نظام تكييف الهواء في الطائرة (Air Conditioning System)

نظام تكييف الهواء في الطائرة (Air Conditioning System)

 

 نظام تكييف الهواء في الطائرة (Air Conditioning System) هو جزء مهم من نظام التحكم البيئي (Environmental Control System - ECS) في الطائرات، وهو مصمم لضمان راحة وسلامة الركاب وأفراد الطاقم خلال الرحلة الجوية.

المهام الرئيسية لنظام تكييف الهواء في الطائرة:

1. توفير الهواء النقي:

   • يسحب الهواء من المحركات أو الضاغط (Bleed Air) ويعالج ليصبح نظيفًا وصالحًا للتنفس.
   • يتم خلط الهواء النقي مع هواء معاد تدويره داخل المقصورة لتحقيق التوازن في الضغط ودرجة الحرارة.

2. التحكم بدرجة الحرارة:

   • يتم تبريد الهواء الساخن المستخلص من المحركات أو تسخينه حسب الحاجة باستخدام أنظمة تبريد وتسخين مدمجة.

3. ضبط الرطوبة:

   • على الرغم من أن مستوى الرطوبة في الطائرات عادة منخفض، إلا أن النظام يضمن مستويات مناسبة لتجنب الجفاف الشديد.

4. التحكم في الضغط داخل المقصورة:

   • يعمل بالتوازي مع نظام التحكم في الضغط للمحافظة على ضغط هواء مريح وآمن للركاب، خاصة على ارتفاعات عالية.

---

مكونات نظام تكييف الهواء:

1. Air Source (مصدر الهواء):

   • الهواء المأخوذ من المحركات (Bleed Air) أو وحدات الطاقة المساعدة (APU) أو ضاغط خارجي.

2. Packs (وحدات تكييف):

   • عبارة عن وحدات مدمجة تشمل مبادلات حرارية وصمامات تحكم لضبط درجة الحرارة والرطوبة.

3. Mixing Manifold (غرفة الخلط):

   • تقوم بخلط الهواء النقي مع الهواء المعاد تدويره لتحقيق التوازن الحراري.

4. Cabin Distribution System (نظام توزيع الهواء):

   • يتكون من أنابيب ومخارج هواء لتوزيع الهواء بالتساوي داخل المقصورة.

---

كيف يعمل النظام:

1. إدخال الهواء الساخن:

   • الهواء الساخن الذي يتم استخراجه من المحركات يتم تبريده عبر مبادلات حرارية.

2. تنقية الهواء:

   • يُمرر الهواء عبر مرشحات لتنقيته من الجسيمات والملوثات.

3. التحكم بدرجة الحرارة:

   • يتم التحكم في درجة الحرارة بواسطة صمامات لتنظيم كمية الهواء الساخن والبارد.

4. التوزيع داخل المقصورة:

   • يتم توزيع الهواء من خلال فتحات خاصة لتوفير بيئة مريحة وموزعة بالتساوي.

---

ميزات إضافية:

• استهلاك الطاقة منخفض: النظام مصمم ليعمل بكفاءة دون استهلاك مفرط للطاقة.
• الأمان: النظام مزود بحساسات لمراقبة جودة الهواء وضمان مستويات الأكسجين المناسبة.

إن نظام تكييف الهواء في الطائرات يعد من التقنيات المتطورة لضمان راحة الركاب وأمانهم، خاصةً في الرحلات الطويلة وعلى ارتفاعات تتطلب ظروفًا بيئية محكمة التحكم.

نظام تكييف الهواء في الطائرة

نظام تكييف الهواء في الطائرة (Air Conditioning System) هو عنصر أساسي لضمان راحة وسلامة الركاب وأفراد الطاقم أثناء الطيران. يعمل هذا النظام على ضبط درجة الحرارة، والتحكم في الضغط، وتنقية الهواء داخل المقصورة، مما يتيح بيئة ملائمة للركاب حتى على ارتفاعات شاهقة حيث ينخفض الضغط الجوي وكمية الأكسجين في الهواء.

---

مبدأ عمل النظام

عند ارتفاع الطائرة عن سطح الأرض، يقل الضغط الجوي ويصبح الهواء الخارجي قليل الأكسجين. لذلك، يتم سحب الهواء النقي وضغطه لضمان وجود كميات كافية من الأكسجين داخل الكابينة. ومع ذلك، يكون الهواء المضغوط مرتفع الحرارة، مما يتطلب معالجته ليصبح مريحًا للتنفس وملائمًا للركاب.

لا يقتصر دور النظام على التبريد فقط، بل يشمل التحكم في درجة الحرارة والرطوبة، وتنقية الهواء من الشوائب، وتدويره داخل الكابينة. كما يساهم في تبريد أجهزة القياس ومنع تكثف بخار الماء على النوافذ.

---

أنواع نظام تكييف الهواء في الطائرات

1. التكييف باستخدام غاز التبريد (Vapor-Cycle Air Conditioning)

• الاستخدام: شائع في الطائرات الصغيرة.
• آلية العمل:
  • يعتمد على دورة مغلقة تشبه تلك المستخدمة في السيارات، وتستخدم غاز التبريد المعروف بالفريون.
  • يبدأ الغاز كسائل في الخزان، ويمر عبر صمام التمدد، ثم يتحول إلى قطرات مبردة في المبخر.
  • يقوم المبخر بتبادل حراري مع الهواء، ما يؤدي إلى تبريد الهواء ودفعه داخل المقصورة.
  • يعاد ضغط الغاز الساخن عبر الضاغط، ثم يُبرد في المكثف باستخدام الهواء الخارجي.
  • تستمر الدورة بشكل متكرر.

2. التبريد باستخدام الهواء (Air-Cycle Air Conditioning)

• الاستخدام: شائع في الطائرات النفاثة.
• آلية العمل:
  • يعتمد على الهواء النقي المستخرج من المحركات (Bleed Air).
  • يمر الهواء عبر مبادلات حرارية (Primary وSecondary Heat Exchangers) لتبريده باستخدام هواء خارجي (Ram Air).
  • يتم ضغط الهواء لتقليل حجمه وزيادة برودته باستخدام ضاغط وتوربين.
  • يُفصل الماء عن الهواء البارد باستخدام فاصل الرطوبة (Water Separator) لتجنب تجمده.
  • يتم خلط الهواء المبرد مع هواء مُعاد تدويره في غرفة الخلط (Mixing Chamber)، ثم يُوزع عبر قنوات إلى مناطق الطائرة المختلفة.

---

ميزات نظام تكييف الهواء

• التحكم في درجة الحرارة: الطيار يضبط درجة حرارة الكابينة عبر أنظمة تحكم متطورة.
• تنقية الهواء: يضمن جودة الهواء وصلاحيته للتنفس.
• كفاءة الطاقة: يعمل بكفاءة دون استهلاك زائد للوقود.
• الحماية من الرطوبة: يمنع تكثف بخار الماء على النوافذ لضمان الرؤية الواضحة.

---

مقارنة الأنظمة

الميزة	Vapor-Cycle	Air-Cycle
الاستخدام	طائرات صغيرة	طائرات نفاثة
المبدأ	غاز التبريد (الفريون)	هواء مستخرج من المحركات
المكونات الأساسية	ضاغط، مكثف، مبخر	مبادلات حرارية، ضاغط، توربين
التكلفة والتعقيد	أقل تكلفة وتعقيد	أعلى تكلفة وتعقيد

---

خلاصة

نظام تكييف الهواء في الطائرة هو جزء حيوي يضمن راحة الركاب وسلامتهم في بيئة مرتفعة الضغط. تنقسم الأنظمة إلى نوعين رئيسيين: التبريد بالغاز والتبريد بالهواء، وكلاهما يعمل بكفاءة لتحقيق الظروف المثلى داخل المقصورة.

تعديل المقال