Boeing/NASA-Glenn 03

دیاگرام ساده شده در شکل 13 تفاوت بین سیستم TALON در ارتش (دارای قابلیت تولید LOX  و LENA) و سیستم تجاری SAFTI را که تنها به تولید LENA میپردازد نشان میدهد .

دستگاه جداسازی به شیوه هیبرید یا دوگانه:

انواع مختلفی از دستگاههای جداسازی هوا وجود دارند که می توانند به راه های مختلف و برای اهداف خاصی با هم ادغام شوند تا خلوص محصول نهایی را بالا برند .استفده از بخار گاز هدر رفته ،ایجاد تعادل و تکیه بر استفاده از فشارها و دمای هوای ورودی نیز بیشتر میشود . انتشار دوباره گاز از طریق مادیول جداسازی هوا ASM مزیت دیگری است .

مثال سیستم هیبرید میتواند ترکیب واحد PSA با دستگاه HFM باشد . در این مورد ،بخار ورودی ابتدا وارد HFM شده و محصول اولیه HFM  ،NEA خواهد بود .

اگر فشار ورودی HFM  بالاتر از مقدار مورد نیاز باشد (که منجر به بازده مناسب میشود ) ،افت فشار در دستگاه HFMمیتواند از طریق قانون بازگشت فشار HFM  SAM به حد مطلوب برسد .

در این مورد گاز هدر رفته در بخش دوم می تواند HFM را با فشار مناسب خارج کرده تا در دستگاه PSA مورد استفاده قرار گیرد .اگر محصول به دست آمده از این بخار اکسیژن باشد ،دستگاه PSA شانس افزایش مقدار اکسیژن در گاز هدر رفته HFM را خواهد داشت . اگر فشار ورودی به HFM نقش فرعی در تولید NEA داشته باشد ،کمپرسور نیاز به افزایش فشار گاز ورودی PSA ( تا آن سطحی که برای عملکرد PSAمناسب باشد ) را پیدا می کند . چون در این مراحل نیاز به فشرده کردن گاز برای بار دیگر پیدا میشود چنین سیستم دوگانه ای چندان مورد توجه قرار نمیگیرد .

به طور کلی سیستم های دو گانه یا هیبریدی در پارامتر های تامین هوا کمتر قابلیت انعطاف نشان داده ،کمتر قابل اطمینان هستند ،وزن بالاتری دارند و هزینه های نگهداری و تقطیر بالایی را نیز بر عهده سازنده می گذارند .

در کاربردهای هوانوردی ،سیستم های دوگانه در صورت بروز عدم توازن زیاد بین نسبت اکسیژن-نیتروژن نرمال به نسبت محصول مورد نیاز بحث زیادی را راه خواهد انداخت .

کاربردهای هیبرید ( دو گانه):

این کاربردها انهایی هستند که در سیستم تفکیک هوا مورد استفاده قرار گرفته و با دستگاههای دیگر ترکیب میشوند تا به نتایج دلخواه دست یابند .مثالی که میتوان در این مورد بدان اشاره کرد سیستم اطفای حریق در اتاق حمل بار می باشد . که از ترکیب آب یا آیروسل (پراکندگی جامد یا مایع در یک گاز ) پیروتکنیک استفاده کرده تا حجم آتش را پایین آورده و سپس انتقال NEA از تقطیر OBIGGS را به منظور اطفای آتش و حفظ هواپیما به انجام رساند .

در آغاز کاربرد هیبرید به دستگاه شارژ قطعه ای برای سیلندر های پر فشار اکسیژن اشاره دارد که در برخی مدل های هواپیما مورد استفاده قرار میگیرد ،مرجع6.این سیستم از واحد کوچک PSA به همراه یک کمپرسور استفاده میکند تا 99 درصد اکسیژن خالص تولید کرده و در هواپیما ذخیره سازی نماید .از فواید این سیستم کاهش مقدار سرویس دهی بر روی زمین برای سیستم اکسیژن (با هزینه بالا) و ریسک های مربوط به نگهداری و حفاظت می باشد .در دسترس بودن مایعات برودتی در هواپیما امکان توسعه تکنولوژی هایی را در مورد هواپیمای جت تجاری فراهم میکند که تا به حال نظیر نداشته است . در اختیار داشتن LOX کافی در زمان مناسب موجب بازده بالا و سبکی وزن APU میشود .فقدان نیتروژن در عمل اکسید کردن مسئله انتشار اکسید نیتروژن را حل میکند . در دسترس بودن LENA قابلیت سرمایشی و همچنین محیط هایی با دمای پایین را ایجاد کرده باعث افزایش بازده آلترنتیو ها و موتورها و نیز افزایش فواید ابر رسانا خواهد شد .

تکنولوژی نانوپر:

مرجع شماره 10 از روزنامه علمی به گزارشی در مورد پیشرفت انجام شده توسط دپارتمان Energy’s Scandia National Laboratories  در استفاده از اشعه فرا بنفش برای ایجاد منافذ دقیق نانومتری در غشا و ساختارهای کریستالی زیولیت اشاره کرده است .

تمامی این پیشرفت ها که تحت نظر چند سازمان انجام میگیرد توسط دکتر Jefferi Brinker  هدایت میشود . اصطلاحات کاری او در یک سری چهار صفحه ای در روزنامه NATURE بطور تفصیلی به شرح تولید الگوهای منافذ با اندازه های کاملا یکسان از طریق ساختار نانو میپردازد .

ساختارهای لانه زنبوری دارای منافذی هستند که به طور هماهنگ در زمان روشن شدن با اشعه فرا بنفش جمع میشوند . با وجود امکان متوازن کردن غشا و ساختار های کریستالی ، قابلیت غشا در جداسازی اکسیژن و نیتروژن افزایش می یابد .کاربرد ابتدایی تکنولوژی جدید نانو برای آرایه های((arrays سنسور،دستگاه های سیال و فتونی و لایه های با نفوذ پذیری الکتریکی به کار می رود .

قابلیت های هواپیما :

مدل های استفاده شده در تحقیق شامل تغییراتی است که اخیرا در هواپیمای بوئینگ داده شده است .اطلاعات و داده های اضافی از کمیته بررسی ARACII  و همچنین AIRBUS گرفته شده است . این داده ها برگرفته است از تحقیقاتی که شامل مدل های 737,747,757,767,777 از هواپیمای بوئینگ و مدل های A300,310,320 ,330,340 از هواپیمای AIRBUS می باشند .جدول شماره 1

این دیتاها نمونه ای از جریان هواگیری در اکثرهواپیماهای حملو نقلی می باشند که به طور مقدماتی به تنظیم فشار کابین تا رسیدن به ارتفاع مناسبی از فشار پرداخته و هوای مناسبی را برای تنفس بهتر و راحتی مسافران فراهم میکند . این عمل نیاز به حداقل جریان از 10 فوت مکعب بر دقیقه برای هر مسافر می باشد تا هوای تازه تمام کابین را فر گیرد .

تجزیه و تحلیل هایی با استفاده ازCOMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS  صورت گرفته تا به تحلیل آنچه برای ایجاد جریان مناسب هوا در کابین مورد نیاز است بپردازد.

به علاوه جریان هوا برای اتاق خلبان طوری تنظیم میشود که هم جریان هوا بتواند از اتاق خارج شود وهم سرمایش رخ دهد در نتیجه هوا تازه میشود . جریان هوا در اتاق خلبان 70-80 فوت مکعب در هر دقیقه برای هر خدمه اتاق می باشد .

جدول شماره 1بیانگر فشار ،دما و سرعت جریان در طول مراحل پرواز است .

تنظیم دما و فشار بر اساس ارتفاع ،دمای هوای خارج هواپیما و مجرای هواگیری و بسته های مطبوع انجام میگیرد .

سیستم اطفای حریق اتاق حمل بار :

مقدمه:

هواپیما های بوئینگ از HALON 1301 به عنوان عامل خاموش کننده در سیستم اطفای حریق اتاق حمل بار استفاده می کنند .در نتیجه اصلاحیه COPENHAGEN در پرتکل MONTREAL ،تولید HALON 1301 از دسامبر1993 متوقف شده است و استفاده  تجاری از آن به استثنای موارد بحرانی مثل آتش سوزی در اتاق حمل بار ممنوع شده است .برای دستیابی به عوامل جایگزین برای کاربرد در سیستم های اطفای حریق در هواپیما ،صنعت حمل و نقل هوایی ،شامل کارخانه ها ، خطوط هوایی ،آژانس ها و آکادمی های وابسته گروه INTERNATIONAL HALON REPLACEMENT FOR HALON 1301 را شکل دادند .در واقع تا به حال هیچ جایگزین خوبی برای HALON به منظور کاربرد در هواپیماهای تجاری پیدا نشده است که از نظر هزینه به صرفه باشد ،وزن مناسبی داشته و سمی نیز نباشد .بخشی از این تحقیق شامل توجه به NEA به عنوان جایگزین بالقوه HALON 1301 می باشد :سیستم تولید گاز بی اثر ((on-board OBIGGS

سیستم ردیاب دود در اتاق حمل بار :

در هر اتاق حمل بار کلاس A وB از سیستم های ردیاب دود استفاده شده است . تمام مدل های بوئینگ به غیر از 737 از این سیستم در اتاق حمل بار استفاده می کنند . مدل های هواپیمای 737 سیستم ردیاب دود را به صورت منطقه ای به کار می گیرند . سیستم ردیاب از طریق جریانات شامل شبکهای توزیع شده از تیوب ها می باشد که هوا را از طریق منافذ متعدد در پوشش سقف اتاق حمل بار وارد میکند . ردیاب های دود خارج از اتاق حمل بار قرار گرفته اند و سپس هوا را خارج میکنند .سیستم ردیاب منطقه ای شامل ردیاب های دود در موقعیت های متعدد در پوشش سقف اتاق حمل قرار گرفته اند .

زمانی که دود به وسیله یکی از این دو سیستم ردیابی شد ،آژیرهای صوتی و نوری به کابین خلبان پیغام خطر را ارسال می دارند . چراغی که در هشدار دهنده اطفای حریق روشن میشود پیغام هایی را به کابین خلبان فسیستم هشدارگر خدمه و نشانگر موتور EICAS ارسال داشته خدمه را از آتش سوزی در اتاق حمل بار با خبر میکند . طرحی از سیستم ردیاب دود از طریق جریانات در شکل 14 آمده است .

سیستم های اطفای حریق در اتاق حمل بار :

این سیستم ها در اتاق حمل بار هواپیمای بوئینگ به حداقل غلظت HALON 1301 برای 1 ساعت یا بیشتر بسته به مدل هواپیما مجهز هستند .به کار انداختن سیستم اطفای حریق بنا بر نظر خلبان انجام میشود .این سیستم در ابتدا شاهد افت تخلیه هستند و سپس تخلیه دقیق و اندازه گیری شده ای از HALON 1301.

اتاقک های حمل بار مربوطه از سیلندرمعمولی هم برای سیستم های اندازه گیری شده و هم سیستمهای کاهش دهنده استفاده میکنند . HALON میتواند در یک اتاق حمل بار یا دیگری تخلیه شود . در واقع HALON  کافی برای اطفای حریق به طور همزمان در 2 اتاق وجود ندارد ،در واقع اصلا نیازی به این کار نمیباشد .احتمال آتش سوزی در یک اتاق محتملتر است تا رخ داد آتش سوزی در هر 2 اتاق . شکل 15 نگاه کلی ای برسیستم اطفای حریق در هواپیما دارد .

در تمامی مدل ها ، زمانی که آتش ردیابی شد و تخلیه سیستم HALON  اتفاق افتاد ،حداقل غلظت HALON در هر زمان برای مدت زمان لازم برای هر مقدار محموله بارگیری شده لازم است . شکل 2 خلاصه ای از عملکرد و پارامتر های سیستم اطفای حریق در هر مدل هواپیما میباشد .

سیستم کاهش دهنده در تمام سیستم های اطفای حریق محموله در هواپیما های بوئینگ شامل سیلندرهای HALON است که از طریق سیستم توزیع شده تیوب ها تخلیه شده و نازل ها را در پوشش سقف اتاق حمل بار مربوطه تخلیه میکنند .

این سیستم بسته به حجم فضای اتاق ، دما، و ارتفاع پروازی اندازه گیری و برقرار شده است و 1تا2 دقیقه طول میکشد تا به حد اکثر غلظت برسد .عملکرد سیستم اطفای حریق محموله برای هر مدل در جدول 2 آمده است . توجه کنید که کابین در عرشه اصلی مدل747-400 کلاس B 294lb HALON را در سیستم کاهش دهنده تخلیه میکند .

سیستم اندازه گیری کننده یا در همان زمان کاهش تخلیه را انجام میدهد یا پس از تاخیر در یک زمان مشخص به این کار می پردازد و میزان ثابتی از جریان HALON را برای حفظ غلظت HALON وارد میکند . این غلظت بیش از حداقل بوده وبرای طول دوره ای خاص مورد استفاده قرار میگیرد .میزان جریان اندازه گیری شده ،عملکرد انتشار در اتاق است .

هر چه میزان انتشار در اتاق بالا باشد میزان جریان HALON نیز بیشتر میشود تا تعاذل برقرار شود .اتاق های حمل بار طوری طراحی شده اند تا به کاهش میزان انتشار در حالت آتش سوزی ،افزایش زمان برای نگهداری HALON  و کاهش تاثیرات انتشار بپردازند .

میزان انتشار در اتاق کلاسC بسیار کم با ft/m11در هواپیمای مدل 757-300  ونیز ft/m99 در هواپیمای 777-300 تفاوت دارد . میزان انتشار در اتاق های حمل بار در عرشه اصلی در هواپیمای 747-400 کلاس B می تواند تا ft/m955 نیز باشد .

پارامتر های فیزیکی اتاق حمل بار و اطفای آتش :

پره پایین تر در اتاق های حمل بار دراز ،باریک وکم ارتفاع است . این پره در کنترهایی که در بدنه و ساختار هواپیما قرار دارن جای گرفته است .اندازه اتاق های حمل بار در بوئینگ کلاس c در گستره ای کمتر از ft800 در هواپیمای 737-800 و بیشتر از ft6000در هواپیمای 777-300 قرارگرفته است . اتاق حمل بار عرشه اصلی در Combi 747-400کلاس Bحجمی در حدود ft11000دارد .

دیوارهای کناری و سقف اتاق های کلاس C ضد آتش هستند .سیستم های اضطراری در اتاق حمل بار کلاسB به وسیله لایه های ضد آتش حفاظت میشوند .جدول 3 به خلاصه ابعاد فیزیکی اتاق حمل بار هواپ یما میپردازد .

هر تکنولوژی تفکیک گاز بی اثر جدید که جایگزینی برای HALON1301 فرض شود مجبور خواهد بود تا استانداردهای عملکرد HALON را به عنوان حداقل استاندارد دارا باشد . اگر عملکرد تکنولوژی ای از عملکرد HALON در سطح پایین تری قرار بگیرد دارای ایمنی زیادی نخواهد بود و برعکس آن نیز صادق است .