الضغط الجوي في كابينة الطائرة

"تعتبر الطائرات الحديثة معجزة هندسية توصلنا إلى أقصى بقاع العالم بأمان وراحة. ولكن خلف واجهة هذا الراحة، تعمل أنظمة معقدة للحفاظ على بيئة آمنة داخل الكابينة. أحد هذه الأنظمة الحيوية هو نظام الضغط، الذي يحافظ على مستوى أكسجين مناسب وضغط مستقر حتى على ارتفاعات شاهقة.

ولكن ماذا يحدث إذا تعطل هذا النظام؟ في هذا المقال، سنستكشف أسباب انخفاض الضغط في كابينة الطائرة، وآثاره على الركاب والطاقم، والإجراءات المتخذة للتعامل مع هذه الحالة الطارئة. كما سنلقي نظرة على التكنولوجيا الحديثة التي تستخدم للحفاظ على سلامة المسافرين."

 ان اختلال الضغط الجوي في كابينة الطائرة يمكن ان يحدث في جميع الطائرات المدنية الحديثة منها أو القديمة، فلا يمكن ان نستثني كلا النوعين، لكنه قليل الحدوث، خصوصا في الطائرات المتطورة، حيث باتت أنظمة الكشف عن ذلك أكثر تطورا، وتكنولوجيا بناء الطائرة تتحسن يوما بعد يوم، اضف الى ذلك التدريب المحكم للتعامل مع هذه الحالة الحرجة بالنسبة للطيارين، وضرورة سرعة ردة فعلهم مع هذا الوضع الخطير.

بيئة اصطناعية
تطير الطائرات الحديثة على ارتفاعات شاهقة يكون فيها الهواء قليل الكثافة، وتكون مستويات الأوكسجين فيها منخفضة جدا للحفاظ على حياة الانسان.

 لذا يتم احكام اغلاق كابينة الطائرة أثناء التحليق، ثم يتم ضغطها خلال ذلك لخلق بيئة اصطناعية آمنة، ويتنفس الركاب الهواء المضغوط ويتم ضبطه ليكافئ الضغط الجوي عند ارتفاع 8 آلاف قدم حتى ان حلقت الطائرة على ارتفاعات أعلى من ذلك بأضعاف.، اما عند حدوث انخفاض بضغط الكابينة فان أقنعة الأوكسجين تتدلى فورا أتوماتيكيا، ويتعين على الطيارين ان يهبطوا بسرعة بالطائرة الى ارتفاع أقل من 10 آلاف قدم.

نقص في الأوكسجين
تقع معظم تقلبات الطقس الجوي على الارتفاعات التي تقع تحت ارتفاع 20 الف قدم، ويكون الهواء اقل كثافة فوق ذلك الارتفاع، وتزداد الكثافة عندما يكون ملاصقا لسطح الارض، وتقل تدريجيا كلما ارتفعنا عنه. ويتكون الغلاف الجوي من عدة طبقات اهمها «التروبوسفير»، وهي اهم الطبقات المكونة للغلاف الجوي، نظرا لكونها تبتدئ من سطح الارض الى ارتفاع 20 كلم (66 الف قدم تقريبا) وبها تحدث الحياة، حيث الكائنات والبشر، وتحلق خلالها جميع انواع الطائرات المدنية والعسكرية على حد سواء، وتحدث بها التقلبات الطقسية زائد تكون الغيوم. ولكي يتمكن البشر من بلوغ ارتفاع اعلى من 10 آلاف قدم (3 كلم) بالطائرات والبقاء احياء، لا بد من ان تكون كبائنها الداخلية مكيفة الضغط Pressurized، بسبب ما سبق ذكره من انخفاض الضغط الخارجي على تلك الارتفاعات وانخفاض كثافة الهواء.

90 ثانية للنجاة
عند حدوث خلل بالضغط في كابينة الطائرة على ارتفاع يفوق عشرة آلاف قدم او حدوث تسريب للهواء يجب على الطيارين الهبوط سريعا لارتفاع عشرة آلاف قدم، لانه عند هذا الارتفاع يكون التنفس ممكنا وتكون درجة الحرارة الخارجية محتملة ولو انها تكون باردة، وعملية النزول هذه هذه يجب الا تستغرق اكثر من دقيقة ونصف الدقيقة (90 ثانية)، وبالطبع الهبوط فورا بعدها عند اقرب مطار. لكن اثناء اداء هذه العملية يجب ان يلجأ الطيار الى استخدام اقنعة الاوكسجين الاحتياطية للطوارئ، وكذلك الركاب، حيث تنزلق تلك الاقنعة عادة تلقائية عند حدوث خلل في ضغط الكابينة، ويستمد الركاب والطاقم الاوكسجين عبر قوارير مزودة بها كل طائرة، وتخضع هذه القوارير لعمليات صيانة وكشف دوري قبل اقلاع الطائرة.

 
الهيبوكسيا
أما من الناحية الطبية، فتتفاوت عملية نقص الأوكسجين الهيبوكسيا Hypoxia من شخص إلى آخر، لكن غالباً ما تتساوى في الارتفاعات العالية فوق 10 آلاف قدم، حيث لا يمكن للبشر التنفس بسهولة والحصول على الأوكسجين بهذه الارتفاعات، ومن هنا يتم تكييف كبائن الطائرات لما هو دون 8 آلاف قدم وما تحت، حتى يشعر الركاب وكأنهم بذلك الارتفاع، وبالتالي يبقى الجميع محتفظاً بوعيه. وتتم معالجة نقص الأوكسجين عن طريق استنشاق كمية كافية منه، وبالتالي تزول الأعراض، وهو ليس مرضاً دائماً إنما لحظي، ولكن عندما تطول مدة بقاء الإنسان على ارتفاع شاهق، فإن ذلك يصبح مميتاً.

ضبط الضغط داخل الطائرة
يعرف نظام الهواء المضغوط Pneumatic system بأنه الوحدات والتركيبات والتوصيلات المتكاملة لتغذية وتنظيم إمداد الهواء للكابينة بالطائرة، وتأمين بعض الأجهزة على متن الطائرة، وأهمها نظام التكييف وضبط الضغط، وغالباً ما يتم الحصول على الهواء المضغوط من 3 مصادر:

1 - نظام استنزاف الهواء من المحركات الرئيسية النفاثة للطائرة 

2 - وحدة الطاقة الاحتياطية APU التي تكون أغلب الأحيان في الذيل، ولكنها لا تستخدم إلا عند الضرورة القصوى أو في حالة تعطل المحركات الرئيسية، أو عدم وجود مصدر تغذية للطاقة في أحد المطارات على الأرض. 

3 - وحدة الطاقة الأرضية GPU في المطار (على الأرض فقط). ولكي يتم خلق هذا الضغط ينبغي أن يتم ضخ هواء في الكابينة، والكابينة هي عبارة عن حيز، وبالتالي تتم المحافظة على توازن الضغط عن طريق دورة الهواء المضغوط هذه من خلال صمامات موجودة في بدن الطائرة يتم التحكم في درجة اتساع فتحاتها، وللعلم تحوي كابينة طائرة كالبوينغ جامبو 747 على سبيل المثال ما يقرب من وزن طن كامل من الهواء داخلها.

أجهزة توليد الأوكسجين
عادة تحمل الطائرات الأقدم على متنها أسطوانات تحوي غاز الأوكسجين للتنفس، ولكن هذا مع الوقت أصبح يشكل خطراًَ إذا ما تعرضت إحدى تلك الأسطوانات لعطب أو لشرارة، فإن احتمالات خطر نشوب حريق أو انفجار كبير، ولكن مع تطور تكنولوجيا الطيران، أصبحت الطائرات الحديثة تحمل على متنها أجهزة لتوليد الأوكسجين التي تستخلص الأوكسجين عن طريق مولدات خاصة مجهزة بمواد كيميائية ككلورايد الصوديوم أو ملح حامض الصوديوم (NaClO3). وبالتالي صارت الطائرات أكثر كفاءة من ناحية أنظمة الإعاشة من السابق.

 
هذا باختصار شديد كيفية عمل نظام الإعاشة على متن الطائرات الحالية في الارتفاعات الشاهقة.

المصدر :عشاق عالم الطيران