تاریخ انتشار : ۱۴۰۲/۰۶/۱۰ ساعت ۱۷:۱۱
کد مطلب : ۴۲۵۵۶۹
گرمایی که هواپیماها را زمین‌گیر می‌کند
گروه علمی: کره زمین در حال گرم‌تر شدن است و هوای گرم باعث می‌شود که هواپیماها سخت‌تر از زمین بلند شوند و سخت‌تر در هوا باقی بمانند بنابراین آیا آینده‌ی سفرهای هوایی در خطر است؟به گزارش ایسنا، اکثر هواپیماها برای بالا رفتن در دماهای بالا کار سخت‌تری باید انجام دهند. این موضوع ممکن است باعث شود خطوط هوایی پروازها را تغییر دهند یا مسافران، چمدان‌ها یا بار سوخت را تخلیه کنند.
گسترش باندهای فرودگاه و افزایش آیرودینامیک ممکن است مشکلات مربوط به گرمای هوا در سفرهای هوایی را در آینده کاهش دهد.گرما باعث می‌شود هوا کمتر متراکم شود. در نتیجه، موتورها و بال‌های هواپیما ممکن است عملکرد کمتری داشته باشند و هواپیما در بالا رفتن و ماندن در هوا با مشکل مواجه شود.
موج گرمای شدیدی که اخیرا در حال وقوع است بر نحوه‌ی پرواز هواپیماهای ما تاثیر گذاشته است. مسائل مربوط به وزن و تعادل برخی از خطوط هوایی را وادار کرده تا مسافران، چمدان‌ها یا سوخت را برای جبران مشکل تخلیه کنند. در آینده، موج گرمایی شدید می‌تواند تعداد فزاینده‌ای از پروازها به تاخیر انداخته یا حتی لغو کند که دلیل آن نگرانی‌های مربوط به ایمنی در نتیجه‌ی نامساعد بودن آب و هوا است.با گرم شدن کره‌ی زمین، شاهد موج‌های گرمایی بیشتری مانند تابستان امسال خواهیم بود اما این موج‌های گرما چه تاثیری بر سفرهای هوایی خواهد گذاشت؟برای پاسخ به این پرسش ابتدا باید به سوال دیگری پاسخ دهیم:
گرما چگونه بر هواپیماها تاثیر می‌گذارد؟
هواپیماها ذاتا سنگین هستند و برای شناور شدن در هوا باید بر نیروی گرانشی که آنها را روی زمین نگه می‌دارد، غلبه کنند. برای انجام این کار آنها باید نیروی بالابر (Lift) ایجاد کنند.یکی از راه‌هایی که هواپیماها برای شناور شدن در هوا پیش می‌گیرند از طریق قضیه برنولی توضیح داده شده است.
بال‌های هواپیما با شکل خاصی به نام ماهی‌واره(airfoil) طراحی شده‌اند. سطح بالایی ماهی‌واره منحنی است، در حالی که سطح پایین صاف‌تر است. این شکل باعث می‌شود که هوا در بالای بال سریع‌تر و در زیر آن کندتر حرکت کند.بر اساس اصل برنولی، هوایی که سرعت بیشتری دارد، فشار کمتر و هوایی که سرعت کمتری دارد، فشار بیشتری دارد. این اختلاف فشار یک نیروی رو به بالا یا بالابر روی بال ایجاد می‌کند.
همچنین می‌دانیم که نیروی بالابر به عوامل متعددی مانند سرعت و چگالی هوا نیز بستگی دارد. هنگامی که چگالی هوا بیشتر است، مانند هوای خنک‌تر یا ارتفاع کمتر، مولکول‌های هوای بیشتری برای ایجاد فشار لازم برای بالا رفتن وجود دارد. اما در طول موج گرما، مولکول‌های هوا برانگیخته می‌شوند. آنها با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند و از یکدیگر دورتر می‌شوند که این باعث نازک شدن هوا و در نتیجه کاهش بالابری می‌شود.
هواپیماها تنها زمانی می‌توانند از زمین بلند شوند که نیروی بالابر بر وزن آنها غلبه کند. موتورها با ایجاد نیروی رانش لازم برای حرکت هواپیما به جلو و همچنین دستیابی به سرعت مورد نیاز برای تولید بالابر این امکان را فراهم می‌کنند. این میزان برای رسیدن به میانگین شناوری هواپیما حتی در گرمای نسبتا زیاد کافی است.
اما در گرمای شدید، مانند آنچه در تابستان امسال در بسیاری از مناطق جهان دیده شد، هوا چگالی کمتری دارد، به این معنی که مقدار اکسیژن کمتری برای احتراق سوخت کارآمد در موتورها در دسترس است. در نتیجه، موتور ممکن است مشکلات عملکردی داشته باشد که می‌تواند بر توانایی هواپیما برای برخاستن و پرواز ایمن تاثیر بگذارد.
آیا هوا برای پرواز خیلی گرم است؟
به طور کلی، هواپیما ممکن است برخی از مشکلات عملکرد را در دمای بالای ۸۶ درجه فارنهایت(۳۰ درجه سانتیگراد) تجربه کند. به طور خاص، این مشکلات بستگی به نوع هواپیما دارد. به عنوان مثال، یک هواپیمای بوئینگ ۷۳۷ می‌تواند در حداکثر دمای ۱۲۵.۶ درجه فارنهایت(۵۲ درجه سانتیگراد) و یک ایرباس A۳۲۰ می‌تواند در حداکثر دمای ۱۲۲ درجه فارنهایت(۵۰ درجه سانتیگراد) کار کند.
این که آیا یک هواپیما می‌تواند پرواز کند یا خیر، تنها به دمای هوا بستگی ندارد. فاکتور دیگری که باید در نظر گرفت طول باند است. همانطور که پیش‌تر بیان کردیم، در هوای گرم‌تر، موتورها و بال‌های هواپیما ممکن است با کارایی کمتری کار کنند و هواپیماها ممکن است برای بلند شدن نیاز به نیروی بالابر بیشتری نسبت به حد معمول داشته باشند.
بنابراین، برخی از باندها ممکن است به اندازه‌ی کافی طولانی نباشند که به هواپیما اجازه دهند به سرعت و نیروی بالابری لازم برای بلند شدن دست یابد. این مشکل به ویژه در ارتفاعات بالاتر، جایی که هوا چگالی کمتری دارد، بیشتر به چشم می‌خورد. در مناطقی که گرم بودن هوا معمول است مانند خاورمیانه، فرودگاه‌ها با باندهای طولانی‌تر ساخته می‌شوند.
مشکل وزن مشکل بعدی است. اگر تمام صندلی‌های هواپیما پر باشد و گرمای شدید وجود داشته باشد، موتورها باید برای حرکت هواپیما بسیار سخت‌تر کار کنند که این ممکن است منجر به گرم شدن بیش از حد موتور شود. به همین دلیل است که برخی از خطوط هوایی در پروازهای تابستانی محدودیت وزنی اعمال می‌کنند. به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۸، هواپیمایی بریتانیا مجبور شد ۲۰ مسافر را از یک پرواز از لندن به ایبیزا (Ibiza) در زمانی که دمای هوا به ۹۵ درجه فارنهایت(۳۵ درجه سانتیگراد) رسیده بود، از هواپیما خارج کند.
این اتفاق به تازگی در سال ۲۰۲۳ نیز رخ داده است. با این حال، بیشتر خطوط هوایی ترجیح می‌دهند مسافرانی را پیدا کنند که موافقت می‌کنند به پرواز دیگری منتقل شوند، به جای اینکه آنها را مجبور به انجام چنین کاری کنند زیرا غرامتی که در این صورت باید به مسافران پرداخت شود معمولا کمتر از جریمه‌های قانونی جلوگیری از سوار شدن آنها بدون موافقت است.
اثرات زیست محیطی
در موارد دیگر، خطوط هوایی ممکن است تصمیم بگیرند چمدان‌ها را در پرواز دیگری حمل کنند یا بار سوخت هواپیما را کاهش دهند. در این مورد، مقامات هواپیمایی ممکن است توقف‌های بیشتری را برای سوخت‌گیری برنامه‌ریزی کنند. یکی از مشکلات این روش این است که برخاستن و فرود اضافی باعث افزایش میزان انتشار دی‌اکسیدکربن(CO۲) در جو ناشی از سفرهای هوایی می‌شود.
علاوه بر این، از آنجایی که عملکرد موتور در اثر هوای گرم کاهش می‌یابد، هواپیماها نیز برای پوشش زمان طولانی سفر باید سوخت بیشتری مصرف کنند. این مصرف سوخت اضافی به نوبه خود منجر به انتشار کربن بیشتر می‌شود که منجر به گرم شدن کره زمین و تخریب محیط‌زیست می‌شود.
پیامدهای اقتصادی
همانطور که می‌توانید تصور کنید، همه‌ی این مشکلات مربوط به گرمای شدید، پیامدهای اقتصادی برای خطوط هوایی دارد و برای مسافران دردسر ایجاد می‌کند.اگر یک هواپیما به دلیل گرما که بر عملکرد موتور آن تاثیر می‌گذارد به باند طولانی‌تری برای بلند شدن نیاز داشته باشد، پرواز باید به فرودگاه دیگری با باند طولانی‌تر هدایت شود. برخی از پروازها نیز ممکن است به اجبار به شب‌ها که دما پایین‌تر است، منتقل شوند.
به طور کلی، خطر تاخیر پرواز، لغو و تغییر زمان‌بندی آن با افزایش هزینه‌های مرتبط با ساعات اضافه کار کارمندان و غرامت به مسافران همراه خواهد بود.هزینه‌های عملیاتی نیز ممکن است افزایش یابد زیرا هواپیماهایی با عملکرد موتور کاهش یافته سوخت بیشتری مصرف می‌کنند. خطوط هوایی ممکن است نیاز داشته باشند برای تهیه سوخت بیشتر برای مسیرهایی که پیش از این به این میزان سوخت نیاز نداشتند، بودجه اختصاص دهند یا برنامه‌های پرواز خود را برای بهینه‌سازی بهره‌وری سوخت تغییر دهند.
گرمای شدید می‌تواند بر سیستم‌ها و اجزای هواپیما نیز تاثیر بگذارد. از آنجایی که سیستم‌های تهویه مطبوع و خنک‌کننده‌ی موتور در هوای گرم سخت‌تر کار می‌کنند، نسبت به فصول دیگر به نگهداری و تعمیرات بیشتری نیاز دارند. همه‌ی اینها ممکن است اثرات نسبتا کوچکی به نظر برسند، اما وقتی در کنار هم قرار می‌گیرند، می‌توانند هزینه‌ی اضافی زیادی ایجاد کنند.
چگونه با این مشکل برخورد خواهیم کرد؟
در خاورمیانه، خطوط هوایی در حال حاضر تلاش می‌کنند تا با برنامه‌ریزی پروازهای بیشتر در اوایل صبح و اواخر عصر، اختلالات ناشی از گرما را به حداقل برسانند.راه‌حل‌های دائمی‌تر برای مشکل گرما در صنعت هوانوردی شامل گسترش باند فرودگاه‌ها در فرودگاه‌هایی است که بیشتر تحت تاثیر امواج گرما قرار می‌گیرند. همچنین ساخت هواپیما با استفاده از مواد سبک‌تر مانند فیبر کربن و آیرودینامیک بهبود یافته به‌ویژه در طراحی بال‌ها می‌تواند تولید نیروی بالابر حتی در هوای گرم را بهبود بخشد.در این میان، برنامه‌ریزی مجدد پروازها برای ساعات خنک‌تر و کاهش تعداد مسافران، چمدان‌ها یا سوخت، عملی‌ترین گزینه‌ها هستند و از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی مناسب‌ترند.
موج گرمای شدیدی که اخیرا در حال وقوع است بر نحوه‌ی پرواز هواپیماهای ما تاثیر گذاشته است. مسائل مربوط به وزن و تعادل برخی از خطوط هوایی را وادار کرده تا مسافران، چمدان‌ها یا سوخت را برای جبران مشکل تخلیه کنند. در آینده، موج گرمایی شدید می‌تواند تعداد فزاینده‌ای از پروازها به تاخیر انداخته یا حتی لغو کند که دلیل آن نگرانی‌های مربوط به ایمنی در نتیجه‌ی نامساعد بودن آب و هوا است.با گرم شدن کره‌ی زمین، شاهد موج‌های گرمایی بیشتری مانند تابستان امسال خواهیم بود اما این موج‌های گرما چه تاثیری بر سفرهای هوایی خواهد گذاشت؟برای پاسخ به این پرسش ابتدا باید به سوال دیگری پاسخ دهیم:
گرما چگونه بر هواپیماها تاثیر می‌گذارد؟
هواپیماها ذاتا سنگین هستند و برای شناور شدن در هوا باید بر نیروی گرانشی که آنها را روی زمین نگه می‌دارد، غلبه کنند. برای انجام این کار آنها باید نیروی بالابر (Lift) ایجاد کنند.یکی از راه‌هایی که هواپیماها برای شناور شدن در هوا پیش می‌گیرند از طریق قضیه برنولی توضیح داده شده است.
بال‌های هواپیما با شکل خاصی به نام ماهی‌واره(airfoil) طراحی شده‌اند. سطح بالایی ماهی‌واره منحنی است، در حالی که سطح پایین صاف‌تر است. این شکل باعث می‌شود که هوا در بالای بال سریع‌تر و در زیر آن کندتر حرکت کند.بر اساس اصل برنولی، هوایی که سرعت بیشتری دارد، فشار کمتر و هوایی که سرعت کمتری دارد، فشار بیشتری دارد. این اختلاف فشار یک نیروی رو به بالا یا بالابر روی بال ایجاد می‌کند.
هواپیماها تنها زمانی می‌توانند از زمین بلند شوند که نیروی بالابر بر وزن آنها غلبه کند. موتورها با ایجاد نیروی رانش لازم برای حرکت هواپیما به جلو و همچنین دستیابی به سرعت مورد نیاز برای تولید بالابر این امکان را فراهم می‌کنند. این میزان برای رسیدن به میانگین شناوری هواپیما حتی در گرمای نسبتا زیاد کافی است.
اما در گرمای شدید، مانند آنچه در تابستان امسال در بسیاری از مناطق جهان دیده شد، هوا چگالی کمتری دارد، به این معنی که مقدار اکسیژن کمتری برای احتراق سوخت کارآمد در موتورها در دسترس است. در نتیجه، موتور ممکن است مشکلات عملکردی داشته باشد که می‌تواند بر توانایی هواپیما برای برخاستن و پرواز ایمن تاثیر بگذارد.
آیا هوا برای پرواز خیلی گرم است؟
به طور کلی، هواپیما ممکن است برخی از مشکلات عملکرد را در دمای بالای ۸۶ درجه فارنهایت(۳۰ درجه سانتیگراد) تجربه کند. به طور خاص، این مشکلات بستگی به نوع هواپیما دارد. به عنوان مثال، یک هواپیمای بوئینگ ۷۳۷ می‌تواند در حداکثر دمای ۱۲۵.۶ درجه فارنهایت(۵۲ درجه سانتیگراد) و یک ایرباس A۳۲۰ می‌تواند در حداکثر دمای ۱۲۲ درجه فارنهایت(۵۰ درجه سانتیگراد) کار کند.
این که آیا یک هواپیما می‌تواند پرواز کند یا خیر، تنها به دمای هوا بستگی ندارد. فاکتور دیگری که باید در نظر گرفت طول باند است. همانطور که پیش‌تر بیان کردیم، در هوای گرم‌تر، موتورها و بال‌های هواپیما ممکن است با کارایی کمتری کار کنند و هواپیماها ممکن است برای بلند شدن نیاز به نیروی بالابر بیشتری نسبت به حد معمول داشته باشند.
بنابراین، برخی از باندها ممکن است به اندازه‌ی کافی طولانی نباشند که به هواپیما اجازه دهند به سرعت و نیروی بالابری لازم برای بلند شدن دست یابد. این مشکل به ویژه در ارتفاعات بالاتر، جایی که هوا چگالی کمتری دارد، بیشتر به چشم می‌خورد. در مناطقی که گرم بودن هوا معمول است مانند خاورمیانه، فرودگاه‌ها با باندهای طولانی‌تر ساخته می‌شوند.
مشکل وزن مشکل بعدی است. اگر تمام صندلی‌های هواپیما پر باشد و گرمای شدید وجود داشته باشد، موتورها باید برای حرکت هواپیما بسیار سخت‌تر کار کنند که این ممکن است منجر به گرم شدن بیش از حد موتور شود. به همین دلیل است که برخی از خطوط هوایی در پروازهای تابستانی محدودیت وزنی اعمال می‌کنند. به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۸، هواپیمایی بریتانیا مجبور شد ۲۰ مسافر را از یک پرواز از لندن به ایبیزا (Ibiza) در زمانی که دمای هوا به ۹۵ درجه فارنهایت(۳۵ درجه سانتیگراد) رسیده بود، از هواپیما خارج کند.
این اتفاق به تازگی در سال ۲۰۲۳ نیز رخ داده است. با این حال، بیشتر خطوط هوایی ترجیح می‌دهند مسافرانی را پیدا کنند که موافقت می‌کنند به پرواز دیگری منتقل شوند، به جای اینکه آنها را مجبور به انجام چنین کاری کنند زیرا غرامتی که در این صورت باید به مسافران پرداخت شود معمولا کمتر از جریمه‌های قانونی جلوگیری از سوار شدن آنها بدون موافقت است.
اثرات زیست محیطی
در موارد دیگر، خطوط هوایی ممکن است تصمیم بگیرند چمدان‌ها را در پرواز دیگری حمل کنند یا بار سوخت هواپیما را کاهش دهند. در این مورد، مقامات هواپیمایی ممکن است توقف‌های بیشتری را برای سوخت‌گیری برنامه‌ریزی کنند. یکی از مشکلات این روش این است که برخاستن و فرود اضافی باعث افزایش میزان انتشار دی‌اکسیدکربن(CO۲) در جو ناشی از سفرهای هوایی می‌شود.
علاوه بر این، از آنجایی که عملکرد موتور در اثر هوای گرم کاهش می‌یابد، هواپیماها نیز برای پوشش زمان طولانی سفر باید سوخت بیشتری مصرف کنند. این مصرف سوخت اضافی به نوبه خود منجر به انتشار کربن بیشتر می‌شود که منجر به گرم شدن کره زمین و تخریب محیط‌زیست می‌شود.
پیامدهای اقتصادی
همانطور که می‌توانید تصور کنید، همه‌ی این مشکلات مربوط به گرمای شدید، پیامدهای اقتصادی برای خطوط هوایی دارد و برای مسافران دردسر ایجاد می‌کند.اگر یک هواپیما به دلیل گرما که بر عملکرد موتور آن تاثیر می‌گذارد به باند طولانی‌تری برای بلند شدن نیاز داشته باشد، پرواز باید به فرودگاه دیگری با باند طولانی‌تر هدایت شود. برخی از پروازها نیز ممکن است به اجبار به شب‌ها که دما پایین‌تر است، منتقل شوند.
به طور کلی، خطر تاخیر پرواز، لغو و تغییر زمان‌بندی آن با افزایش هزینه‌های مرتبط با ساعات اضافه کار کارمندان و غرامت به مسافران همراه خواهد بود.هزینه‌های عملیاتی نیز ممکن است افزایش یابد زیرا هواپیماهایی با عملکرد موتور کاهش یافته سوخت بیشتری مصرف می‌کنند. خطوط هوایی ممکن است نیاز داشته باشند برای تهیه سوخت بیشتر برای مسیرهایی که پیش از این به این میزان سوخت نیاز نداشتند، بودجه اختصاص دهند یا برنامه‌های پرواز خود را برای بهینه‌سازی بهره‌وری سوخت تغییر دهند.
گرمای شدید می‌تواند بر سیستم‌ها و اجزای هواپیما نیز تاثیر بگذارد. از آنجایی که سیستم‌های تهویه مطبوع و خنک‌کننده‌ی موتور در هوای گرم سخت‌تر کار می‌کنند، نسبت به فصول دیگر به نگهداری و تعمیرات بیشتری نیاز دارند. همه‌ی اینها ممکن است اثرات نسبتا کوچکی به نظر برسند، اما وقتی در کنار هم قرار می‌گیرند، می‌توانند هزینه‌ی اضافی زیادی ایجاد کنند.
چگونه با این مشکل برخورد خواهیم کرد؟
در خاورمیانه، خطوط هوایی در حال حاضر تلاش می‌کنند تا با برنامه‌ریزی پروازهای بیشتر در اوایل صبح و اواخر عصر، اختلالات ناشی از گرما را به حداقل برسانند.راه‌حل‌های دائمی‌تر برای مشکل گرما در صنعت هوانوردی شامل گسترش باند فرودگاه‌ها در فرودگاه‌هایی است که بیشتر تحت تاثیر امواج گرما قرار می‌گیرند. همچنین ساخت هواپیما با استفاده از مواد سبک‌تر مانند فیبر کربن و آیرودینامیک بهبود یافته به‌ویژه در طراحی بال‌ها می‌تواند تولید نیروی بالابر حتی در هوای گرم را بهبود بخشد.در این میان، برنامه‌ریزی مجدد پروازها برای ساعات خنک‌تر و کاهش تعداد مسافران، چمدان‌ها یا سوخت، عملی‌ترین گزینه‌ها هستند و از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی مناسب‌ترند.
پربينندهترين مطالب و خبرها
