(3 رأی، میانگین: 3,67 از 5)
در حال بررسی...استفاده از نیروی پیشران کاهش یافته هنگام برخاست هواپیماهای مسافربری
عملیات برخاست با استفاده از نیروی پیشران کاهش یافته باعث افزایش طول عمر عملیاتی موتور، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش قابلیت اطمینان آن می‌شود. هواپیماهای مسافربری امروزه، از آنجایی که برای پرواز ایمن با یک موتور غیرفعال طراحی شده‌اند، بسیار کارآمد هستند. وزن هواپیما، عامل اصلی است که برخاست هواپیما را با چالش روبرو می‌کند. هر چه وزن هواپیما بیشتر باشد، نیروی پیشران یا نیروی موتور برای برخاست بیشتر است. بنابراین، زمانی که وزن واقعی هواپیما کمتر از وزن بیشینه برخاست طراحی تاییدشده توسط سازمان هواپیمایی کشوری یا با عملکرد محدود باشد، هواپیما به نیروی پیشران کمتری نیاز دارد تا بتواند به پرواز درآید. این کاهش نیروی پیشران موتور به عنوان برخاست انعطاف‌پذیر شناخته می‌شود.
” بخوانید: چرا عملیات برخاست هواپیما حیاتی‌ترین بخش یک پرواز است؟ “
تفاوت بین وزن بیشینه برخاست سازه‌ای و وزن بیشینه برخاست عملکردی محدودشده
وزن بیشینه برخاست سازه‌ای، وزنی است که متناسب با سازه هواپیما بوده و هرگز نباید در هیچ شرایطی از آن میزان تجاوز کرد. این وزن مطابق با معیارهای مقاومت سازه در حین پرواز، مقاومت ارابه فرود و معیارهای سازه‌ای در هنگام فرود با سرعت عمودی برابر با منفی ۳۶۰ پا در دقیقه تعیین می‌شود.
وزن بیشینه برخاست عملکردی، صرفا متناسب با عملکرد پرنده است. این میزان با توجه به بررسی حداقل شیب کمینه اوج‌گیری، طول باند فرودگاهی و سایر عواملی که می‌تواند عملکرد هواپیما را کاهش دهد یا بهبود بخشد، تعیین می‌شود.
به عنوان مثال، در یک روز به خصوص سرد، یک هواپیما می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد. در اینصورت وزن برخاست عملکردی آن افزایش پیدا می‌کند. این وزن هیچ ارتباطی با وزن سازه ندارد و بسته به شرایط حاکم می‌تواند بالاتر یا کمتر از وزن سازه باشد. با این وجود، وزن برخاست سازه‌ای همیشه محدود است.
تعریف نیروی پیشران ثابت مستقل از دما (flat-rated thrust) موتور و چگونگی کاهش نیروی پیشران برای برخاست
موتورهای توربوفن، دارای دو محدودیت فشار و دما هستند. هنگامی که دمای بیرون سرد است، هوا فشرده‌تر می‌شود و این بدان معنا است که موتور قبل از رسیدن به محدودیت دمایی، حداکثر نیروی پیشران خود را تولید می‌کند. در این شرایط، فشار یا نیروی پیشران موتور محدود است. وقتی دمای بیرون بالا باشد، این امر برعکس اتفاق می‌افتد. هوا چگالی کمتری دارد و موتور قبل از رسیدن به نیروی پیشران کامل یا توان، به حد مجاز دمای خود می‌رسد. در این شرایط، موتور دارای محدودیت دمایی است.
” بخوانید: چرا از معکوس کننده رانش در پرواز استفاده نمی‌شود؟ “
تولیدکنندگان موتور به کاربران و بهره‌برداران آن تضمین می‌دهند که موتورهای آنها می‌توانند مقدار ثابتی نیروی پیشران را تا دمای مشخصی تامین کنند. این نیروی پیشران که حالت دور زدن پس از برخاست (TOGA) نامیده می‌شود، حداکثر نیروی پیشرانی است که موتورها می‌توانند بصورت کاملا ایمن تولید کنند.
به محض رسیدن به این دما، موتور دیگر نمی‌تواند نیروی پیشران TOGA را تامین کند و برای جلوگیری از گرم‌شدن بیش از حد موتورها، از کار می‌افتد. این مفهوم نیروی پیشران ثابت مستقل از دما است. نیروی پیشران موتور تا رسیدن به دمای محدود ثابت یا یکنواخت باقی می‌ماند. نام‌های زیادی برای این درجه حرارت وجود دارد. ایرباس آن را دمای مرجع می‌نامد. در زیر یک نمودار معمولی برای یک موتور با نیروی پیشران ثابت مستقل از دما نشان داده شده‌است.
این نمودار نشان می‌دهد که نیروی پیشران در برابر دمای هوای محیط ترسیم شده‌است. حداکثر وزن برخاست که به رنگ قرمز نشان داده شده، وزن برخاست با عملکرد محدود است و وزن واقعی برخاست با رنگ سبز مشخص شده‌است.
مطابق نمودار، موتور می‌تواند نیروی پیشران ثابت مستقل از دما را تا زمانی که به دمای مرجع برسد، تامین کند که در آن نقطه، نیروی پیشران کاهش می‌یابد. علاوه بر آن، اگر دمای هوای محیطی از دمای مرجع تجاوز نکند، می‌توان وزن بیشینه عملکردی محدود را پذیرفت. این نمودار همچنین نشان می‌دهد که زمانی که وزن واقعی برخاست کمتر از وزن بیشینه برخاست باشد، نیروی پیشران کمتر است.
مثال زیر بر اساس یک هواپیمای ایرباس A320 با موتورهای CFM56 است که نیروی پیشران ثابت مستقل از دمای مرجع تا ۴۴ درجه سانتیگراد است. نمودار زیر توسط خلبانان مورد استفاده قرار می‌گیرد تا تعیین کنند تا چه اندازه می‌توان نیروی پیشران را برای یک پرواز کاهش داد. این نمودار برای باند ۱۹آر در فرودگاه بانکوک است.
در یک روز مشخص، با دمای محیطی ۳۰ درجه سانتیگراد، طبق جدول هواپیما می‌تواند پرواز کند، در حالی که تمام استانداردهای عملکردی تاییدشده را با بار کامل ۸۴۴۰۰ کیلوگرم با فلپ (پیکربندی شماره ۲) رعایت می‌کند. به این مقدار، وزن برخاست عملکردی محدود گفته می‌شود و هیچ ربطی به یکپارچگی سازه‌ای هواپیما ندارد. این مقدار در واقع یک جرم بوده که صرفا بر اساس عملکرد هواپیما است.
زمانی که بار نهایی را بتوان محاسبه کرد، جرم واقعی هواپیما به ۷۵ هزار کیلوگرم کاهش می‌یابد. در این جرم پایین‌تر، اگر همچنان به نیروی پیشران ثابت مستقل از دما توجه کرد، مقدار زیادی نیروی پیشران اضافی خواهد ماند. از آنجایی که به نیروی پیشران اضافی نیازی نیست و به منظور کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری موتور، باید این مسئله مدنظر قرار گیرد در چه دمای محیطی برای جرم ۷۵ هزار کیلوگرم محدودیت است. این جدول نشان می‌دهد که در دمای ۵۶ درجه سانتیگراد (به رنگ نارنجی) می‌توان ۷۵ هزار کیلوگرم وزن را بدون مشکل حمل کرد. این بدان معنا است که اگر دمای محیطی ۵۶ درجه سانتیگراد باشد، هواپیما فقط با وزن ۷۵ هزار کیلوگرم می‌تواند پرواز کند. بنابراین، خلبان دمای ۵۶ درجه سانتیگراد را در رایانه مدیریت پرواز وارد می‌کند. وقتی این دما وارد رایانه شده، یعنی برای هواپیما دمای محیطی ۵۶ درجه سانتیگراد است، حتی اگر دمای واقعی ۳۰ درجه سانتیگراد باشد.
در نتیجه، زمانی که خلبان اهرم‌‌های سرعت را برای برخاست فشار می‌دهد، هواپیما نیروی پیشران را محدود می‌کند، بنابراین تنها مقدار نیروی پیشران را در دمای محیطی ۵۶ درجه سانتیگراد تولید می‌کند. در اینصورت موتور دارای دمای مرجع ۴۴ درجه سانتیگراد است. از آنجایی که ۵۴ درجه سانتیگراد بالاتر از آن است، نیروی پیشران موتور توسط رایانه‌های کنترل موتور محدود شده تا اطمینان حاصل شود که موتورها از حداکثر دمای مجاز گاز خروجی خود تجاوز نمی‌کنند.
چه زمانی نیروی پیشران کاهش یافته یک گزینه مناسب نیست؟
خلبان می‌تواند نیروی پیشران کامل را تنظیم کند، حتی زمانی که هواپیما در حال برخاست است. یک مورد رایج، وضعیت خرابی موتور است. در این شرایط، یک خلبان ممکن است بخواهد نیروی پیشران کاملی داشته باشد تا حاشیه‌های ایمنی خود را افزایش دهد. با این حال، این امری ضروری نیست، زیرا کاهش نیروی پیشران عملکرد موتور را در نظر می‌گیرد. یعنی یک هواپیما می‌تواند بدون مشکلی با یک موتور غیرفعال و با کاهش نیروی پیشران به برخاست ادامه دهد.
هنگامی که باند فرودگاه غیرعادی است، استفاده از نیروی پیشران کاهش یافته ممنوع است. یک باند زمانی غیرعادی تلقی می‌شود که بیش از ۲۵ درصد آن در آب، یخ، برف، گل و لای یا یخبندان پوشیده شده باشد. بیشتر سازندگان هواپیما، اطلاعاتی را برای عملیات برخاست با نیروی پیشران کاهش یافته در باندهای غیرعادی ارائه نمی‌کنند. بنابراین به دلیل در دسترس نبودن داده‌ها امکان این عمل وجود ندارد.
هنگامی که قیچی باد وجود دارد یا در مسیر برخاست گزارش می‌شود، استفاده از نیروی پیشران کاهش یافته نیز توصیه نمی‌شود. دلیل آن این است که اگر هواپیما بدون نیروی پیشران کافی با قیچی باد مواجه شود، سرعت آن کاهش قابل توجهی دارد. این امر می‌تواند منجر به یک وضعیت خطرناک شود.
منبع:
