يتم نقل الطائرات على ارتفاعات عالية لسببين. أولاً ، تستهلك طائرة تطير على ارتفاعات وقودًا أقل لسرعة جوية معينة مما تستهلكه بنفس السرعة على ارتفاع منخفض لأن الطائرة أكثر كفاءة على ارتفاع عالٍ. ثانيًا ، يمكن تجنب سوء الأحوال الجوية والاضطرابات بالطيران في هواء ناعم نسبيًا فوق العواصف. يتم تصميم العديد من الطائرات الحديثة للعمل على ارتفاعات عالية ، والاستفادة من تلك البيئة. من أجل الطيران على ارتفاعات أعلى ، يجب أن تكون الطائرة مضغوطة. من المهم للطيارين الذين يقودون هذه الطائرات أن يكونوا على دراية بمبادئ التشغيل الأساسية.
في نظام الضغط النموذجي ، يتم دمج المقصورة ومقصورة الطيران ومقصورات الأمتعة في وحدة مختومة قادرة على احتواء الهواء تحت ضغط أعلى من الضغط الجوي الخارجي. على الطائرات التي تعمل بمحركات التوربينات ، يتم استخدام الهواء النزفي من قسم ضاغط المحرك للضغط على المقصورة. يمكن استخدام الشاحن الفائق على الطائرات القديمة التي تعمل بالتوربينات لضخ الهواء في جسم الطائرة المختوم. قد تستخدم الطائرات التي تعمل بالمكبس الهواء المزود من كل شاحن توربيني للمحرك من خلال Sonic Venturi (محدد التدفق). يتم تحرير الهواء من جسم الطائرة بواسطة جهاز يسمى صمام التدفق. من خلال تنظيم مخرج الهواء ، يسمح صمام التدفق بالتدفق المستمر للهواء إلى المنطقة المضغوطة. [الشكل 6-40]
يحافظ نظام ضغط المقصورة عادةً على ارتفاع ضغط المقصورة يبلغ حوالي 8000 قدم على أقصى ارتفاع مصمم للطائرة. هذا يمنع التغييرات السريعة في ارتفاع المقصورة التي قد تكون غير مريحة أو تسبب
إصابة الركاب وطاقم العمل. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح نظام الضغط بتبادل سريع للهواء من الداخل إلى الخارج من المقصورة. هذا ضروري للتخلص من الروائح وإزالة الهواء الذي لا معنى له. [الشكل 6-41]
ضغط مقصورة الطائرة هو طريقة مقبولة لحماية الركاب من آثار نقص الأكسجة. داخل المقصورة المضغوطة، يمكن نقل الركاب بشكل مريح
وبأمان لفترات طويلة من الزمن ، خاصة إذا تم الحفاظ على ارتفاع المقصورة على ارتفاع 8000 قدم أو أقل ، حيث لا يلزم استخدام معدات الأكسجين. يجب أن يكون طاقم الرحلة في هذا النوع من الطائرات على دراية بخطر الخسارة العرضية لضغط المقصورة وأن يكونوا مستعدين للتعامل مع مثل هذه الحالة الطارئة عند حدوثها.
ستساعد المصطلحات التالية في فهم مبادئ تشغيل أنظمة الضغط وتكييف الهواء:
- ارتفاع الطائرة – الارتفاع الفعلي فوق مستوى سطح البحر الذي تحلق فيه الطائرة
- درجة الحرارة المحيطة – درجة الحرارة في المنطقة المحيطة بالطائرة مباشرة
- الضغط المحيط – الضغط في المنطقة المحيطة بالطائرة مباشرة
- ارتفاع المقصورة – ضغط المقصورة من حيث الارتفاع المكافئ فوق مستوى سطح البحر
- الضغط التفاضلي – الفرق في الضغط بين الضغط الذي يعمل على جانب واحد من الجدار والضغط الذي يعمل على الجانب الآخر من الجدار. في أنظمة تكييف الهواء والضغط ، يكون الفرق بين ضغط المقصورة والضغط الجوي.
يوفر نظام التحكم في ضغط المقصورة تنظيم ضغط المقصورة ، وتخفيف الضغط ، وتخفيف الفراغ ، ووسائل اختيار ارتفاع المقصورة المطلوب في النطاق المتساوي والتفاضلي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تفريغ ضغط المقصورة هو دالة لنظام التحكم في الضغط. يتم استخدام منظم ضغط المقصورة وصمام التدفق وصمام الأمان لإنجاز هذه الوظائف.
يتحكم منظم ضغط المقصورة في ضغط المقصورة إلى قيمة مختارة في نطاق متساوي الضغط ويحد من ضغط المقصورة إلى قيمة تفاضلية محددة مسبقًا في النطاق التفاضلي. عندما تصل الطائرة إلى الارتفاع الذي يكون فيه الفرق بين الضغط داخل المقصورة وخارجها مساويًا لأعلى ضغط تفاضلي تم تصميم هيكل جسم الطائرة من أجله ، فإن الزيادة الإضافية في ارتفاع الطائرة ستؤدي إلى زيادة مقابلة في ارتفاع المقصورة. يتم استخدام التحكم التفاضلي لمنع الحد الأقصى من الضغط التفاضلي ، الذي تم تصميم جسم الطائرة من أجله ، من تجاوزه. يتم تحديد هذا الضغط التفاضلي من خلال القوة الهيكلية للمقصورة وغالبًا من خلال علاقة حجم المقصورة بالمناطق المحتملة للتمزق ، مثل مناطق النوافذ والأبواب.
صمام أمان ضغط الهواء في المقصورة عبارة عن مجموعة من تخفيف الضغط وتخفيف الفراغ وصمام التفريغ. يمنع صمام تخفيف الضغط ضغط المقصورة من تجاوز الضغط التفاضلي المحدد مسبقًا فوق الضغط المحيط. يمنع تخفيف الفراغ الضغط المحيط من تجاوز ضغط المقصورة عن طريق السماح للهواء الخارجي بالدخول إلى المقصورة عندما يتجاوز الضغط المحيط ضغط المقصورة. يعمل مفتاح التحكم في سطح الطيران على تنشيط صمام التفريغ. عندما يتم وضع هذا المفتاح على ذاكرة الوصول العشوائي ، يفتح صمام الملف اللولبي ، مما يتسبب في تفريغ الصمام لهواء المقصورة في الغلاف الجوي.
درجة الضغط وارتفاع تشغيل الطائرة محدودة بالعديد من عوامل التصميم الحاسمة. في المقام الأول ، تم تصميم جسم الطائرة لتحمل أقصى ضغط تفاضلي في المقصورة.
يتم استخدام العديد من الأدوات جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم في الضغط. يشير مقياس الضغط التفاضلي في المقصورة إلى الفرق بين الضغط الداخلي والخارجي. يجب مراقبة هذا المقياس للتأكد من أن المقصورة لا تتجاوز الحد الأقصى المسموح به للضغط التفاضلي. يتم توفير مقياس الارتفاع في المقصورة أيضًا كتحقق من أداء النظام. في بعض الحالات ، يتم دمج هاتين الأداتين في واحدة. تشير الأداة الثالثة إلى معدل الصعود أو الهبوط في المقصورة. يوضح الشكل 6-42 أداة لمعدل التسلق في المقصورة ومقياس ارتفاع المقصورة.
يُعرَّف تخفيف الضغط بأنه عدم قدرة نظام الضغط في الطائرة على الحفاظ على فرق الضغط المصمم لها. يمكن أن يحدث هذا بسبب عطل في نظام الضغط أو الأضرار الهيكلية للطائرة. من الناحية الفسيولوجية ، تنقسم حالات تخفيف الضغط إلى فئتين:
- تخفيف الضغط المتفجر – يمكن أن يؤدي التغيير في ضغط المقصورة بشكل أسرع من الضغط على الرئتين ، مما قد يتسبب في تلف الرئة. عادة ، الوقت اللازم لإطلاق الهواء من الرئتين دون قيود ، مثل الأقنعة ، هو 0.2 ثانية. تعتبر معظم السلطات أن أي تخفيف الضغط يحدث في أقل من 0.5 ثانية متفجر ومن المحتمل أن يكون خطيرًا.
- تخفيف الضغط السريع – تغيير في ضغط المقصورة حيث تفكك الرئتين ضغطًا أسرع من المقصورة ، مما يؤدي إلى عدم احتمال حدوث تلف في الرئة.
أثناء تخفيف الضغط المتفجر ، قد يكون هناك ضوضاء ، وقد يشعر المرء بالدوار للحظة. يمتلئ هواء المقصورة بالضباب أو الغبار أو الحطام المتطاير. يحدث الضباب بسبب الانخفاض السريع في درجة الحرارة وتغير الرطوبة النسبية. عادة ، يتم مسح الأذنين تلقائيًا. يندفع الهواء من الفم والأنف بسبب هروب الهواء من الرئتين ، وقد يلاحظه بعض الأفراد.
يقلل تخفيف الضغط السريع من فترة الوعي المفيد لأن الأكسجين في الرئتين يتم الزفير بسرعة ، مما يقلل الضغط على الجسم. هذا يقلل من الضغط الجزئي للأكسجين في الدم ويقلل من وقت الأداء الفعال للطيار بمقدار الثلث إلى ربع وقته الطبيعي. لهذا السبب ، يجب ارتداء قناع الأكسجين عند الطيران على ارتفاعات عالية جدًا (35000 قدم أو أعلى). من المستحسن أن يختار أعضاء الطاقم إعداد الأكسجين بنسبة 100 في المائة على منظم الأكسجين على ارتفاعات عالية إذا كانت الطائرة مزودة بنظام أكسجين للطلب أو الضغط.
الخطر الأساسي لتخفيف الضغط هو نقص الأكسجة. يعد الاستخدام السريع والمناسب لمعدات الأكسجين ضروريًا لتجنب فقدان الوعي. خطر آخر محتمل يواجهه الطيارون والطاقم والركاب أثناء تخفيف الضغط على ارتفاعات عالية هو داء تخفيف ضغط الغاز. يحدث هذا عندما ينخفض الضغط على الجسم بشكل كافٍ ، ويخرج النيتروجين من المحلول ، ويشكل فقاعات يمكن أن يكون لها آثار ضارة على بعض أنسجة الجسم.
يمثل تخفيف الضغط الناجم عن الأضرار الهيكلية للطائرة نوعًا آخر من الخطر على الطيارين والطاقم والركاب – – حيث يتم رميها أو تفجيرها من الطائرة إذا كانت موجودة بالقرب من الفتحات. يجب على الأفراد القريبين من الفتحات ارتداء أحزمة الأمان أو أحزمة الأمان في جميع الأوقات عندما تكون الطائرة مضغوطة ويجلسون. كما أن الأضرار الهيكلية لديها القدرة على تعريضها لانفجارات الرياح ودرجات الحرارة شديدة البرودة.
من الضروري الهبوط السريع من الارتفاع إذا تم تقليل هذه المشاكل. يتم تضمين أنظمة الإنذار التلقائي البصري والسمعي في معدات جميع الطائرات المضغوطة.
