الركاب ينظرون من نافذة المحطة أو من نافذة الكابينة الحديثة ايرباص A320 قد تلاحظ أحيانًا مشهدًا هادئًا وغير متوقع أثناء مناورة الطائرة نحو المحطة أو ابتعادها عن البوابة. غالبًا ما يمكن رؤية شفرة المروحة الثابتة تمامًا، بينما يطن المحرك المعاكس بقوة تشغيلية. يستكشف هذا الدليل الهندسة والمنطق التشغيلي والأنظمة المخفية وراء إجراءات سيارات الأجرة ذات المحرك الواحد في عائلة A320 ولماذا يحدث هذا في المقام الأول.
لبعض الوقت، تم التعامل مع هذه التقنية باعتبارها فكرة تشغيلية لاحقة، تم ممارستها في المقام الأول من قبل ناقلات منخفضة التكلفة للغاية أو أثناء التأخير الشديد في المطار. ومع ذلك، مع تكثيف تكاليف التشغيل والضغوط البيئية، تحول ما كان في السابق خدعة بسيطة تتعلق بالكفاءة إلى عنصر أساسي في عمليات شركات الطيران الحديثة.
توصية أصبحت موحدة
والآن بعد أن تحول نظام التاكسي ذو المحرك الواحد من مناورة اختيارية لتوفير التكاليف إلى معيار افتراضي على مستوى الصناعة، فمن الواضح أن عقلية توفير التكاليف أصبحت أكثر عدوانية. لسنوات عديدة، صممت الشركات المصنعة طائرات ركاب ذات محركين في ظل الافتراض التشغيلي بأن كلا المحركين سيعملان من الخلف إلى الوصول إلى البوابة. ومع ذلك، بعد أن أثبتت البيانات التشغيلية للطيران سلامة العمليات الأرضية وقدرتها على الاستمرار باستخدام محرك واحد، اتخذت شركة إيرباص خطوة رائعة تتمثل في إعادة هيكلة وثائقها الرسمية الخاصة بالطيارين.
وبدلاً من ترك القرار لتقدير شركات الطيران الفردية، قامت الشركة المصنعة لهياكل الطائرات الأوروبية بترقية إجراءات التاكسي ذات المحرك الواحد من فصل الإجراءات التكميلية في دليل تشغيل طاقم الطيران إلى فصل إجراءات التشغيل القياسية. أدى تحول التوثيق إلى إعادة كتابة فلسفة التشغيل الأساسية لآلاف الطواقم في جميع أنحاء العالم بشكل فعال، كل ذلك من خلال جعل النقل الأرضي بمحرك واحد هو توصية المصنع الافتراضية.
كانت عملية إعادة تنظيم شركة إيرباص أكثر من مجرد تحديث تجميلي وتطلبت تنسيقًا تنظيميًا وإعادة تقييم كاملة لتقاسم مهام سطح الطائرة. وسرعان ما قامت شركات الطيران بدمج توصيات الشركات المصنعة هذه في أدلة الشركة الخاصة بها. بالنسبة لطياري الخطوط، كان هذا يعني أن التدفق التقليدي بعد الهبوط أصبح مختلفًا تمامًا عن ذي قبل. اليوم، ما لم تمنع عوامل بيئية أو ميكانيكية معينة ذلك، فإن إيقاف تشغيل المحرك الثاني أثناء ركوب سيارة الأجرة أصبح أمرًا روتينيًا مثل إسقاط اللوحات أو تشغيل ضوء سيارة الأجرة.
لماذا لا تستخدم كلا المحركين؟
إذًا، من أين يأتي الدافع وراء استخدام محرك واحد؟ في الواقع، يعود جزء كبير من القرار إلى الاقتصاد الجزئي لحرق الوقود الأرضي. تم تحسين محركات الطائرات بشكل كبير للرحلات على ارتفاعات عالية، مما يعني أن كفاءتها في وضع الخمول عند مستوى سطح البحر سيئة للغاية. تعمل طائرة A320 القياسية التي تعمل على تشغيل كلا المحطتين على الأرض في وضع الخمول على حرق الوقود بمعدل سريع، مما يؤدي إلى إهدار كبير أثناء طوابير الانتظار الطويلة في المطارات.
ومن خلال إيقاف تشغيل محرك واحد، يمكن للطيارين تقليل استهلاك الوقود الخامل إلى النصف تقريبًا. في المتوسط، توفر طائرة A320 حوالي 8.8 رطل (أربعة كيلوغرامات) من وقود الطائرات لكل دقيقة تعمل فيها بمحرك واحد بدلاً من محركين. وعندما يتم توسيع نطاق هذه الوفورات عبر أسطول عالمي ضخم يقوم بتشغيل مئات الآلاف من الرحلات الجوية سنويا، فإن هذه الوفورات التي تبدو طفيفة دقيقة بدقيقة تتضاعف لتؤدي إلى تخفيضات اقتصادية وبيئية هائلة.
تعمل مكاسب الكفاءة التراكمية هذه على إعادة تشكيل البصمة الكربونية لعمليات شركات الطيران قصيرة المدى بشكل كامل. غالبًا ما يرفض النقاد التغييرات التشغيلية على الأرض باعتبارها طفيفة مقارنة بانبعاثات الرحلات الجوية على ارتفاعات عالية، لكن تحليلات بيانات الرحلة تكشف عن واقع مختلف. عندما تقلل شركات الطيران من حرق الوقود الأرضي، فإنها لا توفر ملايين الدولارات من تكاليف التشغيل المباشرة فحسب، بل إنها تعمل أيضًا على خفض الانبعاثات على مستوى المطار بشكل كبير، مما يؤدي إلى تحسين جودة الهواء المحلي.
الكثير من القوة المتاحة
ما يصبح غالبًا نقطة نقاش مثيرة للاهتمام هو كيف يمكن لمحرك واحد أن يناور بأمان بطائرة ركاب محملة بالكامل يصل وزنها إلى 171,960 رطلاً (78,000 كجم) دون التسبب في إجهاد مفرط. قوة دفع ساكنة هائلة تنتجها المحركات التوربينية الحديثة، وتحديدًا سي اف ام 56 وتعد محطات توليد الطاقة التي خلفتها أكثر من كافية لتحريك الطائرة. إن محطات توليد الطاقة هذه ليست توربينات إقليمية صغيرة منخفضة الدفع، كما أنها تمتلك طاقة خام كبيرة حتى في وضع الخمول.
تنتج محركات CFM56-5B المثبتة على عائلة A320 قوة دفع هائلة تبلغ 27000 رطل (120 كيلونيوتن). ويعني هذا الدفع العالي في وضع التباطؤ أنه بمجرد تحرك الطائرة، تكون الطاقة المتبقية من محرك واحد أكثر من كافية للحفاظ على دوران الطائرة بسرعة أرضية قياسية تتراوح من 15 إلى 20 عقدة. في الواقع، غالبًا ما يضطر الطيارون إلى استخدام الفرامل بشكل دوري في سيارة أجرة ذات محرك واحد لأن الدفع الخامل لمحرك CFM56 لا يزال قوياً بما يكفي لتسريع الطائرة على أرض مستوية.
يتيح ملف الدفع الفريد للطائرة A320 تجنب عقوبة تكلفة الوقت التي تعاني منها الطائرات الإقليمية الأصغر حجمًا ذات الدفع المنخفض. عندما تحاول طائرة ذات دفع منخفض التحرك باستخدام محرك واحد، غالبًا ما يضطر طاقم الطائرة إلى تطبيق قوة دفع انفصالية عالية للتغلب على الاحتكاك الساكن، مما يزيد بشكل كبير من حرق الوقود ويولد انفجارًا نفاثًا عالي السرعة خطيرًا في منطقة المنحدر. على النقيض من ذلك، يمكن للطائرة A320 كسر القصور الذاتي الساكن بشكل نظيف مع الحد الأدنى من مدخلات دواسة الوقود، مما يجعل التاكسي ذو المحرك الواحد حقيقة آمنة وعملية للغاية في الممرات المزدحمة والمزدحمة.
ترقية حاسمة
يبدو إيقاف تشغيل المحرك على الأرض طريقة مباشرة لتوفير الوقود، ولكنه يمثل تحديًا كبيرًا لتكامل النظام. على الرغم من أن روابط الناقلات الأوتوماتيكية وأنظمة نقل الطاقة تسمح لمحرك تشغيل واحد بتغذية الكهرباء والضغط الهيدروليكي للطائرة بأكملها، إلا أنها لا تستطيع توفير تكييف الهواء الهوائي أو تكرار النظام بالكامل دون مساعدة وحدة الطاقة المساعدة. للحفاظ على شاشات قمرة القيادة حية، وأضواء المقصورة، وتشغيل مكيف الهواء، كان على الطيارين تقليديًا الحفاظ على تشغيل وحدة الطاقة المساعدة.
APU عبارة عن محرك توربيني غازي صغير يقع في مخروط ذيل جسم الطائرة. على الرغم من أنه أصغر من المحركات الرئيسية، إلا أنه لا يزال توربينًا يستهلك الوقود حيث يحرق حوالي 277.8 رطلاً (126 كجم) من الوقود في الساعة. الاستهلاك المستمر من وحدة APU يعني أن جزءًا من الوقود الذي يتم توفيره عن طريق إيقاف تشغيل المحرك الرئيسي يتم حرقه على الفور عن طريق تشغيل وحدة APU.
من خلال تعديل دوائر إطفاء الحريق في المحرك، تسمح ترقية سيارة الأجرة ذات المحرك الواحد بدون APU (SETWA) بتشغيل قناني الحريق بواسطة حافلات البطارية، مما يتيح قيادة آمنة ذات محرك واحد مع إيقاف تشغيل APU. وهذا يعني أن طاقم الرحلة يمكنه التحرك بأمان مع إيقاف تشغيل وحدة APU بالكامل، مما يحافظ على تهوية المقصورة نشطة ويحمي دوائر الكشف عن الحرائق في الطائرة. إن القدرة على العمل بدون وحدة APU تفتح الإمكانات البيئية الكاملة لكفاءة الأرض، مما يوفر الكثير من الوقود ويقلل كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون سنويًا لكل هيكل طائرة يتم ترقيته.
اكتشف ما يفتقده متتبعو الرحلات الآخرون
نعيق الطوارئ، تعليق، NOTAMs – إشارات حية، بدون اشتراك.
فتح تعقب
اكتشف ما يفتقده متتبعو الرحلات الآخرون
نعيق الطوارئ، تعليق، NOTAMs – إشارات حية، بدون اشتراك.
فتح تعقب
عندما يصبح المحرك ساخنًا جدًا
للتشغيل بأمان عبر سيارة أجرة ذات محرك واحد بعد الهبوط، يتعين على طاقم الطائرة إدارة الحدود الفيزيائية والحرارية الشديدة لبناء المحرك النفاث. عندما تهبط طائرة وتخرج من المدرج النشط، تكون محطات توليد الطاقة الخاصة بها قد أمضت عدة ساعات في العمل في درجات حرارة عالية للغاية. إن إيقاف تشغيل المحرك على الفور لحظة خروج الطائرة من المدرج من شأنه أن يتسبب في أضرار جسيمة ودائمة لقلب التوربين.
يحدث الضرر بسبب ظاهرة الديناميكا الحرارية المعروفة باسم القوس الدوار. عندما يتم إيقاف تشغيل المحرك الساخن بسرعة كبيرة، ترتفع الحرارة المتبقية إلى أعلى غلاف المحرك، بينما يستقر الهواء البارد في الأسفل. يؤدي هذا التوزيع غير المتساوي لدرجة الحرارة إلى تشوه عمود الدوار المركزي أو ترهله قليلاً. إذا حاول الطيار إعادة تشغيل العمود الملتوي لاحقًا، فقد تحتك شفرات الضاغط بالغلاف الخارجي، مما يتسبب في أضرار هيكلية داخلية شديدة.
ولمنع هذا التشويه، يتطلب محرك CFM56 فترة تثبيت حراري إلزامية مدتها ثلاث دقائق عند الدفع الخامل قبل أن يتم إيقاف تشغيله بأمان. يجب على الطيارين إدارة هذا الجدول الزمني بعناية أثناء الانتقال من الطيران إلى العمليات الأرضية لأن أي خطأ في الحكم سيسبب الكثير من الصداع لفرق العمليات والصيانة.
تقنيات جديدة في الأفق
تخضع تجربة مقصورة الركاب لتحول دقيق ولكن ملحوظ في اللحظة التي يبدأ فيها طاقم الرحلة في إيقاف تشغيل محرك واحد. ومع انتقال الحمل الكهربائي وضبط الضغط الهوائي، يصاحب الانخفاض المفاجئ في الضوضاء المحيطة تقلب قصير في تدفق مكيف هواء المقصورة. بالنسبة للعديد من المسافرين الدائمين، فإن هذا التغيير اللحظي في مناخ المقصورة والطنين المميز لأنظمة الطاقة الاحتياطية هما المؤشران الوحيدان على أن الطائرة تتنقل في الممر مع تعطيل نصف نظام الدفع الأساسي. يعد هذا الحل الوسط التشغيلي البسيط بمثابة ثمن بسيط يجب دفعه مقابل التخفيض الهائل في الانبعاثات الأرضية للمطارات.
يعد توفير عدة أرطال من الوقود هدفًا رئيسيًا لشركات الطيران الحديثة، لكن الطيارين ما زالوا مدربين على التخلي عن هذا الإجراء فورًا في حالة تدهور الظروف الأرضية. السلطة النهائية تقع دائمًا في قمرة القيادة، حيث يجب على القبطان تقييم المتغيرات مثل الأسفلت الرطب، أو معابر الممرات المزدحمة، أو مداخل البوابة الضيقة قبل أن يقرر قطع المحرك. وفي نهاية المطاف، فإن هذا التوازن بين الإشراف البشري والمرونة التقنية هو الذي يضمن عدم تحقيق مكاسب الكفاءة إلا عندما يظل الهامش التشغيلي آمنًا تمامًا.
إن ممارسة استخدام المحركات التوربينية عالية الدفع لتحريك طائرات الركاب على الأرض قد تصبح في نهاية المطاف قديمة مع ظهور تقنيات جديدة. ويعمل مهندسو الفضاء الجوي بشكل نشط على تطوير واختبار أنظمة سيارات الأجرة الكهربائية، والتي تستخدم محركات كهربائية صغيرة مدمجة مباشرة في عجلات جهاز الهبوط للمناورة بالطائرة. هذه المحركات الكهربائية، التي يتم تشغيلها بالكامل بواسطة وحدة الطاقة المساعدة، ستسمح للطائرات بالتحرك من البوابة إلى عتبة المدرج مع صمت المحركين الرئيسيين تمامًا. لم يتم بعد استخدام مثل هذه التكنولوجيا على نطاق واسع، وبالتالي، ستظل سيارة الأجرة ذات المحرك الواحد الأداة الأكثر فعالية للطيارين لتقليل الانبعاثات والتحكم في تكاليف التشغيل لمدة دقيقة واحدة في كل مرة.
اكتشاف المزيد من موقع معرفة للمحركات
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
