از ورودی‌های بسیار مهم در موتورهای هواپیما، سیستم سوخت هواپیما است که باعث ایجاد انرژی مکانیکی و تولید نیروی جلو برنده در وسایل پرنده که باعث به حرکت درآمدن و و در نتیجه باعث پرواز هواپیما میشود، میباشد.
سیستم سوخت رسانی هواپیما سوخت مورد نیاز موتورهای هواپیما و پرواز را تامین می‌کند و شامل شبکه‌ای پیچیده از لوله‌ها، پمپ‌ها، مخازن و شیراها است. طراحی سیستم سوخت هواپیما بسیار حیاتی بوده و هرگونه اختلال در این سیستم می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری داشته باشد.
سیستم‌های سوخت رسانی در هواپیماهای مختلف
سیستم سوخت رسانی هواپیما در وسایل پرنده مختلف متفاوت بوده و این تفاوت به نوع استفاده، پیچیدگی و کاربرد هواپیما وابسته است.
طبیعتاً هر چقدر هواپیما ساده‌تر و دارای سیستم هایی با پیچیدگی کمتر باشد، سیستم سوخت رسانی ساده‌تر و همچنین کاربردهای محدودتری را شامل میشود.
در ابتدای کار پرواز انجام عملیات پرواز در ارتفاعات پایین و با موتورهایی که شبیه موتورهای زمینی بود کار خود را آغاز کرد، اما با توجه به پیشرفت علمی و همچنین افزایش دامنه نیاز انسان، سیستم‌های سوخت رسانی نیز دارای طراحی‌های جدید و همچنین پیچیدگی‌های بیشتری شدند.
ابتدایی‌ترین نوع سیستم‌های سوخت رسانی مربوط به سیستم‌های هواپیماهای سبک است که در ارتفاعات پایین پرواز می‌کنند.
رفته رفته تانکهای سوخت یا در حقیقت مخازن نگهداری سوخت دچار تغییر و بهبود در ساختار و طراحی شد که این موضوع دانشمندان علم مکانیک شیمی ساخت مواد و مدیریت را به فکر فرو برد تا بتوانند به بهترین نتیجه ممکن دست پیدا کنند.
این تانک‌ها که معمولاً به عنوان اولین مفهوم طراحی ساخت سیستم سوخت رسانی هواپیما مطرح شده بودند و به طبع با توجه به طراحی اولیه در مورد مخازن سوخت، مفاهیم بعدی و نوع قطعات مدارهای سوخت رسانی بعدی تعریف میشود.
ترکیبات سوخت هواپیما چیست؟
معمولا هواپیما بسته به اینکه از موتور پیستونی استفاده کند یا از موتور جت، دارای سیستم های سوخت رسانی متفاوتی هستند.
سوخت‌هایی که در موتورهای پیستونی استفاده میشوند به سوختهای مورد استفاده در صنایع خودرویی زمینی شباهت زیادی دارند اما سوختهای موتورهای جت به طبع باید بتواند در شرایط کاری موتور و شرایط مختلف پروازی عملکرد خوبی از خود نشان دهد.
درصد زیادی از سوختهای موتورهای جت از نفت سفید میباشد که با ترکیباتی نظیر بنزین گازوئیل و سایر افزودنی‌ها ترکیبات بازسازی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مخازن سوخت هواپیما
مخازن سوخت هواپیما از اجزای حیاتی هواپیما هستند که سوخت مورد نیاز برای پرواز را تامین می‌کنند. مخازن سوخت هواپیما باتوجه به نوع هواپیما، اندازه و برد پرواز متفاوت بوده و ممکن است در بال‌ها، بدنه یا سایر بخش‌های خارجی قرار بگیرند. محل قرارگیری مخازن سوخت نیز در هواپیماهای مختلف، متفاوت است. طراحی هوشمندانه مخزن سوخت هواپیما به حفظ تعادل هواپیما در طول پرواز کمک می‌کند.
آیا هواپیما فقط یک مخزن سوخت دارد؟
در جواب این سوال باید گفت خیر هواپیماها به دلیل وسعت سوخت مصرفی ممکن است مخازن مختلفی را در داخل خود داشته باشند. این مخازن ممکن است در داخل بدنه، در داخل بال‌ها، در قسمت دم هواپیما و جاهای مختلفی از بدنه و بال قرار بگیرد.
آیا همه مخازن سوخت هواپیما در هواپیما ثابت هستند؟
در رابطه با اینکه مخازن سوخت در داخل هواپیما ثابت هستند یا قابلیت کم شدن یا اضافه شدن دارند باید به این موضوع اشاره بکنیم که بسته به نوع کارکرد و کاربرد هواپیما، ممکن است مخازنی به هواپیما اضافه شود و در صورت انجام کار، از هواپیما خارج شود. پس علاوه بر مخازن اصلی و ثابت، مخازنی هم وجود دارند که می‌توانند به هواپیما اضافه و در مواقع عدم نیاز از هواپیما خارج شود.
معمولاً بسته به نوع مخازن سوخت استفاده شده در هواپیما ممکن است برای انتقال به موتور از روش‌های مختلفی استفاده بکنند. برای انتقال سوخت به موتور، در هواپیماهای سبک معمولاً اگر تانک سوخت بالاتر از موتور باشد از نیروی گرانش استفاده میشود ولی در بعضی از انواع تانک سوخت که در قسمت موازی یا پایین‌تر از موتور قرار دارند معمولاً از پمپ استفاده میشود.
آیا همه مخازن سوخت هواپیما به صورت همزمان پر و مصرف میشوند؟
ترتیب پرشدن و مصرف سوخت در هواپیما، به تایپ و نوع مخازن هواپیما وابسته است. به عبارتی در هواپیماهایی که باک سوخت درون بال وجود دارد ابتدا باگ‌های نوک بال پر میشوند و در نهایت مخزن داخل به بدنه پر میشود.
همانطور که اشاره شد برای مصرف سوخت داخل هواپیما پمپ هایی وجود دارند که با به حرکت درآوردن سوخت از داخل مجاری مشخص و یکپارچه کردن آنها سوخت‌ها را به موتورهای مخصوص و مشخص می‌رسانند.
از فلسفه‌های دیگر استفاده از پمپ‌ها در داخل تانک ها ایجاد جریان منظم سوخت در داخل تانک و جلوگیری از یخ زدگی در ارتفاعات بالا و در سرمای زیاد میباشد.
سوخت پس از انتقال از تنگ در بعضی از تایپ‌ها قبل از موتور مقداری گرما می‌گیرد. این گرما معمولاً برای بالا بردن کارایی موتور از روغن گرم خل موتور گرفته میشود که دو منفعت دارد؛ ابتدا روغن داخل موتور خنک میشود و در نهایت سوخت ما به علت گرمایی که می‌گیرد احتمال یخ زدگی در آن کم میشود.
تانکهای سوخت در داخل هواپیما به چه صورت به هم ارتباط دارند؟
معمولا از مفاهیم اولیه طراحی تانکهای سوخت این است که بتوان از هر مخزنی به هر مقداری که نیاز بود استفاده شود؛ در بعضی از هواپیماها تانکهای سوخت در قسمت انتهای هواپیما میباشد که این مخازن معمولاً برای ایجاد تعادل در طول پرواز استفاده میشود. جالب است بدانید مدیریت مصرف سوخت به عهده خلبان میباشد.
در هواپیماهای بزرگ آیا پمپ وجود دارد؟
علت محیط پروازی متفاوت هواپیماهای بزرگ و تجاری معمولاً در هر تانک دو پمپ وجود دارد که با انتقال سوخت به سمت موتور هواپیما عمل سوخت رسانی را تسهیل می‌کند.
آیا سوختی که در هواپیما وجود دارد ممکن است آلوده باشد؟
سوخت های هواپیما ممکن است به دو دلیل ارتباط با محیط بیرون و آلودگی‌های موجود در آب داخل سوخت هواپیما دچار آلودگی شوند.
آیا مصرف سوخت انجام شده در پرواز تغییری در پرواز به وجود می‌آورد؟
طبیعتاً مصرف سوخت هواپیما جزو موارد اصلی تغییرات جرم هواپیما میباشد و از آنجایی که تغییر وزن در طول پرواز باعث تغییراتی در نقطه ثقل هواپیما میشود، پس از اهمیت شایانی برخوردار میباشد. بنابر آنچه گفته شد مصرف سوخت هواپیما باید طوری مدیریت شود که از لحاظ تغییرات نقطه ثقل تغییرات زیادی را نداشته باشیم. به همین خاطر و به دلیل حساسیت این موضوع عملاً برای کم شدن خطای انسانی این عمل به کامپیوترهای مرتبط واگذار میشود.
در هواپیما کامپیوترهایی وجود دارند که دستور مصرف سوخت از مخزن مشخص را در زمان مناسب و به صورت متناسب صادر می‌کنند. از این رو مصرف سوخت کاملاً مدیریت شده و با دقت کامل انجام میشود.
تغییرات نقطه ثقل هواپیما از اهمیت بالایی برخوردار است؛ مخصوصاً زمانی که هواپیما در حال طی کردن مسیرهای خیلی طولانی میباشد، چراکه حساسیت و دقت کامپیوترها در این موقع بسیار محرز است.
سوخت هواپیما در داخل کشور تولید میشود یا نه؟
سوخت هواپیماهای جت بر حسب نیازی که در داخل کشور وجود دارد، تولید میشود و ما به غیر از افزودنی‌های مشخص و محدود نیازی به واردات سوخت هواپیما نداریم.
این سوخت‌ها معمولاً در مخازن و پالایشگاه‌ها وجود دارند و به علت مصرف زیادی که در این زمینه وجود دارد عموماً به صورت لوله کشی از پالایشگاه هایی که نزدیک فرودگاه هستند از زیر زمین به سمت فرودگاه‌ها هدایت میشود.
سوخت موتورهای پیستونی هم به صورت اعظم در داخل کشور تولید میشود و با ورود مقدار کمی افزودنی این فرایند تکمیل می‌گردد.
نتیجه گیری
سیستم سوخت رسانی هواپیما دارای پیچیدگی‌های بسیار زیادی میباشد و از طراحی منحصر به فردی بهره‌مند است. معمولا خلبان در نحوه استفاده و سوخت زدن به هواپیما دخالتی ندارد و اغلب کارها طبق دستورالعمل‌های مهندسین و عوامل مرتبط انجام میشود؛ به طوری‌که فقط با فشردن چند دکمه و کلید عمل سوخت رسانی اجرا میشود. در مواقع خیلی اضطراری و در مواقع خاص می‌توان به شکل عمومی سوخت زدن وسایل نقلیه زمینی نیز هواپیما را سوختگیری کرد.
آیا سوخت هواپیما در ارتفاعات بالا یخ نمیزند؟
از لحاظ ترکیبات شیمیایی معمولا سوخت جوری ساخته میشود ه در ارتفاعات بالا دچار ژلاتینی شدن یا به عبارتی همان یخ زدگی نمیشود.
آیا هواپیما در مراحل مختلف دارای مصرف سوخت یکسان است؟
در جواب باید گفت خیر هواپیما در فازهای مختلف پروازی مثل حالت افزایش ارتفاع حالت پرواز در ارتفاع بالا یا کم کردن ارتفاع مصرف سوخت متفاوتی دارد. به عنوان مثال در مورد یک موتور جت هواپیمایی بزرگ توان این موضوع را مطرح کرد که این هواپیما در فاز افزایش ارتفاع حدوداً ۴.۵ تا ۵ تن سوخت در ساعت مصرف می‌کند و در فازهای مختلف این مقدار کاهش پیدا می‌کند.
اگر بال هواپیما دچار سانحه شود آیا همه سوخت خالی میشود؟
به صورت خاص نه چون تانکهای هواپیما معمولاً قسمتهای مختلف طراحی میشود و قسمتهای اصلی معمولاً از یکدیگر جدا هستند پس اگر قسمتی از بال صدمه بخورد و دچار مشکل شود طبیعتاً سوختهای مربوط به آن قسمت معمولاً تخلیه میشود.
آیا فضای داخل مخازن سوخت تمیز میشوند؟
معمولا یکی از تمیزترین قسمتهای هواپیما مخازن سوخت میباشد اما مکن است در طول پرواز مواد خارج از عرف پروازی در داخل تانکهای سوخت وارد شوند که این خود نیاز به مراقبت و تمیزکاری مضاعفی را دارد اشاره کرد.
