◄ نیم نگاهی به پدیده Stall و اهمیت UPRT

بر اساس گزارش های منتشر شده از طرف «هیئت ملی ایمنی حمل و نقل» NTSB (National Transportation Safety Board)، «سازمان بین المللی هواپیمایی کشوری» ICAO (International Civil Aviation Organization)، «اداره هوانوردی فدرال» FAA (Federal Aviation Administration) و «آژانس ایمنی هوانوردی اروپا» EASA (European Union Aviation Safety Agency)، «از دست دادن کنترل در پرواز» LOC-I (Loss Of Control In Flight)، اولین و پر نقش ترین عامل در بحث وقوع سوانح هوایی در سراسر دنیا است.

عوامل بسیاری وجود دارد که موجب یا کمک  به تشدید «از دست دادن کنترل در پرواز» می شود؛ از مهم ترین این عوامل می توان به مسایل مرتبط با سامانه های کنترل پرواز و بروز نقص در آن ها، پرواز در شرایط هواشناسی نامساعد مانند هوای متلاطم (Turbulence) و همچنین دادن ورودی های اشتباه به فرامین کنترل توسط خلبان، اشاره کرد.

بنابراین آموزش و در مقابل یادگیری تشخیص این عوامل و همچنین چگونگی واکنش نشان دادن به آن ها – مانند داشتن شناخت کافی نسبت به درک «شرایط واماندگی» (Stall Condition) و نحوه «بازیابی واماندگی» (Stall Recovery) – امری حیاتی برای جلوگیری از سوانح ناشی از «از دست دادن کنترل در پرواز» است.

بیشتر بخوانید:

تایتانیک در آسمان

در ارائه تعریفی ساده سازی شده، برای پرواز هواپیما در آسمان و نگاه داشتن آن در شرایط «پایا» (Stable)، به نیرویی نیاز است تا دقیقا با نیروی «وزن» (Weight) آن برابری کند. بنابراین بال های یک هواپیما - که در اصل یک «ایرفویل» (Airfoil) هستند - تولید نیروی «بالابرنده» (Lift) به واسطه ایجاد اختلاف فشار در دو سطح ایرفویل برای رسیدن به این مهم را، انجام می دهند. بدین صورت که کاهش فشار بر روی «ایرفویل» باعث می شود تا میزان فشار زیر «ایرفویل» بر آن غلبه و آن را به سمت بالا هدایت کند. در این میان، در سطح مقطع «ایرفویل» یک وتر تعریف می شود که «Chord Line»، نام دارد و از طرفی نیز به زاویه ای که «Chord Line» با «مسیر پرواز» (Flight Path) هواپیما می سازد، «زاویه حمله» (Angle Of Attack) گفته می شود.

با افزایش «زاویه حمله»، تولید نیروی «بالابرنده» نیز افزایش پیدا می کند. این روند تا جایی ادامه پیدا می کند که «زاویه حمله»، «زاویه حمله بحرانی» (Critical Angle Of Attack) را رد می کند و وارد «شرایط واماندگی» می شود. بنابراین «واماندگی» (Stall) یک پدیده آیرودینامیکی است که در زمان بروز اختلال در جریان هوای عبوری از روی بال ها رخ می دهد و باعث از دست دادن نیروی «بالابرنده» (Lift) می شود.

پیرو صحبت از «شرایط واماندگی»، این موضوع برای خلبانان مهم است که بدانند وارد شدن به این شرایط، نتیجه رد شدن از «زاویه حمله بحرانی» است، نه ناکافی بودن میزان سرعت! تاکید این موضوع بدان جهت حائز اهمیت است که اصطلاح «سرعت واماندگی» (Stalling Speed) در اینجا نسبت به درک این پدیده، می تواند گمراه کننده باشد. به عبارتی «سرعت واماندگی» پارامتری متغیر است که خود از عواملی نظیر وزن و نیروهای وارده بر هواپیما تاثیر می پذیرد؛ حال آن که میزان «زاویه حمله بحرانی» یک پارامتر ثابت بوده و فارغ از عوامل دیگر منجر به وارد شدن هواپیما به وضعیت «واماندگی» می شود. به عبارتی هواپیما در هر سرعتی می تواند دچار «شرایط واماندگی» شود.

برخلاف اینکه اکثر خلبانان در «شبیه ساز پرواز» (Flight Simulator) یا حتی در دوره پروازهای آموزشی خود، شرایط پرواز «نزدیک شدن به شرایط واماندگی» (Approaching Stall Condition) را تجربه می کنند، «بازیابی واماندگی» در شرایطی که هواپیما تماما دچار «شرایط واماندگی» شده است، به طور چشمگیری متفاوت است و از مهم ترین پارامترهای این تفاوت می توان به «تکنیک های بازیابی واماندگی» (Stall Recovery Tanique) اشاره کرد؛ چنین موضوعی در هنگام پرواز در ارتفاعات قابل توجه تر، بحث برانگیز و قابل تامل می شود.

برای مثال در زمان «نزدیک شدن به شرایط واماندگی» در دوره پروازهای آموزشی، تمرکز بر روی کاهش «زاویه حمله» (Angle Of Attack) همزمان با افزایش «رانش موتور» (Engine Thrust) هواپیما به منظور رسیدن به خروجی «از دست دادن حداقل ارتفاع» (Minimum Loss Of Altitude) است. در این میان این تکنیک ممکن است در ارتفاعات و سرعت بیشتر به دلیل عدم وجود «رانش اضافی» (Excess Thrust)، کاملا ناکارآمد باشد؛ به اختلاف بین «رانش موتور» (Thrust Available) – که در اختیار داریم - و رانشی که در هر مرحله از پرواز نیاز داریم (Thrust Required)، «رانش اضافی» گفته می شود. به عبارتی این عامل «رانش اضافی» است که افزایش آن باعث افزایش تولید نیروی «بالابرنده» و افزایش ارتفاع، یا افزایش سرعت – در صورت ثابت نگه داشتن ارتفاع – می شود.

یکی از سخت ترین انواع «بازیابی واماندگی»، انجام آن در ارتفاعات بالا (High Altitude) است؛ با توجه به این موضوع که در ارتفاعات بالا، هوا رقیق تر است، مدت زمان طولانی تری نیاز است تا اختلاف فشار هوای مورد نیاز بر روی «ایرفویل» تامین و نیروی «بالابرنده» مجدد تولید شود. برای مثال اگر هواپیمایی در ارتفاع 35000 پایی دچار این پدیده شود، حدود 10000 تا 12000 پا «از دست دادن ارتفاع» (Loss Of Altitude) در راستای «بازیابی واماندگی» خواهد داشت. در این میان این طور آماده است که برخلاف افزایش «رانش موتور» در تکنیک «بازیابی واماندگی» که پیشتر به آن اشاره شد، در اینجا - به خصوص در هواپیماهایی که موتور آن ها در زیر بال هایشان قرار دارد - «رانش موتور» را کاهش و در وضعیت «Idle» قرار دهیم. علت این امر قرار داشتن «بردار رانش» (Thrust Vector) در زیر «مرکز ثقل» (Center Of Gravity (CG)) هواپیما است که افزایش آن به واسطه افزایش «نیروی رانش» می تواند باعث افزایش «زاویه حمله» و بدتر کردن شرایط شود.

بر همین اساس در زمان «بازیابی واماندگی» در ارتفاعات قابل توجه، اولین و مهم ترین واکنش، تنها کاهش و نگه داشتن «زاویه حمله» به میزانی کمتر از «زاویه حمله بحرانی» است که این کار توسط سطوح فرامین کنترل - در اینجا سطوح فرامین «Elevators» - باید صورت گیرد تا زمانی که هواپیما کاملا از «شرایط واماندگی» خارج و وارد شرایط به اصطلاح «Unstall» شود. در غیر این صورت حتی اگر هواپیما در کاهش ارتفاع و موتورهای آن در وضعیت تولید حداکثر تولید نیروی «رانش» قرار داشته باشد، به خاطر عدم خارج شدن از «شرایط واماندگی» انقدر به کاهش ارتفاع ادامه می دهد تا با سطح زمین یا هر مانع دیگری، برخورد کند؛ مانند سانحه هوایی پرواز شماره 447 خطوط هوایی «ایرفرانس» که در سال 2009 اتفاق افتاد.

در همین راستا در سال 1981، کار گروهی با عنوان «آموزش جلوگیری و بازیابی از دست دادن کنترل» LOCART (Loss Of Control Avoidance And Recovery Training) متشکل از «اساتید خلبان آزمایش تحقیقات پرواز» (Flight Research Test Pilot Instructors)، شروع به فعالیت کرد. خروجی تحقیقات و مطالعات انجام شده این کار گروه، تعریف یکی از شاخص ترین مباحث پروازی، «آموزش جلوگیری و بازیابی Upset» UPRT (Upset Prevention Recovery Training) – در اینجا واژه «Upset» به معنی «وضعیت غیر معمول» (Unusual Attitude) پرواز یک «هوابرد» (Aircraft) است – شد.

به عبارتی UPRT مجموعه ای از آموزش های نظری (Theoretical) و عملی (Practical)، برای خلبانان است تا آن ها را قادر به تشخیص، جلوگیری و بازیابی پرواز هواپیما در هنگام وارد شدن به «وضعیت غیر معمول» و «موقعیت های غیر منتظره» (Unexpected Situations) مانند زمان وارد شدن به «شرایط واماندگی» که از آن صحبت شد، سازد؛ البته شایان ذکر است که «شرایط واماندگی» تنها یکی از «وضعیت های غیر معمول» است که می تواند رخ دهد.

عناصر روانشناختی دوره UPRT شامل حفظ خونسردی، غلبه بر غافلگیر شدن و مبهوت ماندن (Startle)، و همچنین افزایش اعتماد به نفس با توسعه مهارت های بازیابی نسبت به اتفاق افتادن «وضعیت غیر معمول» در محیط «دنیای واقعی» (Real-World)، است.

* کارشناس هوانوردی