ما هو نظام الهواء المضغوط على الطائرة

تمتلك الطائرات جميع أنواع الأنظمة المختلفة التي تعمل مع بعضها البعض لجعل الطائرة تعمل بالطريقة التي تم تصميمها بها ولتحقيق الهدف الذي صنعت لأجله.

نظام الهواء المضغوط في الطائرة

نظام هواء النزف هو نظام يأخذ الهواء المضغوط الزائد من المحرك ويستخدمه لتشغيل أنظمة مختلفة على متن الطائرة، حيث إنه في الأساس نظام هيدروليكي يعمل بالهواء، ويأتي الهواء المضغوط من مرحلة الضاغط في المحرك، وهو الجزء الذي يقوم على ضغط الهواء إلى وقود قابل للاستخدام حتى يحترق.

مع كل هذا الهواء المضغوط الزائد، ابتكر المهندسون وخبراء الطيران على مر السنين طرقًا مختلفة لاستخدامه نظرًا لأن المحركات تنتج هذا الهواء بشكل طبيعي أثناء عملية الضغط، فلا يوجد سبب لعدم استخدام الطاقة الكامنة فيه لتشغيل بعض الأنظمة الأخرى على متن الطائرة، ولكن قبل أن ندخل في ما يتم استخدامه من أجله، يجب أن نلقي نظرة على كيفية عمل نظام الهواء المضغوط.

كيف يعمل نظام الهواء المضغوط في الطائرة

كما ذكرنا سابقًا، يتم أخذ الهواء المضغوط من مراحل الضاغط في المحرك، قبل شعلات الوقود حيث يبدأ نظام هواء المضغوط بسحب الهواء إلى المحرك في المقدمة بواسطة مروحة كبيرة، والتي يسهل العثور عليها في المحركات التوربينية، كما يتدفق الهواء بعد ذلك عبر سلسلة من الضواغط حيث يتم ضغطه إلى ضغط أعلى.

ويتدفق الهواء المضغوط بعد ذلك من خلال توربينات التبريد حتى يتم تبريده قبل الدخول إلى صمامات الضغط التي تسحب كميات صغيرة من الهواء لاستخدامها في الضغط وتشغيل أنظمة الطائرات المختلفة، ثم يدخل ما تبقى من الهواء المضغوط إلى غرف الاحتراق حيث يتم مزجه بالوقود والقيام بحرقه لتشغيل المحرك.

استخدام نظام الهواء المضغوط في الطائرة

يتم استخدامه للعديد من الأشياء الأخرى التي تعود بالنفع على الطائرة وركابها، مثل ضغط المقصورة وأنظمة التحكم البيئي للطائرة مثل (تكييف الهواء والتدفئة) وتشغيل بعض وحدات الطاقة المساعدة للمحركات.

في نظام الضغط

يمكن القول إن أهم وظيفة للهواء المضغوط هي تشغيل نظام الضغط، وهذا النظام هو ما يحافظ على المقصورة في مستوى مريح من الضغط والأكسجين للركاب والطاقم.

كما تكون نظام الضغط من جزأين رئيسيين، صمام التدفق والضاغط، حيث يتم تشغيل الضاغط بواسطة أحد محركات الطائرة ويقوم بسحب الهواء من خارج الطائرة، ثم يتم ضغط هذا الهواء وإرساله إلى صمام التدفق.

ينظم صمام التدفق كمية الهواء المتدفقة إلى الكابينة، كما أنها تختلط بكمية صغيرة من الأكسجين حتى يتمكن كل شخص على متن الطائرة من التنفس بشكل صحيح، وبدون نظام ضغط يعمل بشكل صحيح، ستكون الطائرات غير مريحة في أحسن الأحوال، ومن المستحيل طيران الإنسان المستمر في أسوأ الأحوال.

في تكييف الهواء

وظيفة أخرى مهمة للهواء المضغوط هي تشغيل تكييف الهواء وأنظمة التدفئة والتهوية، وغالبًا ما يعمل الهواء المضغوط في (HVAC) جنبًا إلى جنب مع (APU) (وحدة الطاقة الإضافية)، وهو محرك صغير يوفر الطاقة للطائرة عندما تكون على الأرض.

ويتم استخدام كل من الهواء المضغوط ووحدة (APU) أيضًا لتشغيل أنظمة التحكم البيئي، والتي توفر تدفئة وتبريد وتدوير وتحكمًا إضافيًا في الرطوبة لكابينة الركاب، كما يستخدم نظام تكييف الهواء ضاغطًا لتبريد الهواء، ثم يتم توزيعه عبر الكابينة عبر القنوات.

ويقوم جانب التدفئة في نظام (HVAC) بنفس الشيء إلى حد كبير، ولكن مع الحرارة بدلاً من البرودة في معظم الحالات، يستخدم نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) حرارة عادم المحرك لتدفئة المقصورة ولكن في بعض الحالات، يتم استخدام هواء مضغوط من قسم ضاغط المحركات لتسخين المقصورة أيضًا.

في نظام إزالة الجليد

أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا لضغط الهواء هو نظام إزالة الجليد، حيث تحتوي الطائرة على عدد من الصمامات الهوائية التي تفتح عندما يختار الطيار وضع (إزالة الجليد) على أدوات التحكم في قمرة القيادة، ويتم بعد ذلك توجيه الهواء المتسرب إلى الأجنحة والذيل والمراوح للمساعدة في إزالة أي جليد أو صقيع قد يكون قد تراكم.

كما أن هذا يساعد على تحسين الديناميكا الهوائية والحفاظ على الطائرة تحلق بأمان، أما أدوات التحكم الهوائية هي تلك التي يتم التحكم فيها باستخدام الهواء المضغوط، على سبيل المثال، إذا كان لدينا ضاغط هواء في المنزل لبعض الأدوات الكهربائية، فأننا نستعمل ضغط الهواء لتشغيلها أما بالنسبة للطائرة.

كما يتم ذلك عن طريق إعادة توجيه الهواء المضغوط واستخدام الضغط لإزالة الجليد عن الطائرة عند الضرورة، ربما يكون هذا هو أفضل مثال على كيف أن هواء الهواء هو أساسًا نظام هيدروليكي يعمل بالهواء، كما هو مذكور أعلاه.

مشغلات المحرك

أخيرًا، يتم استخدام هواء التسييل او المضغوط أيضًا لبدء تشغيل محركات أخرى على متن الطائرة، على الرغم من أننا ذكرناها أخيرًا فمن المحتمل أن يكون هذا هو الاستخدام الأكثر شيوعًا للهواء المضغوط على الطائرات الكبيرة مثل الطائرات التجارية.

عن طريق ضخ هذا الهواء في المحركات يمكن أن تبدأ في تدوير المحرك من تلقاء نفسها دون الحاجة إلى استخدام كل الطاقة اللازمة لإطلاق التوربين من وضع ثابت وبمجرد أن يدور، فإنه يعمل كنوع من بدء تشغيل التوربين، والذي يمكنه بعد ذلك تولي زمام الأمور وتشغيل المحرك.

يعد استخدام الهواء المضغوط لبدء تشغيل المحرك أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وذلك لحماية أجزاء المحرك أيضًا من القوى القاسية التي تتعرض لها عند الانتقال من التوقف التام إلى الدوران التوربيني الشامل.

أهمية نظام الهواء المضغوط

الهواء المضغوط ضروري لتشغيل كل هذه الأنظمة على متن الطائرة ولولاه، لما كنا قادرين على الحصول على كبائن مضغوطة، وكبائن ساخنة ومبردة وطائرات منزوعة الجليد أو مشغلات للمحرك في الواقع، بدون هواء مضغوط، لن تتمكن معظم الطائرات الحديثة من الطيران!

لكن ضغط الهواء ليس مهمًا فقط لهذه الأنظمة، بل إنه يلعب أيضًا دورًا مهمًا جدًا في سلامة الطائرة، حيث يستخدم الهواء المتسرب للضغط على خزانات الوقود، مما يساعد على منع أي انفجارات أو حرائق محتملة، ويتم استخدامه أيضًا لتشغيل نظام إخماد الحرائق على متن الطائرة، والذي يمكنه إخماد حريق في بضع ثوانٍ فقط.

كيف يتم مراقبة الهواء المضغوط

تتم مراقبة الهواء المضغوط بعدة طرق مختلفة ومنها:

• الطريقة الأولى هي من خلال استخدام المستشعرات، حيث توجد مستشعرات في جميع أنحاء الطائرة تراقب ضغط الهواء ودرجة الحرارة، وترسل هذه المستشعرات البيانات إلى كمبيوتر الطائرة، ثم يعرضها على شاشة ليراها الطيارون.

• الطريقة الثانية التي يتم بها مراقبة الهواء المضغوط هي من خلال عمليات الفحص البصري، عندما تكون الطائرة على الأرض، هناك أشخاص يطلق عليهم الميكانيكيون أو الفنيون الذين يفحصون جميع الأنظمة، بما في ذلك نظام الهواء المضغوط ويبحثون عن أي تسربات أو مشاكل أخرى قد تكون موجودة.

أهمية مراقبة الهواء المضغوط

من المهم المراقبة المستمرة للهواء المضغوط لسببين رئيسيين: السلامة والأداء.

سبب السلامة واضح بذاته، وإذا كانت هناك مشكلة في نظام الهواء المضغوط  فقد يؤدي ذلك إلى فقدان ضغط الكابينة، وإذا لم يتم الحفاظ على ضغط المقصورة، فقد يكون ذلك خطيرًا على كل من على متن الطائرة.

يتعلق سبب الأداء بكيفية عمل المحرك، حيث يحتاج المحرك إلى هواء مضغوط ليعمل بشكل صحيح، وإذا كانت هناك مشكلة في نظام الهواء المضغوط، فقد يتسبب ذلك في فقد المحرك للطاقة والأداء.