كيفية الحفاظ على سلامة مقصورات الطائرات: شرح الضغط والأكسجين والأنظمة الاحتياطية

عند ارتفاع الرحلة، الهواء خارج الطائرة رقيق جداً بحيث لا يمكن التنفس فيه وبارد جداً جداً بحيث لا يمكن البقاء على قيد الحياة بدون حماية. تحل المقصورات هذه المشكلة بإنشاء "ارتفاع مقصورة" اصطناعي وأقل داخل جسم الطائرة المغلق، باستخدام الهواء المسحوب من المحركات والمتحكم فيه بواسطة نظام من الصمامات، مع أقنعة الأكسجين والتنظيمات الصارمة كنسخة احتياطية في حالة حدوث خطأ ما.

من أين يأتي هواء المقصورة

على معظم الطائرات النفاثة، يتم "سحب" الهواء المضغوط من مرحلة الضاغط في المحركات، وفقاً لمورد التدريب على الطيران Boldmethod. يترك هواء السحب هذا المحرك ساخناً - حوالي 200 درجة مئوية، وفقاً لمدخل ويكيبيديا حول ضغط المقصورة - ثم يتم تبريده من خلال مبادلات حرارية ومزجه مع الهواء المعاد تدويره من المقصورة قبل دفعه إلى المقصورة من خلال القنوات.

يتم إمداد الهواء الوارد بشكل متعمد بسرعة أكبر من السرعة المسموح بها لمغادرته. تفرغ المقصورة من خلال صمام أو أكثر للهواء الخارج بالقرب من مؤخرة جسم الطائرة، والذي ينفتح وينغلق لضبط الضغط بدقة: ينغلق قليلاً عندما ترتفع الطائرة للاحتفاظ بضغط أكثر، وينفتح أكثر عند النزول، وفقاً لـ Boldmethod.

لماذا المقصورات لا تُضغط إلى ضغط سطح البحر

تتطلب قوانين إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) أن يبقى ضغط المقصورة على المستوى أو أقل من المعادل 8000 قدم من الارتفاع، وفقاً للنص التنظيمي الصادر عن FAA الموجز عبر قاعدة بيانات eCFR. كان الضغط طوال الطريق إلى ضغط سطح البحر يتطلب جسم طائرة أثقل قادراً على تحمل فرق ضغط أكبر بكثير بين الداخل والخارج - وهو تبادل تجاري تجنبته صانعو الطائرات عموماً.

تحافظ معظم الطائرات العريضة الجسم الأقدم على ارتفاع مقصورة حوالي 7000-8000 قدم، كما تلاحظ مقالة ويكيبيديا حول ضغط المقصورة، مستشهدة بـ Boeing 767 كمثال بالقرب من 7000 قدم. تنخفض الطائرات المركبة الأحدث: تصرح Boeing على موقعها الخاص أن طائرة 787 Dreamliner تحافظ على ارتفاع المقصورة عند 6000 قدم - حوالي 2000 قدم أقل من طائرات الألمنيوم التقليدية - لأن هيكلها المركب يقاوم مخاطر الإرهاق والتآكل التي تشكلها فروق الضغط الأعلى على الهياكل المعدنية. تقول Boeing أيضاً أن طائرة 787 ترفع رطوبة المقصورة، بهدف مساعدة الركاب على الشعور بأنهم "منعشون أكثر" بعد الرحلات الطويلة.

ماذا يحدث إذا فُقد الضغط

تتطلب قوانين FAA بموجب 14 CFR 121.333 توفر الأكسجين لما لا يقل عن 10 في المائة من ركاب المقصورة عند ارتفاعات ضغط المقصورة بين 10000 و14000 قدم بعد حدث فقدان الضغط، مع متطلبات أكسجين الإسعافات الأولية الإضافية لجزء أصغر من السكان فوق 8000 قدم، وفقاً لنص اللائحة عبر معهد المعلومات القانونية بجامعة كورنيل. في الممارسة العملية، تصف مواد تدريب الخطوط الجوية المذكورة في AOPA نشر القناع التلقائي بمجرد وصول ارتفاع المقصورة إلى حوالي 13000-14000 قدم تقريباً.

بالنسبة لطاقم الرحلة، تتطلب قاعدة FAA 14 CFR 121.333 إمداد أكسجين لمدة ساعتين لكل فرد من أفراد الطاقم فوق 10000 قدم، مما يغطي انخفاضاً لمدة 10 دقائق من أقصى ارتفاع تشغيلي إلى 10000 قدم يليه 110 دقيقة عند ذلك الارتفاع، وفقاً لملخص اللائحة عبر معهد المعلومات القانونية بجامعة كورنيل. فوق مستوى الرحلة 250، يجب على الأقل أحد الطيارين ارتداء واستخدام قناع الأكسجين على الضوابط ما لم تكن أقنعة الإزالة السريعة - المطلوبة لتأمينها وتسليم الأكسجين في غضون خمس ثوان - متاحة.

لماذا السرعة مهمة: وقت الوعي المفيد

تأتي الحاجة الملحة وراء هذه القوانين من حقيقة أن أطقم العمل لديها وقت قليل جداً للتفاعل. ينشر منفذ سلامة الطيران AVweb جدول "وقت الوعي المفيد" - النافذة التي يمكن للشخص فيها التصرف بفعالية قبل أن يضعف نقص الأكسجين الحكم. عند 18000 قدم، تبلغ تلك النافذة حوالي 20-30 دقيقة؛ عند 25000 قدم تنخفض إلى حوالي 3-5 دقائق؛ عند 30000 قدم تبلغ حوالي 1-2 دقيقة؛ وعند 40000 قدم تنكمش إلى حوالي 15-20 ثانية، وفقاً لأرقام AVweb. يقلل فقدان الضغط المفاجئ والسريع - بدلاً من تسرب بطيء - هذه الأوقات أكثر، كما تلاحظ AVweb، لأن الجسم يفقد الأكسجين للخارج من خلال الرئتين في نفس الوقت الذي ينخفض فيه الأكسجين المستنشق.

هذا هو أيضاً السبب في تدريب الطيارين على ارتداء الأكسجين والبدء في انخفاض الطوارئ مباشرة بعد أي حدث فقدان ضغط بدلاً من تشخيص السبب أولاً.

التكرار المدمج

تم تصميم أنظمة الضغط مع النسخ الاحتياطية. تلاحظ مدخل ويكيبيديا حول ضغط المقصورة أن محركين على الأقل عادة ما يوفران هواء السحب بحيث يتحمل النظام فشل المحرك، وأن معظم الطائرات الحديثة تقوم بتشغيل منظمات ضغط إلكترونية مكررة مع وضع نسخة احتياطية يدوية. يعمل صمام الهواء الخارج نفسه أيضاً كصمام تخفيف السلامة، مما يمنع الفرق في الضغط بين المقصورة والهواء الخارجي من تجاوز الحدود الهيكلية - عادة ما يتم الاستشهاد بها في النطاق 7.8-9.4 psi اعتماداً على نوع الطائرة.

شكلت الدروس التاريخية هذه الضمانات. تشير نفس مدخل ويكيبيديا إلى حوادث de Havilland Comet عام 1954، حيث تسببت دورات الضغط المتكررة في إرهاق معادن وفشل جسم الطائرة، كنقطة تحول أدت إلى تحسين بروتوكولات التفتيش وطرق الاختبار الإشعاعي والتغييرات في التصميم - بما في ذلك نوافذ المقصورة البيضاوية الآن القياسية في الطائرات المضغوطة.

الأرقام الرئيسية في لمحة