6 نکته ای که باید در خصوص سوخت هواپیماها و جت‌های جنگی بدانید

اکثر ما معمولاً در خصوص هواپیما ها کنجکاوری خاصی نداریم و در بهترین حالت معمولاً فقط به دنبال پیدا کردن بلیط هواپیما با قیمت مناسب هستیم تا زودتر از تنش‌ها و دغدغه‌های روزمره فاصله بگیریم و به مقصد برسیم و کاری به جزئیات فنی جالب پرواز نداریم.

اما برای کسانی که به دنیای پیشرانه‌ها، توربین‌ها و مهندسی علاقه دارند، باک هواپیما دنیای عجیبی دارد. سوخت هواپیما برخلاف بنزین معمولی که در باک خودروهایمان می‌ریزیم، باید استانداردهایی داشته باشد که در ارتفاع ۱۲ هزار متری و در دمای منفی ۵۰ درجه سانتی‌گراد، نه یخ بزند، نه تبخیر شود و نه کارایی‌اش را از دست بدهد. این مایع بی‌رنگ، در واقع ستون فقرات صنعت هوانوردی مدرن است.

در ادامه 6 نکته مهم در خصوص سوخت هواپیماهای مختلف را با هم مرور می کنیم اگر شما هم مثل ما عاشق پرندهای آهنی هستید حتما تا انتها ما را همراهی کنید:

بیشتر هواپیماهای مسافربری غول‌پیکر و جت‌های جنگنده مدرن، از سوختی بر پایه «نفت سفید» یا همان کروسین (Kerosene) استفاده می‌کنند که در اصطلاح فنی به آن سوخت جت گفته می‌شود.

برخلاف موتورهای پیستونی خودروها که به بنزین با اکتان بالا نیاز دارند تا دچار احتراق پیش‌رس نشوند، موتورهای توربین گاز (Jet Engines) به سوختی نیاز دارند که پایداری حرارتی خیره‌کننده‌ای داشته باشد. رایج‌ترین نوع این سوخت در استانداردهای بین‌المللی Jet A-1 است.

این سوخت مستقیماً از تقطیر نفت خام به دست می‌آید، اما تفاوت اصلی آن با سوخت‌های معمولی در افزودنی‌های (Additives) استراتژیک آن است. موادی به این ترکیب اضافه می‌شود که از خوردگی و زنگ‌زدگی لوله‌های انتقال جلوگیری می‌کند، با کنترل رسانایی اجازه نمی‌دهد الکتریسیته ساکن باعث انفجار شود و از همه مهم‌تر، نقطه انجماد سوخت را تا منفی ۴۷ درجه سانتی‌گراد پایین می‌برد تا در سرمای استراتوسفر، جریان سوخت به موتور قطع نشود.

باید بدانید که همه هواپیماها از یک نوع سوخت واحد استفاده نمی‌کنند و این موضوع دقیقاً به تکنولوژی موتور آن‌ها بستگی دارد. دنیای هوانوردی از این نظر شباهت زیادی به دنیای خودروها دارد که در آن مرزبندی دقیقی بین موتورهای بنزینی و دیزلی وجود دارد:

هواپیماهای کوچک سسنا یا پرنده‌های ملخی قدیمی، از بنزین هواپیما یا Avgas استفاده می‌کنند. این سوخت شباهت ساختاری زیادی به بنزین خودروهای سوپراسپرت دارد، اما با این تفاوت که هنوز مقداری سرب (TEL) در ترکیب خود دارد تا از پدیده «ناکینگ» یا ضربه در موتورهای پرقدرت هوایی جلوگیری کند.

تمام ایرباس‌ها و بوئینگ‌هایی که روزانه برایشان بلیط هواپیما می‌خریم، از سوخت‌های سری Jet A استفاده می‌کنند. موتورهای توربوفن این هواپیماها اساساً شبیه به مشعل‌های غول‌پیکری هستند که سوخت را با فشار بسیار بالا در محفظه احتراق اسپری کرده و با ترکیب هوا، نیروی رانش (Thrust) خیره‌کننده‌ای ایجاد می‌کنند که می‌تواند چندین تن وزن را از زمین بلند کند.

سوخت هواپیما هرگز به سادگی و مستقیم از پالایشگاه به باک هواپیما نمی‌رسد. این مایع حیاتی باید مراحل کنترل کیفیت بسیار سخت‌گیرانه‌ای را رد کند که در هیچ صنعت دیگری مشابه ندارد.

کوچک‌ترین ذره آب در سوخت جت می‌تواند در ارتفاع بالا به کریستال یخ تبدیل شود و مجاری سوخت را مسدود کند؛ اتفاقی که در آسمان مساوی با خاموشی موتور و فاجعه است. به همین دلیل، مخازن سوخت در فرودگاه‌ها مجهز به سیستم‌های جداساز آب و فیلترهای میکرونی پیشرفته هستند.

هواپیماها مخزن جداگانه‌ای در بدنه ندارند؛ در واقع بال‌های هواپیما تانکرهای اصلی سوخت هستند. این طراحی به مهندسان اجازه می‌دهد که وزن چندین تنی سوخت را مستقیماً روی سازه بال قرار دهند تا فشار کمتری به بدنه وارد شود و در عین حال، فضای داخلی بدنه برای مسافران و بار کاملاً تخلیه شود.

یکی از عجیب‌ترین پدیده‌ها در دنیای هوانوردی، عملیات «تخلیه سوخت» یا Fuel Dumping است. هر هواپیما یک «حداکثر وزن مجاز برای برخاستن» و یک «حداکثر وزن مجاز برای نشستن» دارد.

از آنجایی که سوخت جت بسیار سنگین است، هواپیما در ابتدای سفر بسیار سنگین‌تر از لحظه فرود است.

اگر بلافاصله بعد از برخاستن، مشکلی فنی پیش بیاید و خلبان مجبور به بازگشت و فرود اضطراری شود، وزن هواپیما به دلیل پر بودن باک‌ها، فراتر از تحمل ارابه‌های فرود (Landing Gear) است. در این حالت، خلبان دریچه‌های مخصوصی را در نوک بال‌ها باز می‌کند و هزاران لیتر سوخت را در آسمان رها می‌کند. این سوخت قبل از رسیدن به زمین تبخیر می‌شود، اما این کار برای این انجام می‌شود که وزن هواپیما به حد ایمن برسد و هنگام نشستن، سازه هواپیما دچار شکستگی نشود.

اگر فکر می‌کنید خودروی عضلانی شما پرمصرف است، بهتر است نگاهی به آمارهای هوانوردی بیندازید:

یک بوئینگ ۷۴۷ یا ایرباس A380 در هر ثانیه حدود ۴ لیتر سوخت مصرف می‌کند. برای درک بهتر، پروازی که یک ساعت طول می‌کشد، حدود ۱۴ هزار و ۴۰۰ لیتر سوخت می‌سوزاند. این یعنی در هر مایل (حدود ۱.۶ کیلومتر)، هواپیما نزدیک به ۱۲ لیتر سوخت مصرف می‌کند.

به همین دلیل است که کوچک‌ترین تغییر در آیرودینامیک هواپیما یا کاهش وزن بدنه، می‌تواند میلیون‌ها دلار در هزینه‌های سالانه یک شرکت هواپیمایی صرفه‌جویی کند. در واقع، قیمت بلیط هواپیما که ما پرداخت می‌کنیم، مستقیماً تحت تاثیر راندمان حرارتی موتورهایی است که تلاش می‌کنند از هر قطره سوخت جت، بیشترین نیروی پیشران را استخراج کنند.

در دورانی که جهان به سمت خودروهای برقی حرکت می‌کند، صنعت هوانوردی با چالش بزرگ‌تری روبروست. باتری‌های فعلی هنوز آن‌قدر سنگین هستند که نمی‌توانند یک هواپیمای پهن‌پیکر را برای مسیرهای طولانی جابه‌جا کنند. به همین دلیل، تمرکز مهندسان روی سوخت‌های پایدار یا SAF قرار گرفته است.

این سوخت‌ها از روغن‌های بازیافتی، ضایعات کشاورزی و حتی جلبک‌ها ساخته می‌شوند و می‌توانند تا ۸۰ درصد آلایندگی کربنی را کاهش دهند.

در واقع هدف غایی این است که بدون تغییر در ساختار موتورهای فعلی، سوخت‌های سبز جایگزین نفت خام شوند. اما تا زمانی که این تکنولوژی‌ها ارزان و فراگیر نشوند، قیمت تمام شده پرواز همچنان به نوسانات قیمت نفت جهانی گره خورده است. شاید در آینده‌ای نزدیک، نوع سوختی که هواپیما مصرف می‌کند، به یکی از فاکتورهای انتخاب شما هنگام خرید بلیط تبدیل شود.

هوانوردی دنیای عجیبی است؛ جایی که شیمی، مکانیک و متالورژی دست به دست هم می‌دهند تا ما بتوانیم در عرض چند ساعت، قاره‌ها را طی کنیم و از تنش‌های روزمره فاصله بگیریم. سوخت، خون در رگ‌های این پرندگان آهنی است و بدون این ترکیب دقیق کروسین و افزودنی‌های خاص، آسمان‌ها همچنان قلمروی دور از دسترس برای انسان باقی می‌ماندند.

پس از این به بعد وقتی دفعه بعد روی صندلی هواپیما نشستید و به ابرها نگاه کردید، یادتان باشد آن نیروی عظیمی که شما را با سرعت ۹۰۰ کیلومتر بر ساعت در دل آسمان پیش می‌برد، حاصل مهندسی دقیق روی قطرات سوختی است که از کیلومترها زیر زمین استخراج شده و با تکنولوژی‌های پیچیده پالایش شده‌اند.