Table of Contents
إن إدارة أداء الطائرات أثناء تقلبات درجات الحرارة السريعة جانب حاسم من جوانب سلامة الطيران يتطلب التخطيط الدقيق والقدرة على التكيف في الوقت الحقيقي، ويمكن أن تؤدي التغييرات السريعة في درجة الحرارة إلى تغيير كبير في إنتاج المحركات، والرفع الجوي الديناميكي، وخصائص مناولة الطائرات عموما، مما يجعل المغادرة العادية خطرة إذا لم تعالج معالجة سليمة، ويجب أن تكون أفرقة العمليات التجريبية والخطوط الجوية مجهزة باستراتيجيات قوية لضمان التصريف الآمن في ظل ظروف حرارية سريعة التغير.
الفيزياء وراء التمهيد و الأداء
ولكي يتسنى للمرء أن يُدير أداء الإقلاع إدارة فعالة، يجب أولا أن يفهم كيف تؤثر درجة الحرارة تأثيرا مباشرا على القوى الأساسية للطيران: الدافع، الرفع، الجر، الوزن.
الكثافة الجوية وقلة الكثافة
فالدرجة الأولى هي المحرك الرئيسي للكثافة الجوية، حيث ارتفاع درجة الحرارة، تفرق الجزيئات الهوائية، مما يقلل الكثافة، وهذا يزيد الكثافة - وقد يزيد ارتفاع الضغط المصحح بالنسبة لدرجات الحرارة غير القياسية، ويزيد الكثافة العالية درجة حرارة الطائرات كما لو كانت في ارتفاع مادي أعلى.
الصدأ المحرك والكفاءة
وتعتمد محركات الطائرات النفاثة والاضطرابات على التدفق الجماعي للهواء عبر المحرك، وهو أقل كثافة، مما يقلل من كتلة الأكسجين المتاحة للاحتراق، وينتج عن ذلك انخفاض ناتج الدفع - وهو في العادة فقدان ١ في المائة للدفاع لكل ٣ درجات مئوية فوق المستوى القياسي، أما بالنسبة للاضطرابات العالية الالتفاف، فيتكشف التأثير أثناء التصريف عند الحاجة إلى أقصى ارتفاع في القوة.
Aerodynamic Lift and Drag
فالسرقة تناسب الكثافة الجوية، ويعني انخفاض الكثافة أن الأجنحة يجب أن تولد المزيد من الرفع من خلال السرعة العالية أو زيادة زاوية الهجوم، وفي درجات الحرارة العالية، ترتفع سرعة الإقلاع المطلوبة (VR) و V)(2) ) وتزيد من الطلب على المزيد من الإرتفاع.
استراتيجيات التخطيط قبل الرحلات الجوية للفولط المزمت
والإعداد المسبق هو أساس إدارة الأداء الآمن للإقلاع، وينبغي إدماج الاستراتيجيات التالية في الروتينات السابقة للرحلات عند التنبؤ بتقلبات الحرارة السريعة.
تحليل الطقس ورصد الاتجاهات
وتتوقع التنبؤات بالهيدروا الطرفية وتوقعات المناطق قبل المغادرة بوقت طويل، ويولي اهتمام خاص لاتجاهات درجة الحرارة - يمكن أن يؤدي الانخفاض المتوقع البالغ 10 درجات مئوية في غضون ساعة إلى تحويل حسابات الأداء بشكل كبير، واستخدام نظم مراقبة الطقس الآلية (AWOS/ASOS) في التحديثات الحالية، وإذا كان درجة الحرارة في وقت المغادرة غير مؤكدة، فإن أداء الخطة يستند إلى أسوأ درجات الحرارة المتوقعة (أعلى درجة).
تسويات الوزن والتوازن
وتخفض درجات الحرارة الساخنة قدرة الحمولة بسبب ارتفاع سرعة الإقلاع وانخفاض درجة التسلق، وتستخدم برمجيات أداء الطائرات أو الخرائط اليدوية لحصر أقصى وزن ممكن للإقلاع بالنسبة لدرجات الحرارة الحالية والتوقعية، وإذا كانت درجة الحرارة تتجه نحو الارتفاع، تنظر في خفض كميات الوقود أو الحمولات من أجل الحفاظ على هوامش الأمان، وبالنسبة للعمليات التي تتسم بالتحميل المرن (مثلاجار أو الشحن)، فإنها تحتفظ بالقدرة على إزالة الوزن في آخر لحظة.
النواتج الحاسوبية
ويمكن أن تحسب نظم إدارة الرحلات الحديثة وأكياس الرحلات الإلكترونية أداء الإقلاع في الوقت الحقيقي، وأن تُدخل أكثر البيانات الحالية المتعلقة بدرجات الحرارة والرياح والهروب، وعندما يتوقع أن تتغير درجة الحرارة بسرعة، تحسب الأداء بالنسبة لدرجات الحرارة الفعلية والتوقعية على السواء، ويوصي بعض المشغلين باستخدام أعلى درجات الحرارة المتوقعة [(FLT:1) بالإضافة إلى هامش أمان (ه 5).
تحديد هوية المطار البديل
وإذا كان مطار المغادرة يخضع لتقلبات حرارة شديدة (مثل ارتفاع مستوى الارتفاع أو مطارات الصحراء)، فإنه يحدد بديلا مناسبا حيث تكون الظروف أكثر استقرارا، وهذا أمر مهم بصفة خاصة بالنسبة للرحلات الجوية البعيدة المدى التي يمكن أن يؤدي فيها الإقلاع المحدود الوزن إلى عدم كفاية أداء التسلق بعد انخفاض درجة الحرارة.
الرصد الفعلي واتخاذ القرارات أثناء المغادرة
وحتى مع التخطيط الشامل قبل الطيران، يمكن أن تتغير الظروف أثناء التاكسي والهرب، ويجب على الطيارين أن يعيدوا تقييم مدى استعداد الأداء باستمرار.
التدقيق في درجة الحرارة
وكما هو الحال بالنسبة لسيارات الطيران، يمكن رصد قياس درجة الحرارة الخارجية عند نقاط متعددة، ويمكن أن تحدث زيادة سريعة في درجة الحرارة (من 25 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية في 10 دقائق) نتيجة للتدفئة الشمسية، أو التحولات الريحية، أو الجبهات الجوية العابرة، وإذا تجاوزت درجة الحرارة المستخدمة في حسابات الأداء المخففة، تعادل درجة الحرارة قبل الوصول إلى المدرج، فإن العديد من المشغلين لديهم قاعدة تفوق القيمة المقررة:
صك المهندسين
وخلال عمليات التفتيش الجارية أو قبل المغادرين، التحقق من أن بارامترات المحرك (N1, N2, EPR, torque, ITT) تتطابق مع القيم المتوقعة بالنسبة لدرجات الحرارة الحالية، وقد تشير الانحرافات إلى مسألة محرك أو تحديد خط السحب غير الصحيح. () استخدام درجة الحرارة المُنخفضة/إزالة الضغط المؤقت ) فقط عندما تكون درجة الحرارة مستقرة وداخل الحدود.
Go/No-Go Criteria
وضع حدود زمنية واضحة للرحيل/الانطلاق: مثلا: إذا تجاوزت المسافة المحسوبة المتاحة 90 في المائة من طول المدرج (أو الحد التنظيمي المنطبق) بسبب ارتفاع درجة الحرارة، ألغيت المغادرة والعودة إلى بوابة إعادة الحساب أو تفريغ الوقود، وإذا انخفضت درجة الحرارة فجأة أثناء المدرج، فستكون على علم بأن زيادة دفع المحرك قد تسبب تجاوزا في الحدود الهيكلية أو تجاوزها - النظر في تأخير السحب لفترة وجيزة إلى أن تستقر الظروف.
التعديلات التشغيلية للتصوير المؤقت
وعندما لا يمكن تجنب التحولات في درجات الحرارة، يمكن للعديد من التعديلات التشغيلية أن تعيد هوامش الأداء الآمنة.
تعزيز الاختيار والبعد
زيادة درجات الحرارة العالية المسافة المطلوبة للإقلاع، وإذا توافرت عدة مجاري، تختار أطول مجرى أو ممر ذي رياح مُفضّلة (يخفض الرؤوس الريح الأرضية)، وفي المطارات التي توجد فيها ممرات متغيرة (مثلاً، المجرى المتشابك)، تنسق مع شركة ATC لاستخدام الخيار الأنسب، وفي الأيام الحارة جداً، تنظر في طلب مغادرات متقاطعة توفر إطالة إضافية قابلة للاستخدام.
إدارة الصدأ: فول ضد شركة
وفي الظروف الساخنة، قد يغري الطيارون باستخدام الدفع المكثف للتعويض عن انخفاض أداء المحرك، غير أن الدفع الكامل يزيد أيضا من درجات حرارة المحرك، ويحتمل أن يقلل من حياة المحرك أو يسبب حدوداً متجاوزة للزمام. ]
Flap and Slat Configuration
(ج) اختيار مسافات أعلى ارتفاعاً في سرعة الارتفاع، وخفض كل من VR وقطع الإقلاع، غير أن ارتفاع الذباب يزيد أيضاً من جره التسلق وقد يقلل من درجة التسلق، أما بالنسبة لتقلبات درجة الحرارة، فتستخدم أجهزة الصنع الموصى بها لتحديد ارتفاع الكثافة، وتتيح بعض الطائرات قفزة غير متحركة مع حمولات أقل.
اعتبارات التسلق -
وبعد رفع درجة الحرارة بسرعة يمكن أن يزيد من كثافة الهواء وتوجه المحرك، مما قد يجعل الطائرة تتسارع بسرعة أكبر مما كان متوقعا، مما يتطلب إدارة دقيقة للسرعة، وعلى العكس من ذلك، فإن ارتفاع درجة الحرارة بعد المغادرة (مثلاً، الارتفاع إلى حراري ساخن) يمكن أن يتدهور أداء التسلق.
معالجة التحولات التزملية والتغييرات السريعة في الرحلة
وكثيرا ما ترتبط التقلبات السريعة بالواجهات الجوية، والحدود المحيطة بالزئبق البحرية، أو بتحويلات درجة الحرارة، وكل منها يطرح تحديات فريدة.
Cold —Soaked Effects
وقد يكون للطائرة التي كانت واقفة لساعات في الطقس البارد الوقود والمكونات الهيكلية عند درجة حرارة منخفضة، وإذا ارتفعت سرعة الطائرة قبل المغادرة (مثلا، مرور واجهة دافئة)، فإن الطائرة قد تظل باردة، وهذا يمكن أن يؤثر على أداء المحرك (لا سيما بالنسبة لمحركات التربين التي لها حدود درجات الحرارة في المكبسة) وتشغيل نظام الوقود، مما يتيح وقتا كافيا للنظم للتدفء قبل الإقلاع.
و"هوت-هيو-هيو-ديبارت
والمطارات التي ترتفع ارتفاعاً عالياً (مثلاً، دينفر، جوهانسبرغ، لاباز) معرضة لتقلبات درجة الحرارة الكبيرة، ويمكن أن تؤدي زيادة درجة الحرارة البالغة 10 درجات مئوية في مساحة تبلغ 000 5 متر إلى ارتفاع الكثافة فوق 000 8 قدم، وبالنسبة لهذه العمليات، تستخدم أعلى ارتفاع متوقع ] في تخطيط الأداء.
شرار ونات وميكروبورست
ويمكن أن يشير انخفاض درجة الحرارة بمقدار ٥-١٠ درجة مئوية في غضون ثوان قليلة إلى هبوط الهواء البارد - أي توقيع كلاسيكي لقطعة الريح، وإذا ما صادفت أثناء السحب أو التسلق الأولي، فإن الزيادة المفاجئة في كثافة الهواء يمكن أن تسبب زيادة في الأداء اللحظي، يليها مشروع تنازلي يقلل من معدل التسلق.
نظم الطائرات والتمكين من استخدام المواقع
ويمكن للتشكيل السليم لنظم الطائرات أن يخفف من تفاوتات الأداء المتصلة بالدرجات العالية.
إدارة الطيران بالمحرك
فالهواء المزدحم المستخدم في ضغط الكوخات، وتكييف الهواء، ونظم مضادة للأيس، يقلل من دفع المحرك، وفي الأيام الساخنة، يمكن أن يؤدي تقليل استخراج الهواء النزيف (مثلاً، إزالة الحزمة أثناء الإقلاع) إلى زيادة الزخم المتاح، وفحص دليل الطيران للطائرات من أجل إجراءات التعبئة المسموح بها، وفي الأيام الباردة، قد يلزم استخدام محرك مضاد للصوت، مما يزيد من تخفيض الاتجاه - ويضع هذا في حساب الأداء.
تكييف الهواء ودرجة الوقود
وقد تؤدي درجات الحرارة العالية المحيطة إلى ارتفاع درجات حرارة الوقود، مما يزيد من خطر تبخير الوقود (قفل الشفرات) أو الإجهاد الحراري على المكونات، واستخدام إعادة تدوير الوقود أو طلب فحص درجة حرارة الوقود قبل المغادرة، وبعض الطائرات لديها حدود لدرجات حرارة الوقود، وإذا تجاوزها، أو تأخرها حتى تبريد الوقود، وبالنسبة للعمليات الباردة، قد يلزم توفير حرارة الوقود لمنع حدوث بلورة جليدية في خطوط الوقود.
المعونة الدينامية الجوية
وفي ظروف شديدة الحرارة، النظر في استخدام تقنيات التاكسي العالية السرعة لتبريد الفرامل والإطارات، حيث يمكن أن تتلاشى المكابح الساخنة أثناء الإقلاع المرفوض، وضمان تصحيح ضغط الإطارات بالنسبة لدرجات الحرارة - يمكن أن تزيد زيادة الإطارات بنسبة 15 مئوية زيادة كبيرة، مما يؤثر على أداء المكابح.
التدريب على الاختراع والتحكّم في مجال سيناريوهات التمهيد ذات الصلة
ومن الأفضل تطوير القدرة على معالجة تقلبات درجات الحرارة السريعة من خلال التدريب المتكرر والمحاكاة الواقعية.
التدريب على أساس سيناريو
(أ) إدخال تغييرات في الأداء بسبب درجة الحرارة في عمليات المحاكاة، مثلاً: تبدأ الرحلة بدرجات حرارة قياسية، ثم أثناء التاكسي، يستحدث المدرب زيادة حرارة 15 درجة مئوية، مما يرغم الطاقم على إعادة حساب بيانات الإقلاع ويقرر ما إذا كان سيعود إلى البوابة، وكبديل لذلك، يمكن للمرور البارد أثناء عملية التدحرج أن يحفز الزيادة المفاجئة في الطاقة وسقوط الرياح.
كفاءة البيانات
ويجب أن يكون الاختراعات مناسبة في استخدام مخططات أداء الطائرات أو أدوات الإي إف بي لضبط مسافات السرعة الجديدة في الفينوسبيدات والمسافات المخففة بسرعة، وينبغي أن يركز التدريب على الطريقة الصحيحة لتعديل الأداء عند حدوث تغيرات في درجات الحرارة - تحدث أخطاء كثيرة عندما يتداخل الطيارون بصورة غير صحيحة بين الصفوف المخططة، واستخدام بيانات الطقس الحقيقية من المطارات المعروفة بتقلب درجات الحرارة (مثلا، فينكس، ودينفر، ودوباي).
القرار - المزيج
(ب) إجراء عمليات حفر تتطلب قراراً يتعلق بالارتفاع/الانطلاق على أساس هوامش الأداء المتصلة بالحرارة، مثلاً: عند سرعة أرضية 50 كيلو متراً، يتسبب الميكروفور في انخفاض حرارة درجة حرارة 5 مئوية و20 كيلو متراً، ويجب على الطاقم أن يدرك أن المجرى المتبقي غير كافٍ وأن يُطلق عملية سحب مرفوضة، وهذه الحفر تُنشئ استجابات غريزة تقلل وقت الرد.
خاتمة
(أ) يتطلب [الإدارة الفعالة لأداء الإقلاع أثناء تقلبات درجات الحرارة السريعة] نهجاً متعدد المستويات يشمل التحليل السابق للرحلات، والرصد في الوقت الحقيقي، والتسويات التشغيلية، والتحسين الأمثل للنظم، وتدريب الأطقم، ويمكن للمشغلين، بفهم أفضل أنواع الارتفاعات في الكثافة وأداء المحركات، أن يتوقعوا التحديات قبل ظهورها، مع وضع الاستراتيجيات المبينة في هذه المادة - من التخطيط المؤات لرصد درجة الحرارة الفعلية أثناء فترة الاختبارات