أهمية جدران الحماية في الطائرات firewalls

لا تقتصر جدران الحماية على السيارات، حيث يمكن العثور عليها في السيارات والشاحنات وغيرها، وأيضًا فهي تستخدم بشكل شائع في الطائرات أيضًا، حيث تعد جدران الحماية جزءًا مهمًا من معظم الطائرات، إنها بمثابة حواجز بين محركات الطائرة وبقية هيكلها وهي مصنوعة من مواد مقاومة للحرارة، حتى لا يكون الحريق قادرًا على الانتشار إلى مقصورة الركاب أو قمرة القيادة، ولفهم أفضل لجدران الحماية ولماذا تتميز بها الطائرات يرجى قراءة هذا المقال.

ما هو جدار الحماية في الطائرة

يُعرف جدار الحماية أيضًا باسم الحاجز في المملكة المتحدة، وهو عبارة عن حاجز مقاوم للحريق، حيث إنه مصمم لفصل المحركات عن باقي هيكل الطائرة، وجدار الحماية هو حرفياً جدار يحمي من الحرائق، حيث يتم استخدامه بشكل شائع في السيارات والمباني وبالطبع الطائرات.

علاوة على ذلك إذا تعرض المحرك لفشل ذريع، فقد يشتعل، حيث سيؤدي وجود جدار حماية إلى عزل الحريق بحيث لا ينتشر إلى الكابينة أو قمرة القيادة.

ويمكن أن نجد جدران الحماية بمواد مختلفة، بعضها يشمل ما يلي:

1. ستانلس ستيل.
2. التيتانيوم.
3. نحاس.
4. صفيحة تيرن (فولاذ مطلي بطبقة من القصدير وسبائك الرصاص).

كما يمكن استعمال المواد التالية في جدران الحماية دون اختبارها:

1. لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ، سمك 015 بوصة.
2. صفائح فولاذية معتدلة (مطلية بألمنيوم أو غير ذلك من مواد الحماية من التآكل)، سمك 018 بوصة.
3. صفيحة تيرن، سمك 018 بوصة.
4. وصلات من سبائك الصلب أو النحاس.

لماذا تحتاج الطائرات إلى جدران حماية

تحتاج الطائرات إلى جدران حماية لأغراض السلامة، حيث إنه يحميها من أضرار الحريق المرتبطة بفشل المحرك، حتى إذا حدث حريق بأحد محركات الطائرة، فلن ينتشر إلى بقية هيكل الطائرة، وتعمل معظم الطائرات بوقود الطائرات، ووقود الطائرات بالطبع، شديد الاحتراق ويحترق في درجات حرارة عالية للغاية، وعند مزجه بكمية كافية من الأكسجين، وقد يحترق وقود الطائرات عند درجة حرارة تزيد عن 5000 درجة فهرنهايت.

حيث أن هذا حار بما يكفي لإذابة هياكل الطائرات، ولا تمنع جدران الحماية حدوث الحرائق، حيث لا يزال من الممكن أن تتعرض المحركات لفشل ذريع، ولا يزال بإمكانها الاشتعال لإشعال النار مع ذلك، كما ستحمي جدران الحماية الأجزاء الأساسية من الطائرة من التلف في حالة نشوب حريق، والجدران النارية مصنوعة من مواد مقاومة للحريق يمكنها تحمل الحرارة الشديدة أثناء عزل حرائق المحرك،

وتتطلب إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) أيضًا جدران حماية في معظم الطائرات وعند فحص الطائرات الجديدة، حيث ستتحقق إدارة الطيران الفيدرالية من وجود جدران الحماية، حيث يجب أن يكون لدى معظم الطائرات جدار حماية حول كل محرك وبدونها قد تفشل الطائرات الجديدة في التفتيش.

كما قلنا يعد جدار الحماية مكونًا مهمًا في الطائرة كما يفصل منطقة قمرة القيادة، كما يجب إنشاء هذا الحاجز الخاص بحيث لا يمكن أن تمر خلاله أي كمية خطرة من السائل أو الغاز أو اللهب ومن الناحية النظرية على الأقل، في حالة حدوث حريق في حجرة المحرك، فإن جدار الحماية سيحمي ركاب الطائرة من النيران لفترة كافية حتى يتم حدوث هبوط اضطراري.

بالإضافة إلى توفير الحماية، فإن جدار الحماية له وظائف أخرى مفيدة، فهو يوفر سطحًا مناسبًا لتركيب الملحقات والوحدات الأساسية الأخرى الموجودة عادةً في حجرة المحرك، ونظرًا لأنه قد يكون من الضروري إزالة المحرك عاجلاً أم آجلاً أو استبدال الأجزاء الأخرى، فإنه يقوم بعمل تقاطع سهل لفصل وإزالة وصلات التحكم في المحرك وخطوط الوقود والأسلاك الكهربائية المختلفة وأسلاك الإشعال.

جدران الحماية حسب قائمة اللوائح الفيدرالية

• يجب عزل أي محرك يتم تشغيله أثناء الطيران عن بقية الطائرة بجدار حماية أو وسيلة مكافئة.

• يجب إنشاء جدار الحماية بحيث لا تنتقل أي كمية خطرة من السوائل أو الغازات أو اللهب من حجرة المحرك إلى أجزاء أخرى من الطائرة.

• يجب أن تكون كل فتحة في جدار الحماية مختومة بحلقات محكمة الغلق أو حلقات مقاومة للحريق أو البطانات أو تركيبات جدار الحماية.

• يمكن استخدام الأختام المقاومة للحريق على جدار الحماية للمحركات الصغيرة.

• يجب أن يكون جدار الحماية مقاومًا للحريق ويجب حمايته من التآكل.

اختبار مقاومة الحريق لجدار الحماية

إذا كانت الشركة المصنعة ترغب في استخدام بعض المواد الأخرى لجدار الحماية الخاص بها، فقد تضطر إلى إثبات قدرتها على تلبية معايير معينة للامتثال كمقاومتها للحريق ببساطة، يجب أن تخضع المادة لاختبار اللهب، حيث يتم تعريض قطعة منها يبلغ قطرها حوالي 10 بوصات، للهب يبلغ قطره خمسة بوصات، ويجب أن تقاوم مواد وتركيبات جدار الحماية اختراق اللهب لمدة 15 دقيقة على الأقل.

المواد التي تصنع منها جدران الحماية

إن الألواح المجلفنة هي الأكثر شيوعًا والأكثر اقتصادية من المواد المقبولة المستخدمة في طائرات الطيران العامة الصغيرة، حيث تحصل على مقاومة التآكل من الزنك أو طلاء الجلفنة بالغمس الساخن الذي يتم الحصول عليه عن طريق غمر صفائح الفولاذ في خليط من الزنك المصهور عند درجة حرارة تقارب 865 درجة فهرنهايت حتى تصل درجة حرارة المعدن الأساسي للصفائح الفولاذية المغمورة إلى درجة حرارة المعدن الساخن.

بترتيب تفضيل مادة جدار الحماية، يحصل الفولاذ المقاوم للصدأ على أعلى مرتبة من حيث الجودة والمظهر، كما أنها تكلف مرتين إلى أربع مرات أكثر من الألواح المجلفنة ومع ذلك، ولكن بناة الطائرة يواسون أنفسهم بأن الصفيحة المجلفنة أخف من الفولاذ المقاوم للصدأ.

مادة أخرى مقاومة للحريق، غالبًا ما تستخدم في الماضي ولا تزال موجودة في بعض الأحيان على الطائرات القديمة، (Terne plate) هي شكل من أشكال الصفيح المقصدر، وهي صفيحة فولاذية رقيقة مطلية بسبيكة من الرصاص والقصدير، لا يتم استخدامه كثيرًا اليوم لأنه ليس متاحًا بشكل شائع مثل المجلفن.

كما أن استخدام صفائح الألمنيوم بمفردها لمواد جدار الحماية غير مقبول لمعظم مفتشي إدارة الطيران الفيدرالية، والسبب الرسمي هو أن الألومنيوم لن يجتاز اختبار اللهب لأن نقطة انصهاره أعلى بقليل من 1200 درجة فهرنهايت، وفي بعض التطبيقات بالنسبة للطائرات البطيئة جدًا والخفيفة (الخفيفة جدًا) ذات المحركات الصغيرة، حيث يمكن اعتبارها كافية.

في الآونة الأخيرة، تم تطوير ورق خزفي جديد من عصر الفضاء يسمى (FIBERFRAX)، حيث يمكن أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 2300 درجة فهرنهايت تقريبًا ويمكن اعتباره بمثابة حاجز حريق فعال مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، وتم استخدامه بشكل أساسي في الطائرات مُركبة خفيفة، وعلى الرغم من أنه مرن وأخف وزنًا إلى حد كبير من الفولاذ، إلا أنه مادة خزفية فهو هش، وقد يؤدي هذا إلى حدوث مشكلات أثناء الخدمة ما لم تكن المادة محمية بطريقة ما من التآكل وسوء الاستخدام.

تثبيت جدران الحماية في إطارات فولاذية ملحومة

قبل تثبيت جدار حماية على جسم ملحوم، يجب أن تغلق الأطراف المفتوحة للأطراف الطويلة، حيث أن هذا يساعد على منع الرطوبة المسببة للصدأ، والتي يمكن أن تكون مدمرة للغاية على مر السنين، لذلك يجب القيام بلحام أقراص معدنية صغيرة من الصلب 032 بوصة عبر كل من الأطراف المفتوحة.

ويتألف جدار الحماية بلا شك من صفيحة معدنية واحدة بدون أي شيء خلفها للدعم باستثناء ربما أنبوب قطري ملحوم عبر مقدمة الإطار الأنبوبي لجسم الطائرة، ومن المرجح دائمًا أن تهتز مساحة كبيرة مسطحة من المعدن الرقيق مثل جدار الحماية أثناء الطيران، لذلك غالبًا ما يتم جعل معدن جدار الحماية في هذا النوع من التثبيت أكثر صلابة من خلال نقش حبات أو حواف عشوائية عبر الصفيحة، حيث يمنع هذا الاهتزاز عن طريق تقوية المعدن ويزيل فعليًا الضوضاء.

يمكن تثبيت جدار الحماية في مكانه مبدئيًا بواسطة البراغي الأربعة التي تثبت تركيب المحرك على جسم الطائرة، في بعض الأحيان يتم لحام علامات التبويب الصغيرة بحاجز جدار الحماية، ويتم إضافة مسامير من الصفائح المعدنية لتأمين جدار الحماية. وإن تركيب الأسطح الجانبية لجسم الطائرة سيؤدي إلى استقرار جدار الحماية وشل حركته تمامًا.

نظرًا لعدم وجود هيكل احتياطي خلف معدن جدار الحماية في هذا النوع من التثبيت، سيكون من الضروري تقوية أجزاء منه قبل تركيب أشياء ثقيلة مثل البطارية أو خزان الرأس أو مبرد الزيت أو خزان الزيت وإذا لم يتم فعل ذلك، فيمكن توقع في النهاية العثور على تشققات موضعية ناتجة عن الاهتزاز.