قام بعض مصنعي الطائرات بتجهيز طائراتهم بنظام هوائي عالي الضغط (3000 رطل لكل بوصة مربعة) في الماضي كانت آخر طائرة تستخدم هذا النوع من النظام، حيث تعمل هذه الأنظمة إلى حد كبير مثل الأنظمة الهيدروليكية، إلا أنها تستخدم الهواء بدلاً من السائل لنقل الطاقة.
استخدامات الأنظمة الهوائية
- الفرامل.
- قيادة المضخات الهيدروليكية ومولدات التيار المتردد والمبتدئين ومضخات حقن الماء.
- تشغيل أجهزة الطوارئ.
- فتح وإغلاق الأبواب.
كلا النظامين الهوائي والهيدروليكي هما وحدات متشابهة ويستخدمان سوائل محصورة، كلمة محصورة تعني محاصرين أو مغلقين تمامًا، وتشير كلمة سائل إلى سوائل مثل الماء أو الزيت أو أي شيء يتدفق، نظرًا لتدفق كل من السوائل والغازات فإنها تعتبر سوائل، ومع ذلك هناك قدر كبير من الاختلاف في خصائص الاثنين.
السوائل عمليا غير قابلة للضغط، إذ أن ربع لتر من الماء لا يزال يحتل حوالي ربع لتر من الفضاء بغض النظر عن مدى صعوبة ضغطه، لكن الغازات شديدة الانضغاط ربع لتر من الهواء يمكن ضغطه في كشتبان من الفضاء، وعلى الرغم من هذا الاختلاف، فإن الغازات والسوائل عبارة عن موائع ويمكن حصرها وتحويلها إلى طاقة، ويتم تحديد نوع الوحدة المستخدمة لتوفير الهواء المضغوط للأنظمة الهوائية من خلال متطلبات ضغط الهواء للنظام.
أنظمة الضغط العالي
بالنسبة لأنظمة الضغط العالي، يتم تخزين الهواء عادةً في زجاجات معدنية عند ضغوط تتراوح من 1000 إلى 3000 رطل / بوصة مربعة، اعتمادًا على النظام المحدد يحتوي هذا النوع من زجاجات الهواء على صمامين، أحدهما صمام شحن يمكن توصيل ضاغط يعمل بالأرض بهذا الصمام لإضافة الهواء إلى الزجاجة الصمام الآخر هو صمام تحكم يعمل كصمام إغلاق، حيث يحافظ على الهواء محبوسًا داخل الزجاجة حتى يتم تشغيل النظام، على الرغم من أن أسطوانة التخزين عالية الضغط خفيفة الوزن، إلا أن لها عيبًا واضحًا.
نظرًا لأنه لا يمكن إعادة شحن النظام أثناء الرحلة، فإن العملية محدودة بسبب قلة إمدادات الهواء المعبأ في زجاجات لا يمكن استخدام مثل هذا الترتيب للتشغيل المستمر للنظام وبدلاً من ذلك، يتم الاحتفاظ بتزويد الهواء المعبأ للتشغيل الطارئ لأنظمة مثل معدات الهبوط أو المكابح تزداد فائدة هذا النوع من النظام، مع ذلك، إذا تمت إضافة وحدات ضغط الهواء الأخرى إلى الطائرة.
مكونات النظام الهوائي
غالبًا ما تتم مقارنة الأنظمة الهوائية بالأنظمة الهيدروليكية، لكن مثل هذه المقارنات لا يمكن أن تكون صحيحة إلا بشكل عام، ولا تستخدم الأنظمة التي تعمل بالهواء المضغوط الخزانات أو المضخات اليدوية أو المراكم أو المنظمين أو مضخات الطاقة التي تعمل بالمحرك أو تعمل بالكهرباء لبناء الضغط العادي، لكن توجد أوجه تشابه في بعض المكونات.
ضاغطات للهواء Air Compressors
في بعض الطائرات، تمت إضافة ضواغط هواء مثبتة بشكل دائم لإعادة شحن زجاجات الهواء كلما تم استخدام الضغط لتشغيل الوحدة يتم استخدام عدة أنواع من الضواغط لهذا الغرض يحتوي البعض على مرحلتين من الضغط، بينما يحتوي البعض الآخر على ثلاث مراحل، اعتمادًا على أقصى ضغط التشغيل المطلوب.
صمامات تنفيس Relief Valves
تستخدم صمامات التصريف في الأنظمة الهوائية لمنع الضرر، والتي تعمل كوحدات للحد من الضغط وتمنع الضغوط المفرطة من انفجار الخطوط ونفخ الأختام.
صمامات التحكم Control Valves
تعد صمامات التحكم أيضًا جزءًا ضروريًا من نظام هوائي نموذجي، ويستخدم صمام للتحكم في فرامل الهواء في حالات الطوارئ، كما يتكون صمام التحكم من غطاء بثلاثة منافذ وصمامين قافزين ورافعة تحكم بفصين.
ظهر صمام التحكم في وضع إيقاف التشغيل يحافظ الزنبرك على الباب الأيسر مغلقًا، بحيث لا يتدفق الهواء المضغوط الداخل إلى منفذ الضغط إلى الفرامل، ويتم وضع صمام التحكم في وضع التشغيل أحد فصوص الرافعة يبقي القفاز الأيسر مفتوحًا ويغلق الزنبرك الباب الأيمن يتدفق الهواء المضغوط الآن حول الصمام الأيسر المفتوح، عبر ممر محفور، وفي غرفة أسفل الصمام الأيمن نظرًا لإغلاق الخفاقة اليمنى، يتدفق الهواء عالي الضغط من منفذ المكابح إلى خط المكابح لتطبيق الفرامل.
لتحرير الفرامل، يتم إرجاع صمام التحكم إلى وضع إيقاف التشغيل يتم الآن إغلاق القفاز الأيسر، مما يوقف تدفق الهواء عالي الضغط إلى الفرامل في الوقت نفسه، يتم فتح الباب الأيمن، مما يسمح للهواء المضغوط في خط الفرامل بالخروج عبر فتحة التهوية وفي الغلاف الجوي.
صمامات الفحص Check Valves
تستخدم صمامات الفحص في كل من الأنظمة الهيدروليكية والهوائية يوجد صمام فحص هوائي من النوع القابل للطي يدخل الهواء إلى المنفذ الأيسر لصمام الفحص، ويضغط زنبركًا خفيفًا، مما يؤدي إلى فتح صمام الفحص والسماح للهواء بالتدفق خارج المنفذ الأيمن ولكن إذا دخل الهواء من اليمين، فإن ضغط الهواء يغلق الصمام، مما يمنع تدفق الهواء خارج المنفذ الأيسر وبالتالي، فإن صمام الفحص الهوائي هو صمام تحكم في التدفق أحادي الاتجاه.
القيود Restrictors
القيود هي نوع من صمامات التحكم المستخدمة في الأنظمة الهوائية، ويوجد صمامات مقيده من نوع الفتحة مع منفذ مدخل كبير ومنفذ منفذ صغير يقلل منفذ المخرج الصغير من معدل تدفق الهواء وسرعة تشغيل وحدة التشغيل.
مقيد متغير Variable Restrictor
نوع آخر من وحدات تنظيم السرعة هو المقيد المتغير يحتوي على صمام إبرة قابل للضبط، يحتوي على خيوط حول الجزء العلوي ونقطة في الطرف السفلي اعتمادًا على الاتجاه المنعطف، يحرك صمام الإبرة النقطة الحادة إما داخل أو خارج فتحة صغيرة لتقليل أو زيادة حجم الفتحة، ونظرًا لأن الهواء الداخل إلى منفذ المدخل، فإنه يجب أن يمر عبر هذا الفتح قبل الوصول إلى منفذ المخرج، فإن هذا الضبط يحدد أيضًا معدل تدفق الهواء عبر المقيد.
الفلاتر Filters
يتم حماية الأنظمة التي تعمل بالهواء المضغوط من الأوساخ عن طريق أنواع مختلفة من الفلاتر يتكون الفتر الميكروني من غطاء به منفذين وخرطوشة قابلة للاستبدال وصمام تنفيس، عادة، يدخل الهواء إلى المدخل، ويدور حول خرطوشة السليلوز ويتدفق إلى مركز الخرطوشة ويخرج من منفذ المخرج، إذا أصبحت الخرطوشة مسدودة بالأوساخ، فإن الضغط يجبر صمام التنفيس على الفتح ويسمح للهواء غير المفلتر بالتدفق خارج منفذ المخرج.
يشبه فلتر نوع الشاشة فلتر الميكرون ولكنه يحتوي على شاشة سلكية دائمة بدلاً من خرطوشة قابلة للاستبدال في فلتر الشاشة، يمتد المقبض عبر الجزء العلوي من الهيكل ويمكن استخدامه لتنظيف الشاشة عن طريق تدويرها مقابل الكاشطات المعدنية.
المجفف / فاصل الرطوبة Desiccant/Moisture Separator
يقع فاصل الرطوبة في النظام الهوائي دائمًا في اتجاه مجرى التيار من الضاغط، والغرض منه هو إزالة أي رطوبة يسببها الضاغط، يتكون فاصل الرطوبة الكامل من خزان ومفتاح ضغط وصمام تفريغ وصمام فحص، وقد يشمل أيضًا منظمًا وصمام تنفيس يتم تنشيط صمام التفريغ وإزالته من الطاقة بواسطة مفتاح الضغط عند إزالة الطاقة منه، فإنه ينظف الخزان الفاصل تمامًا ويصطف مع الضاغط يحمي صمام الفحص النظام من فقدان الضغط أثناء دورة التفريغ ويمنع التدفق العكسي عبر الفاصل.
مجفف كيميائي Chemical Drier
يتم دمج المجففات الكيميائية في مواقع مختلفة في نظام هوائي، والغرض منها هو امتصاص أي رطوبة قد تتجمع في الخطوط وأجزاء أخرى من النظام يحتوي كل مجفف على خرطوشة، يجب أن تكون زرقاء اللون إذا تمت الإشارة إلى خلاف ذلك، يجب اعتبار الخرطوشة ملوثة بالرطوبة ويجب استبدالها.
