بتن نرم انتهای باند چگونه هواپیما را متوقف می‌کند؟ راز به‌کارگیری EMAS چیست؟
سیستم EMAS با خرد شدن کنترل‌شده بتن، انرژی جنبشی هواپیمای خارج‌شده از باند را تا سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت مهار و از حوادث مرگبار پیشگیری می‌کند.
در نگاه نخست، وجود سطحی از بتن نرم در انتهای باند فرودگاه ممکن است عجیب به نظر برسد؛ زیرا بتن معمولاً به‌عنوان ماده‌ای سخت و مقاوم شناخته می‌شود که برای تحمل وزن هواپیماها و تجهیزات سنگین به کار می‌رود.
با این حال، برخی فرودگاه‌ها از نوع خاصی از بستر مهندسی‌شده در انتهای باند استفاده می‌کنند که وظیفه آن نه تحمل حرکت عادی هواپیما، بلکه متوقف کردن آن در شرایط اضطراری است. این سیستم که با نام EMAS شناخته می‌شود، می‌تواند در صورت عبور هواپیما از انتهای باند، از وقوع حوادث شدید جلوگیری کند.
بتن نرم یا EMAS چیست؟
EMAS مخفف عبارت Engineered Materials Arresting System و به معنای سیستم مهندسی‌شده متوقف کننده هواپیما است. این سیستم از موادی ساخته می‌شود که در اثر عبور چرخ‌های هواپیما، به‌صورت کنترل‌شده خرد یا فشرده می‌شوند. ظاهر این بستر ممکن است شبیه بتن باشد، اما برخلاف بتن معمولی، ساختاری شکننده و طراحی‌شده برای جذب انرژی دارد.
هدف اصلی از نصب EMAS، فراهم کردن یک مسیر ایمنی در انتهای باند فرودگاه‌هایی است که به دلیل محدودیت‌های جغرافیایی یا موانع اطراف، امکان ایجاد فضای کافی برای توقف هواپیما را ندارند. در واقع، این سیستم نقش یک منطقه توقف اضطراری را ایفا می‌کند و به‌عنوان مکمل سایر تجهیزات ایمنی باند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بتن چگونه سرعت هواپیما را کاهش می‌دهد؟
عملکرد EMAS بر پایه یک اصل فیزیکی ساده اما مهندسی‌شده است: تبدیل انرژی جنبشی هواپیما به انرژی تغییر شکل و خرد شدن مواد. هنگامی که هواپیما به دلیل نقص فنی، کاهش نیافتن سرعت یا شرایط نامناسب باند از انتهای آن عبور می‌کند و وارد این بستر می‌شود، چرخ‌های ارابه فرود به‌تدریج درون مواد نرم فرو می‌روند. در همین زمان، وزن هواپیما باعث خرد شدن و فشرده شدن ساختار بتن می‌شود.
این فرایند نیروی مقاومتی قابل‌توجهی در برابر حرکت هواپیما ایجاد می‌کند. به بیان ساده، هواپیما برای پیشروی در این سطح باید پیوسته مواد زیر چرخ‌های خود را خرد کند و همین موضوع باعث کاهش سرعت آن می‌شود. در واقع، انرژی جنبشی هواپیما که در شرایط عادی باید از طریق ترمزها و اصطکاک لاستیک با سطح باند کاهش پیدا کند، در اینجا صرف تغییر شکل و تخریب کنترل‌شده بستر می‌شود.
نکته مهم این است که میزان مقاومت مواد به‌گونه‌ای محاسبه می‌شود که هواپیما بدون وارد شدن نیروهای مخرب و ناگهانی به ارابه فرود، سرعت خود را از دست بدهد. به همین دلیل، ترکیب مواد، استحکام، چگالی و ضخامت بستر بر اساس مشخصات هواپیماهای مورد استفاده در هر فرودگاه طراحی می‌شود.
آیا هر هواپیمایی می‌تواند با بتن نرم متوقف شود؟
سیستم EMAS برای متوقف کردن هر هواپیما در هر سرعتی طراحی نشده است. ابعاد و مشخصات آن با توجه به نوع هواپیما، وزن، سرعت ورود به بستر و شرایط محیطی فرودگاه تعیین می‌شود. طبق اطلاعات اداره هوانوردی فدرال آمریکا، یک سیستم استاندارد EMAS می‌تواند هواپیمای مبنای طراحی فرودگاه را در صورت ورود با سرعت ۷۰ گره دریایی یا کمتر، به‌طور کامل متوقف کند. این سرعت معادل حدود ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت است.
البته عملکرد این سیستم به معنای جایگزینی آن با ترمزهای هواپیما یا تجهیزات متداول ایمنی باند نیست. EMAS یک راهکار مکمل برای شرایط اضطراری است و زمانی وارد عمل می‌شود که هواپیما از محدوده انتهایی باند عبور کرده باشد. از سوی دیگر، این سیستم به تجهیزات الکتریکی، حسگر یا فرمان خلبان برای فعال شدن نیاز ندارد و صرف ورود هواپیما به بستر، فرایند متوقف سازی را آغاز می‌کند.
چرا همه فرودگاه‌ها از EMAS استفاده نمی‌کنند؟
نصب این سیستم هزینه‌بر است و به طراحی مهندسی، بررسی شرایط آب‌وهوایی، نگهداری و تناسب با مشخصات هواپیماهای فرودگاه نیاز دارد. به همین دلیل، EMAS بیشتر در فرودگاه‌هایی کاربرد دارد که ایجاد منطقه ایمنی استاندارد در انتهای باند به دلیل وجود موانعی مانند جاده، ساختمان، آبراه یا محدودیت زمین امکان‌پذیر نیست.
این فناوری نشان می‌دهد که گاهی برای متوقف کردن وسیله‌ای به سنگینی یک هواپیمای مسافربری، به دیوار بتنی یا مانع فلزی نیاز نیست؛ بلکه می‌توان با استفاده از موادی که به‌صورت حساب‌شده تغییر شکل می‌دهند، انرژی حرکت را جذب کرد و احتمال وقوع یک سانحه جدی را کاهش داد.
