تتميز الطائرات بإطارات منفوخة قادرة على امتصاص صدمة الهبوط على المدرج، وهذا على عكس إطارات السيارات والشاحنات، فهي لا تنتفخ بالهواء، حيث أن جميع الطائرات تقريبًا بها إطارات منفوخة بغاز النيتروجين، وذلك لأن غاز النيتروجين يوفر العديد من الفوائد عند استعماله لنفخ إطارات الطائرات مثل المحافظة على الرطوبة والحماية من التآكل وأنه غير قابل للإشتعال وغيرها.
مميزات وفوائد غاز النيتروجين على متن الطائرة
أصبح غاز النيتروجين لا غنى عنه فعليًا في صناعة الطيران نظرًا لتكامله في تصنيع الطائرات وتشغيلها وأنشطة التحول، وفيما يلي بعض الفوائد الرئيسية المرتبطة باستخدام أنظمة توليد النيتروجين على متن الطائرات.
كما أن غاز النيتروجين له خصائص فيزيائية وكيميائية تجعله أكثر ملاءمة لتضخم الإطارات من الهواء المضغوط العادي، حيث تمتلئ إطارات الطائرات بغاز النيتروجين بشكل أفضل، وتتعرض للتسرب بشكل أقل تكرارا وتشكل مخاطر حريق أقل بشكل ملحوظ بسبب طبيعتها الخاملة.
1- المحافظة على الرطوبة
يحافظ غاز النيتروجين على الرطوبة بعيدًا عن إطارات الطائرات، حيث يحتوي الهواء الجوي العادي على رطوبة وإذا تم استخدامه لملء إطارات الطائرات، فسوف يدخل الهواء الرطوبة، كما أن هذه الرطوبة عند دخولها في الإطارات فإنها تسبب مشاكل أخرى، وتعبئتها بغاز النيتروجين يمنع دخول الرطوبة إليها.
2- الحماية من التآكل
يحمي غاز النيتروجين إطارات الطائرات من التآكل، لأنه يحافظ على الرطوبة بعيدًا، حيث يمكن أن تتعرض إطارات الطائرات للتآكل، لأن الرطوبة تقوم على تسهيل عملية الأكسدة داخل إطارات الطائرة، مما يتسبب في تآكلها من الداخل إلى الخارج.
على افتراض أنه نقي، فإن غاز النيتروجين لن يحتوي على أي رطوبة، لذلك فهو يحمي إطارات الطائرات من التآكل فإن إطارات الطائرات محكمة الغلق، حيث يمكن ضخها بغاز النيتروجين دون إدخال الرطوبة وحتى مع وجود غاز النيتروجين، لا يمثل التآكل مصدر قلق كبير.
3- تعزيز الضغط المستمر
سبب آخر لاستعمال غاز النيتروجين في نفخ إطارات الطائرات هو أنه يعزز الضغط المتسق، حيث قد يختلف ضغط إطارات الطائرة حسب الارتفاع مع صعود الطائرة، وإن هذا يرجع في الغالب إلى تجميد البخار الناتج عن الرطوبة، أي سوف يتجمد بخار الرطوبة الموجود داخل الإطارات، مما ينتج عنه ضغط غير ثابت.
مرةً أخرى لا يحتوي غاز النيتروجين على رطوبة، لذا فهو يعزز الضغط المتسق، حيث قد تواجه إطارات الطائرات المعبأة بغاز النيتروجين بعض التقلبات الطفيفة في ضغط الإطارات، لكن الضغط بشكل عام سيبقى مستقرًا نسبيًا.
كما أن شروط تشغيل الغاز سهلة وميسرة، حيث تم تصميم أنظمة توليد غاز النيتروجين على متن الطائرة لتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية، هذا أمر حيوي لأن الطائرات التي يتم تقديم الخدمة لها غالبًا ما يتم تشغيلها في ظل ظروف بيئية قاسية.
4- غير قابل للاشتعال
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن غاز النيتروجين غاز غير قابل للاشتعال، حيث يمكن أن يكون الأكسجين النقي خاليًا من الرطوبة أيضًا، لكن الأكسجين غاز شديد الاشتعال عند تعرضه لمصدر حرارة، ويمكن أن يشتعل، وإذا حدث هذا الاشتعال داخل إطار، فقد يتسبب في انفجار الإطار، ويوفر غاز النيتروجين بديلاً آمنًا وفعالًا للأكسجين باعتباره غازًا غير قابل للاشتعال، فإنه لن يشتعل عند تعرضه لمصدر حرارة.
غالبًا ما يتعين على الطائرات حمل كميات كبيرة من الوقود التي تشكل خطرًا كبيرًا نتيجة الاحتراق، لذلك يستخدم غاز النيتروجين لأنه خامل ولا خوف من وجوده في الخزانات، فعادةً ما يتم إدخال غاز النيتروجين في بيئة الخزان لتقليل فرص الاحتراق التلقائي، ولجعل خزان وقود الطائرة مستقرًا.
هناك العديد من المواد المركبة عالية الجودة والضرورية لتطبيقات على سبيل المثال، بناء جسم الطائرة وأجنحة الطائرات، تخضع جميعها لعمليات التعقيم، حيث تمثل درجات الحرارة المرتفعة والضغوط اللازمة لأداء التعقيم على نطاق صناعي خطر احتراق كبير يجب تخفيفه في جميع مراحل إنتاج المكونات.
ويستخدم الأوتوكلاف وهو عبار عن آلة تستخدم في التعقيم لقتل البكتيريا الخامل بغاز النيتروجين بيئة مستقرة لنشاط التعقيم الخطير ذلك، ليتم تشغيله دون حوادث عكسية.
5- استخدامه في القطع واللحام بالليزر
يتطلب تصنيع مكونات الطائرات عمليات دقيقة لا تترك مجالًا للخطأ، حيث يتم إنشاء هيكل الطائرة وأجزاء المحرك باستخدام أدوات تستعمل غاز النيتروجين على الطائرات مثل قطع الليزر وآلات اللحام، حيث يمكن استخدام غاز النيتروجين في كلا العمليتين لتحقيق تشطيبات عالية الجودة.
6- تقوم مولدات غاز النيتروجين بتوفير الوقت
يؤدي توليد غاز النيتروجين على متن الطائرة إلى القضاء على احتمال حدوث تأخيرات في سلسلة التوريد الشائعة مع الغاز الآخر الذي يوفره البائع، ومع ذلك سيحتاج غاز النيتروجين المعبأ بالأسطوانة إلى الخضوع لفحوصات أمنية صارمة في المطار وسيترجم هذا إلى ساعات عمل ضائعة وتقليل كفاءة تطبيقات الطيران المختلفة التي تعتمد على إمدادات الغاز المستقرة، ومع ذلك سيكون الوقت الضائع أقل مع أي غازات أخرى.
7- مولدات غاز النيتروجين فعالة من حيث التكلفة
تعتبر مولدات غاز النيتروجين على متن الطائرة قرارًا موفرًا للتكلفة، حيث يلغي التكاليف المتراكمة من تأجير أسطوانات غاز وتخزينها وإعادة تعبئتها ونقلها.
8- مرونة توليد غاز النيتروجين
سيسمح نظام غاز النيتروجين الموجود على متن الطائرة بتوليد أحجام الغاز المطلوبة وفقًا للطلب، وهذا يعني أنه يمكن تصغير أو خفض توليد الغاز في أي وقت.
كما أن مولدات غاز النيتروجين على متن الطائرة ستنتج غازًا عالي النقاء يلبي معايير الطيران العالمية بالإضافة إلى ذلك، ستعمل وحدة توليد غاز النيتروجين المدمجة على توفير الكميات المطلوبة من الغاز عند الطلب باستمرار.
9- غاز النيتروجين ممتص للصدمات
تعتبر مرحلة الهبوط واحدة من أهم النقاط في رحلة الطائرة، تلعب ماصات الصدمات (Oleo Strut) دورًا مهمًا في امتصاص وإعادة توزيع أحمال الهبوط بأمان، حيث أن غاز النيتروجين هو الغاز المختار لسائل الضاغط داخل هذه الأنظمة الهيدروليكية الحيوية لأنه يحسن تأثير التخميد والصدمة.
10- غاز النيتروجين قابل للتضخم بسرعة
من الأفضل نفخ منزلقات الهروب وأطواف النجاة المستخدمة في عمليات إخلاء الطائرات في حالات الطوارئ باستخدام غاز النيتروجين، لأنه مستقر وغير قابل للانفجار، حيث يتكون نظام تضخم النيتروجين القياسي من أسطوانة غاز مضغوطة تنظمها صمامات يمكنها نفخ الطوف سريعًا مما يسمح بالإخلاء الكامل للطائرة في أقل من دقيقتين.
وفي نهاية ذلك فإنه ومنذ أواخر الثمانينيات طلبت إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) من الطائرات التجارية استخدام النيتروجين في إطاراتها بدلاً من الهواء أو الأكسجين، حيث يحافظ النيتروجين على الرطوبة ويحمي من التآكل ويعزز الضغط الثابت وغير قابل للاشتعال، كما تتميز الآن معظم الطائرات بإطارات منفوخة بغاز النيتروجين، حيث يتم ضخ غاز النيتروجين في الإطارات حتى يتم الوصول إلى رطل معين لكل مربع (PSI) من الضغط.
