رگ . فضایی کهکشانی دریایی .

حالا یه سوال بسیار ساده برای دادن سر نخ به سوآل کننده و جواب دهنده و توضیح دهنده . سرعت سنج هواگردها چگونه کار میکنه ؟ البته همتون میدونید ها فقط میخواستم سر نخ رو بدم دستتون

17 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

جناب سرهنگ شما اطف دارید درواقع این من هستم که جلوی شما لنگ میندازم _ یه دونه جنس خوبش رو پیداکردم :1 (7):  _ ساده ترین جواب به این سوال هم تعین سرعت به کمک " لوله پیتو" ست 

12 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

yutuy.gif

نشاندهنده سرعت روی هواپیماهای امروزی تشکیل شده است ازیک محفظه که درداخل آن یک دیافراگم قرار دارد و دیافراگم نیز دارای مجرائی است که بوسیله لوله مستقیماً به سر لوله پیتوت متصل میگردد.

چنانچه جریان هوا به سرلوله پیتوت برخورد کند داخل لوله پیتوت فشاری ایجاد میگردد که بیش ازمیزان فشارهوای آزاد میباشد و این فشارباعث تورم دیافراگم شده و درنتیجه باعث حرکت عقربه سرعت سنج خواهد شد.

سرعتی که توسط نشاندهنده سرعت نمایش داده میشود را I.A.S یا INDICATED AIRSPEED میگویند.

به سرعتی که درحالات و سرعتهای مختلف با مقایسه اختلافات حاصله بین نشان دهنده و سرعت هوائی که به سرلوله پیتوت برخورد مینماید بدست می آید را C.A.S یا CALIBRATED AIRSPEED میگویند.

13 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

yutuy.gif

نشاندهنده سرعت روی هواپیماهای امروزی تشکیل شده است ازیک محفظه که درداخل آن یک دیافراگم قرار دارد و دیافراگم نیز دارای مجرائی است که بوسیله لوله مستقیماً به سر لوله پیتوت متصل میگردد.

چنانچه جریان هوا به سرلوله پیتوت برخورد کند داخل لوله پیتوت فشاری ایجاد میگردد که بیش ازمیزان فشارهوای آزاد میباشد و این فشارباعث تورم دیافراگم شده و درنتیجه باعث حرکت عقربه سرعت سنج خواهد شد.

سرعتی که توسط نشاندهنده سرعت نمایش داده میشود را I.A.S یا INDICATED AIRSPEED میگویند.

به سرعتی که درحالات و سرعتهای مختلف با مقایسه اختلافات حاصله بین نشان دهنده و سرعت هوائی که به سرلوله پیتوت برخورد مینماید بدست می آید را C.A.S یا CALIBRATED AIRSPEED میگویند.

 

 سرعت نسبت به هوا و نسبت به زمین چگونه تفکیک میشه؟

 

و وسوال دوم اینکه ارتفاع سنج ها چکونه کار می کنند؟

14 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

سوال خوبیه ها ولی فقط یوخده ایراد داره

چون  ماهیت سرعت امر بر نسبی بودن داره و این قضیه رو در وزش باد در پرواز هلی کوپتر به خوبی اثبات میشه مثلا ممکنه وزش باد از روبرو از سرعت هلی کوپتر خیلی کم کنه اما سیستم سرعت خیلی بیشتری رو نشون بده و برعکس

 

در هواپیماها چون قالبا سرعت پرنده بیش از سرعت بادهست زیاد قابل توجه نیست مگر اینکه پرنده خیلی کوچک یا کم سرعت باشه و یا شرایط جریانات هوایی بر کل معادله ی پرواز تاثیر گذار باشه 

 

اما بازهم متغیرها به حدی هستند که نمیشه بصورت ایده ال و مطلق این مورد رو تفکیک کرد

12 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

با سلام

در مورد سوال آقا سجاد

 سرعت نسبت به هوا و نسبت به زمین چگونه تفکیک میشه؟

ما دو تا سرعت داریم یکی air speed ( سرعت هوایی ) و دیگری ground speed ( سرعت زمینی ) . به زبان ساده سرعت حرکت سایه هلی کوپتر روی زمین رو سرعت زمینی میگن . بقول کرونوس وقتی باد از روبرو باشه سایه آهسته تر حرکت میکنه در حالیکه سرعت سنج هلی کوپتر داره بیشتر نشون میده که سرعت کاذب هست و یا برعکس ممکنه باد از پشت سر باشه یعنی سایه سریع تر از نشاندهنده باشه . خوب مثلا یک خلبانی از اصفهان با هلی کوپتر میره بطرف تهران فرضا با سرعت 100 نات باید یک ساعت و نیم برسه تهران و مقداری سوخت هم تو باکش باقی مونده باشه اما مثلا پروازش دو ساعت و نیم طول میکشه و سوخت کم میاره و چند کیلومتری تهران مجبور میشه بشینه و اطلاع بده تا براش سوخت بیارن که ابروش هم میره چون باد روبرو داشته و محاسبه نکرده . شاید اگر با 120 نات میرفته میرسیده . بهر حال این به زبان ساده بود که عرض کردم و لذا خلبانان یه ابزار البته قدیمی بنام کامپیوتر دستی دارن که چندین گردونه پشت و روش داره و اعداد و ارقام بسیاری هم روی اونها حک شده و خلبان فشار هوا و باد و درجه حرارت و ارتفاع و غیره رو بهش میده و بعد این ابزار بهش میگه که چقدر سوخت میسوزونه و سرعتش باید چقدر باشه و اینها و حتی ممکنه باد از پهلو داشته باشه که از مسیر هلش بده مثلا بطرف چپ و بجای تهران مثلا سر از قزوین در بیاره که این رو هم خلبان با همون کامپیییوتر دستی محاسبه میکنه و اون بهش میگه که نوک هلی کوپتر رو چقدر بطرف چپ یا راست ست کنه تا تو مسیر باقی بمونه

و وسوال دوم اینکه ارتفاع سنج ها چکونه کار می کنند؟

 

اما در مورد ارتفاع سنج . فرض کن یه بادکنکی رو باد کنیم و بگذاریم تو هواپیما هر چی هواپیما بالاتر میره بعلت کم شدن فشار هوا حجم بادگنک بیشتر و بیشتر میشه و چنانچه مثلا این بادکنک رو ببریم بالای جو ممکنه در یک جایی بترکه . ارتفاع سنج هم همینطوری عمل میکنه . یه طبلک آکاردئونی وجود داره که توش هوا حبس شده و درزی نداره . توش هوای سطح دریا پر شده . این طبلک داخل یه محفظه قرار داره که اطرافش هوای بیرونه و هواپیما هر چه بالاتر میره هوای داخل طبلک میخواد بیاد بیرون چون هوای بیرون فشارش کمتر و کمتر میشه و لذا طبلک آکاردئونی حجمش بیشتر میشه و پشتش یه اهرم هست که این اهرم بصورت رئوستادی پالس ها رو میفرسته تو نشاندهنده . البته سیستم ها مدرن تر شده و ممکنه دیگه آنالوگ نباشه

15 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

استاد ملایری عزیز..باور میفرمایید تواین سن تا الان حقیر نمیدونست سرعت زمینی و هوایی باید همزمان برای خلبان بالگرد لحاظ بشه..راجع به این کامپیوتر دستی حضرتعالی تو چندتا پست راجع بهش اشاره داشتین ..مقدوره به جزییاتش هم اشاره کنید و ایا این ابزار همراه خلبانه یا تو کابینه و جزو ایونیک و اینکه اطلاعات لازمش رو خلبان چطور بدست میاره و ....ممنون

کاپیتان مهـــــران نازنین آقا دمتون گـــــرم..

13 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

حسین جان این وسیله دستی هست و جزء وسایل شخصی خلبان که در ابتدای خلبانی به او تحویل می دهند و یه ابزار آلومینیومی است که پشت رو یه گردونه متحرک و چند گردونه ثابت داره که اعداد و ارقام خیلی زیادی روش حک شده و تمامی محاسبات رو برای خلبان انجام میده مثل تصحیحات سرعت و. ارتفاع و انحرافات و تبدیلات و خیلی عملیات های دیگر . فراگیری این وسیله ساعت ها طول میکشه که همه خلبانان دوره کار با این وسیله رو می بینند . من با گوشی موبایل عکس های زیر رو ازش گرفته ام . ببخشید که تار است

 

DSC00004.jpg

 

 

 

 

 

DSC00003_2a748.jpg

 

اینهم جلدش

DSC00005.jpg

 

 

 

اینهم پلاتر . وسیله ای برای رسم کردن خط مسیر روی نقشه

 

DSC00006.jpg

14 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

استاد میشه بگید چطوری میشه باهاش کار کرد؟

9 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

اسماعیل جان خیلی مفصله و بایستی این وسیله رو در اختیار داشته باشید تا بتوانید تمرین کنید و مسائل رو باهاش بدست بیاورید . یک مثال ساده . شما میخواهید سرعت نات رو به کیلومتر حساب کنید . فلش بزرگ رو میگذارید مثلا روی 100 نات و در جایی در حلقه بیرونی فلش کوچک که کنارش نوشته کیلومترروی هر شماره ای که قرار بگیره میشه سرعت به کیلومتر و یا مثلا در جایی دیگر می توانید گالن رو به لیتر حساب کنید و یا پوند رو به کیلو و یا مایل رو به کیلومتر . البته اینها همه تبدیلات است و عملیاتهای زیادی می شود انجام داد . با این وسیله می شود مقدار سوختی که در هر مایل مصرف می شود با توجه به درجه حرارت و فشار هوا و ارتفاع پرواز محاسبه نمود و یا اینکه مقدار انحراف رو در اثر باد پهلو حساب نمود و تصحیحاتش رو هم خوند و اعمال کرد و یا با قرار دادن درجه حرارت و فشار هوا ارتفاع واقعی رو بدست اورد . با این وسیله دهها  محاسبه رو میشه انجام داد

16 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

13096733-1_aa3e8.jpg

 

به غیر از مدلی که جناب سرهنگ عکسش رو قرار دادند این مدل jeppesen هم به خلبانهای هوادریا داده بودند

18 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now