أثر المناخ والطقس عملية الأجهزة العليا مدة العضوية

Climate and Weather Factors Affecting High Lift Device Performance

إن أجهزة رفع عالية بما فيها الطوافات والصفوفات والتمديدات الرئيسية هي من بين أكثر العناصر تعقيدا من الناحية الميكانيكية والمشددة هيكليا على أي طائرة، وهذه النظم معرضة مباشرة للطائفة الكاملة من الظروف البيئية التي تصادفها طائرة من البوابة إلى الارتفاع والخلف، وفهم كيف يؤثر المناخ والطقس على هذه النظم، أمر أساسي في تصميم برنامج السلامة والصيانة التشغيليين، والتفاعل بين الظروف البيئية ونظم الرفع العالية ليس مجرد اعتبار للسلامة، وإنما له عواقب مباشرة.

درجة الحرارة القصوى والمواد

وكانت الآثار الحرارية على أجهزة رفع عالية أكثر تعقيدا بكثير من مجرد التوسع والانكماش، ففي درجات حرارة منخفضة تقل عن 40 درجة مئوية من البوليسواس، وهي عادة ما تكون في الارتفاعات الحادة، وفي آليات الاختراع، حدثت تغيرات في صعوبة الكسر، حيث أن مساحات الألومنيوم تظهر قدرة على الإزدحام بينما أصبحت بعض الفولاذات أكثر عرضة للكسر في الإجهاد في مراكز الإجهاد المشتركة.

ويطرح التعرض العالي التمرين أثناء العمليات الأرضية في المناخات الصحراوية مجموعة مختلفة تماما من التحديات، إذ يمكن أن تشهد المواد المركبة المستخدمة في الهياكل الحديثة ذات النضوج والثبات تدهوراً في المصفوفة عندما تتجاوز درجات الحرارة السطحية حدود التصميم، وقد شهد أسطول بوينغ 787 حوادث تذبذب الجلد في العمليات في الشرق الأوسط حيث بلغت درجات حرارة سطح الأرض 60 درجة مئوية من السيليسوس مقترنة بالإشعاع الشمسي المباشر، مما أدى إلى تنقيح إجراءات المناولة الأرضية وتحسين البيئة المادية.

ويخلق التقلب الحراري بين درجات الحرارة الأرضية والصابون البارد على ارتفاعات مختلفة من التوترات بين المواد المتفرقة، وتشهد عمليات التخزين التي تسكنها ألومنيوم والقضبان الفولاذية معدلات انكماش حراري مختلفة يمكن أن تسبب تسرب الختم وملزمة، وتظهر سجلات الصيانة للعديد من مشغلي الطائرات النفاثة على الصعيد الإقليمي وجود ارتباط مباشر بين تفاوت درجات الحرارة الموسمية وزيادة في عدد مراتب الفصل في أشهر الشتاء.

التهوية وتسريع التآكل

وتشكل دخول المياه إلى مجارف أجهزة رفع عالية وآليات للاختراع أحد أكثر التحديات استمراراً في عمليات الأسطول، وتصمم معارض مسارات العجلات ومنتجات الصهر مع أحكام الصرف، ولكن هذه النظم يمكن أن تحجب عن طريق الحطام أو تكديس الجليد، وتخلق المياه الدائمة في مساكن المسارات المتناثرة خلايا للتآكل بين هيكل الألومنيوم ومكونات الميكانيكية الفولاذية التي تسبب في حدوث أضرار أكبر من إنتاج المواد الميكانيكية.

وتشير دراسة عن التآكل في المسارات من طراز A320 إلى أن الطائرات التي تعمل في حدود 20 كيلومترا من المياه المالحة تُستخدم في فترات استبدالها أقل من متوسطات الأسطول، كما أن الارتداد يؤثر أيضا على المكونات الكهربائية لنظم التحكم في ارتفاع مستوى الرفع، كما أن اللافقارات الموجودة في نظام الاختراق والقرب في مواقعها، هي إشارات خاطئة.

إن تراكمات الثلج والكميات أثناء العمليات البرية تنطوي على مخاطر كيميائية وميكانيكية، وتحتوي سوائل التشفير على مواد كيميائية تهاجم أسطح الألومنيوم المفقودة وختمات لاستوميريكية، وعندما تُنشق هذه السوائل في مواهب مائلة وكميات من الرقبة، فإنها تخلق بيئات ملتوية تستمر حتى تُنظّف أعمال الصيانة الرئيسية التالية.

تفاعلات في مجال الضغط الجوي والنظام الهيدروليكي

وتؤثر التغيرات في الضغط مع ارتفاعات على أداء النظم الهيدروليكية التي تبث أجهزة رفع عالية، وفي ارتفاعات الرحلات، يقلل الضغط الجوي المخفض من نقطةغلي الماء في السوائل الهيدروليكية مما يزيد من خطر تبخير السوائل في البقع الساخنة في النظام، وهذه الظاهرة المعروفة باسم التذبذب يمكن أن تسبب أضراراً في المضخات وتنقلات غير منتظمة أثناء عمليات توسيع نطاقات المركبات أو على ارتفاعات عالية.

ويمكن أن تؤدي التغيرات السريعة في الضغط أثناء النسب إلى حدوث هواء محصور في خطوط الهيدروليكية لتوسيع نطاق إيجاد استجابة للمحركات المتحركة، وهذه الحالة تثير إشكالية خاصة عندما يتم نشر أجهزة رفع عالية من أجل الوصول إليها بعد قطاع رحلاتي طويل، ويضم تصميم النظام الهيدروليكي الفعال مراكبيات مجهزة بالضغط وينزف الموانئ التي تحافظ على وجود حساسية ثابتة عبر نطاق ارتفاع الضغط الكامل.

التحديات التشغيلية عبر البيئات الغربية

العمليات الأرضية والسوق الهيكلية

وتخضع الظروف العابرة للقارات والثدي أثناء العمليات البرية لأجهزة رفع عالية إلى حمولات لا تُحسب في مظاريف تصميم الرحلات العادية، وتُعرض الطائرات المتوقفة بالزبابات أو الصفائح المنتشرة لأغراض الصيانة بشكل خاص لضرر الرياح، وقد عانى أسطول بوينغ 747 من حوادث متعددة من أضرار المسارات المتحركة عندما تُركت أطقم الطائرات ممتدة أثناء أحداث الرياح العالية مع سرعة الرياح المسجلة حيث تُقطع 40 كيلومتراً من المحركات الرفع على نحو ما يكفي من مصعدات الرئيسية.

وتخلق ظروف الرياح العابرة أثناء التسيارات والتجهيزات الأرضية حمولات غير متماثلة على نظم رفع عالية، وعندما يتم حماية أحد جانبي الطائرة من الرياح بواسطة المباني أو الطائرات الأخرى، بينما يُعرض الجانب الآخر مباشرة التحميل المتمايز الناجم عن ذلك، يمكن أن يسبب تناقضات في المواقف وخطأ في نظام المراقبة، وتقوم الحواسيب الحديثة لمراقبة الطيران برصد تزامن الوضع مع العمل، وتغلق عمليات الصيانة اليدوية إذا تجاوزت فترات التأخير في البرامج.

وتنتج عن مواجهة التقلبات أثناء النهوج والهبوط بأجهزة رفع عالية التحميل الدوري الذي يعجل بضخامة هياكل الدعم المرفأ والواهب، ويزيد تواتر الحمولة وحجمها خلال النُهج الاضطرابات ارتفاعا كبيرا من تلك التي شهدتها العمليات الجوية السلسة، ويفيد العاملون الذين يطيرون طرقا عبر مناطق معروفة معرضة للاضطرابات مثل ظروف موجات الجبال أو المناطق الجوية الملتوية عن زيادة متطلبات التفتيش اللازمة لتركيب.

Ice Formation Aerodynamic and Mechanical Effects

ويمثل تراكم الجليد على سطح المصعد العالي أحد أخطر التهديدات المتصلة بالطقس بالنسبة لسلامة الطائرات، بل إن كميات صغيرة من التلوث بالجليد على الرواسب أو المزلاجات ذات المستويات العليا يمكن أن تغير بشكل كبير الخصائص الهوائية لهذه الأجهزة، ويزيد تقريب الجليد الاحتكاك السطحي ويعطل تدفق الهواء السلس اللازم لجيل الرفع العالي، وقد شهد الساتل Aerospatiale ATR 72 حوادث متعددة تتصل بالكشف عن الجليد.

إن تراكم الجليد الميكانيكي في الثغرات والمناطق المتاخمة من أجهزة رفع عالية يحول دون الانتشار الكامل أو التراجع، ويمكن أن يُحجب مسارات السلاط من جراء تراكم الجليد مما يحول دون وصول الأجهزة الرائدة إلى مواقع السحب أو الهبوط، كما أن الجليد في آليات التراجع يمكن أن يمنع قطعان من الارتطام الكامل مما يؤدي إلى زيادة السحب والحرق أثناء أجزاء الرحلات البحرية.

ويخلق التفاعل بين نظم حماية الجليد وأجهزة رفع عالية تعقيدا تشغيليا إضافيا، ويجب تصميم نظم الهواء النزيف المضغوط التي توفر مضادات لصوت الجناحين بحيث تستوعب حركة الأجهزة الرئيسية أثناء الانتشار، حيث تستخدم أسرة الجيل القادم 737 عملية اختزال مرنة وختمات متزلقة للحفاظ على تدفق الهواء النازف إلى أسطح سلة أثناء دورات التمديد والانتعاش.

Sand Dust and Abrasive Environments

وتكشف العمليات في البيئات القاحلة والصحراء عن أجهزة رفع عالية إلى ابتلاع الجسيمات البدائية التي تعجل بارتداء المعدلات بشكل كبير، وترتدى الجسيمات الرملية التي تنقلها الريح تجويفات وأجهزة تدقيق النوافذ حيث تعمل كمركبات لغسل الملابس تتسارع في اللبس السطحي، وقد تطورت مكوّنات اللوكيد C-130 العاملة في الشرق الأوسط بمعدلات أعلى بخمسة من عمليات خط الأساس التي تتطلب استبدالها بحجم 15 ساعة.

كما يؤثر تراكم الدوافع على نظم التشحيم الخاصة بآليات رفع عالية، حيث إن الزراعة والزيوت في مكونات التبشير يجتذبان ويحتفظان بجسيمات الغبار التي تخلق عجينات مطحنة تعجل بحملها وترتدى ملابسها، وقد اعتمد العاملون في المناطق المعرضة للتبريد فترات تشحيم أكثر تواتراً، وأحكاماً متخصصة لا تشمل الغبار لتوسيع نطاق الحياة المكومية.

الإضاءة

إن أجهزة الرفع العالية من بين أكثر عناصر الطائرات التي يمكن تحملها بسبب موقعها على الحواف الأمامية والمقطورة، ويمكن أن يتسبب الإضاءة في حدوث أضرار هيكلية مباشرة، بما في ذلك حرق جلدات الألمنيوم وتصفية المواد المركبة، ويجب أن يستوعب الربط الكهربائي بين أجهزة الرفع العالية والهيكل الجناح الحركة الميكانيكية لهذه المكونات مع الحفاظ على المسارات الحالية الملائمة لقطع الطاقة.

ويمكن أن يتراكم التسريح الثابت من التهطال أثناء الرحلة على أجهزة رفع عالية تسبب تدخلاً لاسلكي وخطراً محتملاً للكشف في مناطق فتح نظام الوقود، وتحتاج الأشرار الثابتة المثبتة على حواف ممرات مشتعلة إلى تفتيش منتظم واستبدال منتظمين، لا سيما في العمليات من خلال الثلج الجاف أو الغبار حيث يرتفع الجيل الثابت.

استراتيجيات التصميم والتخفيف من حدة الآثار

المواد المختارة للمقاومة البيئية

وقد استبدلت المحاور اللاصقة ذات المقاومة التآكلية المعززة الفولاذية ذات الارتفاع المنخفض المزودة بالبخار في تطبيقات المسارات المشتعلة عبر الجيل الحالي من الطائرات الضيقة والواسعة النطاق، واستخدمت مركبات التايبويس A350 وBeing 787 مكونات من مقاومات التيتانيوم في آليات الارتقاء الفائقة الأهمية لا لتحقيق وفورات في الوزن فحسب.

وتوفر المعالجة السطحية والمعاطف طبقات إضافية لحماية البيئة، وتنتج عن عمليات الرش الحرارية العالية السرعة للوقود الأوكسجين التي تستخدم في أسطح المسارات المشتعلة مقاومة للارتطام إلى جانب حماية التآكل، وقد أظهرت هذه المعاطف تحسنا في حياة الخدمات يتراوح بين ثلاث وخمس مرات مقارنة بالطلاء التقليدي للكروم الصلب في البيئات المشتة، وتوفر أسطح الألومنيوم المزودة بمواجيز مجهزة.

نظام تصميم التسامح البيئي

وقد تطورت هياكل نظام التنويم الهيدروليكي والاختراع بحيث تستوعب نطاقات التشغيل البيئية الأوسع، حيث تستوعب آثار التحكّم الذاتي والقضبان البخارية التوسع الحراري والانحراف الهيكلي دون إلزام، وتمنع وحدات الإصدار المطلّقة التي تُدفع تعويضات عن الضغط حدوث تنبيهات بالرطوبة، مع السماح في الوقت نفسه بتحقيق التكافؤ في الضغط الداخلي أثناء تغيرات الارتفاع، ويتضمن نظام رصد الخفقان A380.

وقد تم تشديد العناصر الكهربائية والإلكترونية في نظم التحكم العالية في المصعد من التعرض البيئي، إذ أن أجهزة قياس درجات الختم التي وضعتها IP67 تمنع حدوث تجاوزات في الرطوبة، بينما توفر الطلاء المطابق لمجالس الدوائر الحماية من التكثيف والغلاف الجوي التآكلي، وقد أظهرت أجهزة الاستشعار التي تستخدم تكنولوجيات التأثير المغنطيسية أو الهالوين أن هذه التكنولوجيات قد أزيلت الاتصالات الميكانيكية التي يمكن مقارنتها بالفشل والتلوث.

برنامج الصيانة

وقد طور مشغلو الأسطول عمليات تكييف برنامج الصيانة استنادا إلى التعرض البيئي لمرافقهم ومواقع قاعدتها، ولم ينفذ العاملون في بيئات متآكلة مثل المناطق الساحلية أو المناطق الصناعية فترات تفتيش معززة لمكونات النكهة والرقائق مع عمليات تفتيش بصرية للتآكل في كل شيك بدلا من القيام بها إلا في فترات الشيكات، كما أن برامج التشحيم المتخصصة ذات فترات زمنية أعلى تستخدمها شركات الرفض الباردة في خصائص مختارة.

وتتيح نُهج الصيانة القائمة على الشروط باستخدام بيانات الاستشعار من نظم مراقبة الرحلات تحديد مواعيد الصيانة المتوقعة لمكونات الرفع العالية، ويوفر الرصد الذي يُستخدم حالياً أثناء النشر مؤشراً على زيادة الاحتكاك من التآكل أو التلوث الذي يتيح استبداله قبل حدوث الفشل الوظيفي، ويتتبع نظام بوينغ 787 فترات النشر المرنة والضغط على المشغلين لتحديد مستويات التقويم المرتفعة التي تبلغ 40 في المائة من عناصر التشغيل التي تستخدم هذه البيانات.

الإجراءات التنفيذية للتكيف مع الطقس

وقد وضعت إجراءات لعمليات الطيران لحماية نظم رفع عالية أثناء الظروف الجوية المعاكسة، وتكفل القيود المفروضة على سرعة نشر الطائرات أن تظل الحمولات الهوائية في هامش التصميم أثناء اختراق الاضطرابات، وتمنع القيود المحددة التي تتداخل مع الحزم في العمليات الأرضية من الإفراط الهيكلي في تحميل الأجهزة الموسعة، ونشرت إدارة الطيران الاتحادية تعميمات استشارية توفر التوجيه بشأن عمليات الارتطام والرش في ظروف الفرز بما في ذلك متطلبات أجهزة التفتيش المتحركة.

وتشمل إجراءات المناولة الأرضية لأجهزة رفع عالية أثناء الطقس المعاكس متطلبات السحب من الطلقات أثناء ظروف الرياح العالية عند بوابات الوقوف، وتعالج إجراءات العمليات الشتوية المكرَّسة مسألة الثلج وإزالة الجليد من التجويفات المشتعلة والنباتية قبل الطيران مع التركيز بشكل خاص على ضمان خلو آليات التألق من تراكم الجليد، وقد وضعت منظمات الصيانة برامج تفتيش مستجيبة للطقس تؤدي إلى إجراء عمليات تفتيش إضافية على مستوى عال بعد التعرض لظروف بيئية محددة مثل العمليات التي تُتُتُتُتُتُتُها عن طريق اضطرابات شديدة.

ويكتسي الأثر الاقتصادي لصيانة نظام رفع درجة الحرارة ذات الصلة بالطقس أهمية كبيرة إذ يبلغ المشغلون نسبة تتراوح بين 15 و 25 في المائة من مجموع تكاليف الصيانة العالية لنظام المصعد التي تعزى إلى التدهور البيئي، وقد أظهر تنفيذ برامج شاملة للتخفيف من حدة البيئة تشمل رفع مستوى المواد، وتعزيز إجراءات الصيانة، والتكييفات التشغيلية، تخفيضات في التكاليف تتراوح بين 30 و 50 في المائة لصيانة نظام رفع المركبات ذات الصلة بالطقس، مع تحسين موثوقية وتوسيع نطاق الخدمات المكوّنة، وتتطلب هذه البرامج الاستثمار في التدريب، وتطوير الأدوات، وتطوير عنصر الصيانة، ولكنها تحقق عائدات قابلة للقياس من خلال عمليات الاستبدال غير مجدولة.