مشاوره خرید محصولات: 09367898408|fooji.ir@gmail.com
////نحوه عملکرد سیستم فشار هواپیما

نحوه عملکرد سیستم فشار هواپیما

منبع سایت فوجی : fooji.ir

نویسنده: محمد امین جعفری

سیستم فشار هواپیما

مقدمه:

همان طور که در آیرودینامیک دیدیم پرواز در ارتفاعات بالاتر دارای محسناتی است که در این میان کاهش دراگ drag حاصل از رقت هوا(lower density) در نتیجه کاهش مصرف سوخت و افزایش برد را می توان نام برد. با پیشرفت در علم طراحی و نیز عملکرد هواپیما که به طور عمده مرهون ظهور موتورهای جت بود ارتفاع عملیاتی هواپیماها نیز تا بیش از 90000 پا افزایش پیدا کرد

طبیعی است که رقت شدید هوا در چنین ارتفاعاتی و به عبارت بهتر کمبود اکسیژن و فشار هوا موجب ایجاد مشکلات شدید تنفسی و نیز صدمه به بافت های بدن خواهد شد و به همین خاطر است که سیستم فشار در یک چنین هواپیما هایی جزء واجبات محسوب می شود. یعنی این که سعی می کنیم به طریقی فشار هوای کابین را در حد قابل قبول و تحمل نگه داشته و آسایش مسافرین را فراهم آوریم و طبیعی است که این امر موجب ایجاد اختلاف فشار قابل توجهی بین داخل و خارج هواپیما شده و این مساله بدنه بسیار محکمی را برای هواپیما می طلبد ضمن این که بدنه چنین هواپیما هایی بعلت تغییرات فشار داخل حالت Breathing (دم و باز دم) را داشته و این نکته از نظر fatigue قابل تامل است ولی خوشبختانه با پیشرفت در کلیه زمینه های هواپیمایی علل خصوص structure (سازه) همه مشکلات حل گشته است.

تجربیات پزشکی نشان داده که انسان نسبت به فشار استاندارد 14.7 psi سطح دریا افت فشاری معادل 4 psi را به خوبی می تواند تحمل نماید یعنی فشاری معادل 14.7-4 = 10.7 psi برای او تحمل پذیر است و این تقریبا معادل فشار استاندارد 8000 پا  (10.92 psi ) است. بنابراین ملاحظه می کنیم که به هنگام پرواز در ارتفاعات زیاد همچون حول و هوش 40000 پا حفظ فشار کابین در سطح 8000 پا عاقلانه خواهد بود و این امر موجب ایجاد اختلاف فشاری حدود 8.4 psi بین داخل و خارج هواپیما می شود که مستلزم داشتن بدنه ای بسیار قوی است و از این قسمت به سرعت در میابیم که چرا سازندگان هواپیما سعی نمی کنند فشار استاندارد سطح دریا را در کابین حفظ نمایند زیرا در این صورتاختلاف فشار بین داخل و خارج هواپیما از 10 psi نیز فراتر رفته و بار load عظیمی که به این ترتیب بر سازه هواپیما تحمیل می شود ساختمانی بسیار محکم تر و در نتیجه سنگین تر را خواهد طلبید که تعبیر آن افزایش وزن خالی هواپیما(Ew) و کاهش وزن مفید (useful load) خواهد بود.

در این جا لازم به تذکر است که هوایی که برای فشرده کردن کابین می آید همان هوای تهویه شده است که قبلا بحث آن را انجام دادیم و بحث های آتی ما در واقع گفت و گو در مورد نحوه کنترل این سیستم است . سیستمی که الزامات پایه آن عبارتند از :

A -Supply of air from compressor (Bleed air)

B –Strong fuselage …to withstand high press.difrential

C – Outflow value (cabin discharge value)…. To control cabin press…

D – Safety outflow value … to operate in case of outflow value failure

(E – Inward vent value (neg.press.value

F – Cabin press.controller … Automatically control cabin press.

G – Manual press. Controller.

H – control& Indication sys…..to oprate & monitor.

Hint (نکته): با توجه به تشریفات فوق ذکر شده به دو اصطلاح بر می خوریم که در رابطه با ارتفاع می باشد:

  • Flight altitude که ارتفاع پروازی هواپیماست.
  • Cabin altitude که ارتفاع پروازی حاکم بر داخل کابین هواپیماست به عنوان مثال : یک هواپیمای در حال پرواز در 40000 با است در حالی که شرایط فشار هوای داخل کابین به گونه ای است که ارتفاع 8000 پا بر آن حاکم است. البته cabin alt توسط مهندس پرواز در یک Range معین قابل انتخاب و تنظیم است.

کلیات(general) : همان طور که در سیستم air condition دیدیم هوای تهویه شده با یک میزان ثابت و دمای منترل شده وارد کابین می شود .و اگر همین مقدار نیز تخلیه گردد سپس فشار در کابین ثابت خواهد ماند. قطعه ای که تخلیه هوا از کابین را کنترل می کند outflow value نام دارد که در عمل کنترل فشار کابین را با مقدار هوای ورودی ثابت انجام می دهد.

1 – سیستم unpressurized یعنی تا ارتفاع معینی هوای کابین فشرده نشده و معتدل فشار محیط باقی می ماند. به عبارت فنی در این Range قطعه outflow value باز مانده و هر اندازه هوا وارد کابین می شود همان مقدار نیز خارج می گردد.

2 – ISOBARIC – حاتی را گویند که طی آن بتوان ارتفاع مشخصی را در کابین حفظ کرد مثلا در 727 تا حدود 40000 پا می توان cabin alt. را در سطح 8000 ft حفظ کرد.

3 – Differential pressure – از ارتفاع معینی به بعد نم توان cabin alt. را در سطح معینی مثلا 8000 ft حفظ کرد و از این به بعد اختلاف فشار مجاز( 8.6 در مورد 727) بین داخل و خارج حفظ خواهد شد.

Hint- (نکته) : در اینجا ذکر یک نکته مهم و ضروری است و آن این که در مواردی همچون Ascent و Descent که هواپیما با توجه به قدرت موتورهایش با Rate زیادی صعود و نزول می کند (مثلا: 2000ft در دقیقه) چون تحمل چنین تغییر شرایطی برای سر نشینان آزار دهنده می تواند باشد ، سیستم و دستگاه کنترل به گونه ای طراحی شده که قادر به کنترل میزان تغییر فشار در کابین است و گفتنی است که طبق تجربیات ذپروازی و پزشکی یک Rate معادل 400 ft/min برای climb 350ft/min به هنگام descent ایده آل است.

Hint 2 (نکته 2): از دیگر نکات قابل ذکر در این سیستم inward vent value است که به آن Neg.press.value نیز می گویند . هر گاه در حین پرواز به هر دلیلی فشار داخل از بیرون کمتر گردد(فشار منفی) این قطعه باز شده و باعث باز شدن outflow value  گردیده و سبب می شود که فشار داخل و خارج کابین برابر شود. یکی از مواردی که این حالت ممکن است پیش آید descent سریع است.

برای مثال: برای لمس یهتر سیستم هوای فشرده مشخصات سیستم pressurization هواپیمای بوئینگ 727 را به نظر شما می رسانم این سیستم طرح و ساخت کمپانی Garret بوده و دارای ارقام ویژه زیر است.

Normal press. Differential                   8.6psi

Max . ,,                    ,,,                    9.42psi

Max.  cabin altitude                            13000ft

Air Supply     each  Engine                 88 Ib/min     Max.

Cabin Alt.      Range                          -1000 ft .to  10000ft

Cabin Rate of press. Change                200-600 ft/min

Inward vent value                               0.2 psi

pressurization-system

فشار سنج کابین

۲۰۱۶۰۳۳۰_۲۳۰۸۵۵

سیستم فشار سنج هواپیما

این سیستم دارای دو outflow value  است که به طور اتوماتیک کار می کند و دستگاه کنترلر در کابین خلبان مقابل flight engineer قرار داشته و طبق تصویر دارای دود کم تنشیم است یکی برای انتخاب cabin alt. و دیگری rate و یک نشان دهنده در وسط که از 1 – تا 10ضربدر 1000 مندرج است و مهندس پرواز با پیچاندن دکمه سمت راست عقربه را روی هر عددی قرار دهد فشار cabin و به عبارت بهتر cabin alt. انتخاب گردیده و سیستم آن را حفظ خواهد کرد و بلاخره طبق تصویر روی خود outflow value هواپیمای 727 قطعه  cabin alltitude limiter تعبیه شده است. هرگاه کنترل سیستم مختل گردیده و outflow value باز بماند ارتفاع کابین افزایش یافته و نتیجه آن کم شدن فشار کابین و ناراحتی مسافران خواهد بود. در این حالت این قطعه عمل کرده و با بستن outflow value نمیگذارد ارتفاع کابین از 13000ft بیشتر شود.

فشار سنج هواپیما

منبع سایت فوجی : fooji.ir

نویسنده: محمد امین جعفری

ثبت ديدگاه