Pegasus Airlines
حظائر صيانة الطائرات وطلائها
هندسة التدفق الجوي المرتكز على العمليات لطلاء الطائرات
حل هندسي من Gerhman × Lindab
الـ مركز صيانة طائرات Pegasus Airlines في مطار إسطنبول صبيحة غوكتشن الدولي يشمل حظائر جديدة للصيانة الخطية وطلاء الطائرات، طُورت لتوسيع قدرات شركة الطيران على إجراء الصيانة داخليًا.
يوفر المرفق قدرة صيانة متزامنة لـ أربع طائرات ذات أجسام ضيقة، بينما تستوعب حظيرة الطلاء المخصصة طائرة واحدة ذات أجسام ضيقة من أجل الإعداد السطحي وإتمام عمليات الطلاء
تتطلب حظائر طلاء الطائرات نهج تهوية مختلفًا كثيرًا عن أنظمة HVAC التقليدية المخصصة للراحة. يجب أن يحافظ نظام توزيع الهواء على سرعة الهواء والظروف البيئية المطلوبة حول طائرة كبيرة ومعقدة ديناميكيًا، مع دعم النقل المنضبط لـ رذاذ الطلاء الزائد وأبخرة المذيبات والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) نحو نظام الاستخراج.
لهذا السبب ، يعتبر التهوية جزءًا لا يتجزأ من عملية رسم الطائرات بدلاً من مجرد وظيفة بناء HVAC.
Gerhman، بالتعاون مع شريكها الاستراتيجي Lindab وبالتنسيق مع المتعاقد الميكانيكي من الباطن Birleşim Mühendislikتطوير حل توزيع الهواء من مرحلة التصميم الهندسي عبر اختيار المنتجات وحسابات النظام وتحليل CFD وتحسين تدفق الهواء والتشغيل التجريبي.
تم تنفيذ نظام توزيع الهواء باستخدام ناشرات الهواء بالإزاحة منخفضة الاضطراب Lindab RCW، التي اختيرت وضُبطت وفق المتطلبات الديناميكية الهوائية والتشغيلية المحددة لحظيرة طلاء الطائرات.
التحدي الهندسي
وتتكون عملية تنهية الطائرات من عدة عمليات مختلفة:
إزالة الطلاء → التنظيف → تجهيز السطح → الطلاء التمهيدي → الطلاء النهائي
ولا تتطلب هذه العمليات بالضرورة ظروفاً متطابقة للتهوية، وتتفاوت السرعة السطحية المطلوبة، والشحنات الملوّثة، ومناطق العمل النشطة في جميع مراحل عملية الطلاء.
يشكّل الشكل الهندسي للطائرة تحديًا هندسيًا إضافيًا. إذ إن جسم الطائرة وأجنحتها ومحركاتها ومثبتاتها الأفقية وذيلها الرأسي تتصرّف كعائق جوي كبير داخل الحظيرة.
وتفاعلها مع تدفق الإمدادات يمكن أن يخلق ما يلي:
مناطق منخفضة السرعة · مناطق ظل ديناميكي هوائي · إعادة دوران موضعية · سرعات غير متجانسة على السطح
والزيادة البسيطة في معدل التهوية الإجمالي لا تؤدي بالضرورة إلى القضاء على هذه الظروف.
ولذلك كان الهدف الهندسي هو إنشاء سرعة واتجاه تدفق الهواء المطلوبين حول أسطح الطائرة التي يجري العمل عليهاوفي الوقت الذي يقلل فيه التدفق الجوي غير الضروري إلى المناطق التي لا تجري فيها أي عملية نشطة.
التصميم الهندسي واختيار المنتجات
Gerhman طور النظام باستخدام نظامه برمجيات الحساب الهندسي واختيار المنتجات.
قيّمت عملية التصميم المعايير الديناميكية الهوائية والحرارية الرئيسية المؤثرة في توزيع الهواء:
معدل تدفق الهواء · سرعة الهواء على السطح · سرعة الخروج · فقد الضغط · مدى الدفع · عمق وصول النفث · اتجاه الخروج · درجة حرارة هواء الإمداد · منطقة التشغيل
وقُيِّمت سيناريوهات تشغيل مختلفة وفقاً للمراحل الفردية لعملية رسم الطائرات.
أتاح هذا النهج تصميم نظام توزيع الهواء وفق متطلبات العملية الفعلية بدلًا من تحديد سعة الحظيرة بأكملها على أساس حالة تشغيل قصوى واحدة.
تحليل تدفق الهواء القائم على CFD
بعد الحسابات الهندسية الأولية، ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) واستُخدم التحليل لتقييم المفهوم المقترح للتدفق الجوي وتحقيقه الأمثل قبل التنفيذ.
وحللت الدراسات التي أجريت في عام CFD التفاعل بين ما يلي:
تدفق هواء الإمداد + ناشرات Lindab RCW + شكل الطائرة + مناطق العملية + نظام السحب
واستُخدمت المحاكاة لتقييم ما يلي:
- سرعة الهواء التوزيع حول الطائرة،
- التوحيد السطحي للتدفق الجوي
- اتجاه تدفق الهواء ومدى وصول النفث،
- مناطق انخفاض السرعة وإعادة الدوران المحتملة،
- سلوك تدفق الهواء حول جسم الطائرة والأجنحة والذيل،
- التفاعل بين العرض والاستخراج
- سيناريوهات بديلة لتشغيل المناطق.
CFD لذلك عمل كـ أداة التصميم الهندسي والتحقق:: السماح بتحليل التشكيلات البديلة قبل تنفيذ النظام النهائي.
ويكتسي هذا الأمر أهمية خاصة لأن حسابات تغيير الهواء التقليدية واختيارات الموزعين القائمة على الفهرس وحدها لا يمكن أن تمثل بشكل كامل الأنماط المعقدة للتدفق الجوي الثلاثي الأبعاد التي أنشئت حول طائرة.
منتج توزيع الهواء: Lindab RCW
تم تنفيذ الحل النهائي لتوزيع الهواء باستخدام ناشرات الهواء بالإزاحة منخفضة الاضطراب Lindab RCW.
اختيرت وحدات RCW لقدرتها على توفير الخصائص الديناميكية الهوائية المطلوبة لعملية طلاء الطائرات:
تدفق هواء بالإزاحة منخفض الاضطراب
اتجاه خروج هواء قابل للضبط
عمق وصول النفث بتحكم كهربائي
فقد ضغط منخفض
العملية المستقرة تحت ظروف التدفئة والتبريد
وسمحت هذه الخصائص بتكييف نمط الـ توزيع الهواء وفقاً لـ شكل الطائرة ومنطقة العمل الفعالة وسرعة الهواء المطلوبة على السطح.
توزيع هواء منخفض الاضطراب
لا يُرغب في الخلط شديد الاضطراب في تطبيقات طلاء الطائرات، لأنه قد يعيد توزيع رذاذ الطلاء الزائد والملوثات المحمولة بالهواء ويولد إعادة دوران موضعية حول أسطح الطائرة.
تُدخل وحدات Lindab RCW الهواء المكيّف باستخدام مبدأ الإزاحة منخفض الاضطرابإنشاء منطقة متحكمة للتدفق الجوي من خلال منطقة العمل النشطة.
ويدعم التصميم مسارا محددا للتدفق الجوي من جانب الإمداد، عبر منطقة العمل، ونحو نظام الاستخراج.
ومن ثم، فإن الهدف الهندسي ليس فقط توفير التدفق الجوي الكلي المطلوب، بل أيضا من أجل تحديد الموقع الصحيح. توزيع السرعة واتجاه التدفق الجوي على سطح الطائرة.
يدعم ذلك نقل رذاذ الطلاء الزائد وأبخرة المذيبات والمركبات العضوية المتطايرة نحو نظام السحب بشكل منضبط، مع الحد من انتشارها غير الضروري داخل الحظيرة.
اتجاه هواء ومدى وصول نفث قابلان للضبط
وتتطلب أجزاء مختلفة من طائرة مسارات مختلفة للتدفق الجوي ومسافات تخترق.
تختلف متطلبات تدفق الهواء حول جسم الطائرة، مثلًا، عن تلك المحيطة بالأجنحة أو الذيل أو الأسطح السفلية.
تحتوي وحدات Lindab RCW على مشغّل كهربائي لضبط خصائص خروج الهواء وعمق وصول النفث.
ويسمح ذلك بتكييف نمط التدفق الجوي وفقا لمنطقة العمل النشطة.
ويمكن تعديل خصائص التصريف تبعاً لذلك، إذا اقتضى الأمر المزيد من التغلغل، وحيثما تكون العملية النشطة أقرب إلى منطقة الإمداد، فإنه يمكن الحد من الاختراق غير الضروري.
وكانت هذه القدرة عنصراً هاماً في وضع استراتيجية تهوية المناطق القائمة على العمليات.
التحكم بالمناطق وفق متطلبات العملية
تم تحقيق الاستخدام الأمثل للنظام الرئيسي بالاستعاضة عن النظام الأولي مفهوم التهوية الكامل بالتقسيم إلى مناطق وفق متطلبات العملية.
وبدلا من معالجة الحظيرة بأكملها كمنطقة تهوية واحدة تعمل باستمرار في ظروف الذروة، انقسمت الطائرة ومناطق العمل المحيطة بها إلى مناطق مقسمة إلى مناطق العمليات الوظيفية.
ومن ثم يمكن للنظام أن يوفر ما يلزم:
معدل تدفق الهواء + سرعة الهواء على السطح + اتجاه تدفق الهواء + مدى وصول النفث
وفقا لمنطقة الطائرات النشطة وعملية الرسم.
وكان الهواء المكيف موجهاً إلى المكان الذي كان مطلوباً فيه فعلاً بدلاً من الإبقاء على الحظيرة الكاملة باستمرار في ظل الحد الأقصى لشرط التصميم.
وقد أدى هذا النهج الهندسي إلى ما يقرب من:
انخفاض 64%
في سعة تدفق الهواء المطلوبة
مقارنة بمفهوم التهوية الكامل الأولي.
وتحقق هذا التخفيض من خلال تحسين استخدام الهواء المكيف وتوزيعهبدلاً من الإضرار بظروف التهوية المطلوبة.
المساهمة في كفاءة الطاقة
الـ 64% يمثل انخفاضا في القدرة المطلوبة على التدفق الجوي للتصميمليس تخفيضاً في إجمالي استهلاك الطاقة قدره 64%.
غير أن تخفيض القدرة المطلوبة على تدفق الهواء له تأثير كبير على الطلب على الطاقة في نظام التهوية الكامل.
وعادة ما يمر هواء عمليات طلاء الطائرات عبر عدة مراحل كثيفة الاستخدام للطاقة:
الترشيح → النقل بالمروحة → التدفئة/التبريد → التحكم في الرطوبة → الإمداد → السحب
ومن ثم، فإن تخفيض التدفقات الجوية غير الضرورية يسهم في انخفاض ما يلي:
الطاقة المطلوبة للمراوح
حمل التدفئة
حمل التبريد
متطلبات الترطيب وإزالة الرطوبة
إجمالي متطلبات مناولة الهواء
الـ منخفض فقدان الضغط من Lindab RCW diffusers ويقدم مساهمة إضافية عن طريق التقليل إلى أدنى حد من الخسائر في ضغط المحطات الطرفية داخل نظام الإمداد - الهواء.
ومن ثم فإن التصميم الأمثل يقلل من كمية الهواء الذي يجب نقله وتكييفه باستمرار، مما يسهم إسهاما كبيرا في مجمله كفاءة الطاقة وتكاليف تشغيل دورة الحياة للمنشأة
ظروف الحرارة والرطوبة
درجة الحرارة والرطوبة النسبية هي معايير عملية هامة في طلاء الطائرات لأنها تؤثر تطبيق الطلاء وتبخر المذيب وسلوك طبقة الطلاء وتصلّبها وجودة السطح النهائية.
صُمم Lindab RCW للحفاظ على خصائص توزيع الهواء المطلوبة عند فروق درجات حرارة بين هواء الإمداد والراجع تصل إلى:
التبريد: ΔT = –5 K
التسخين: ΔT = +8 K
التشغيل للتسخين الأولي: ΔT = +10 K
ويسيطر نظام المناولة الهوائية المرتبط به على درجة الحرارة والرطوبة، في حين تقوم وحدات RCW بتوزيع الهواء المكيف وفقاً للظروف الأيرودينامية المطلوبة داخل منطقة العمليات.
تكامل الإمداد والسحب
ولا يمكن تقييم أداء نظام تهوية هوائي لطلاء الطائرات من محطات الإمداد - الهواء بصورة مستقلة.
وميدان التدفق الجوي النهائي يحدده التفاعل بين:
نظام الإمداد + ناشرات RCW + شكل الطائرة + نظام السحب + استراتيجية التحكم
ولهذا السبب، اعتُبرت نظم الإمداد والاستخراج جزءا من نفس مفهوم التدفق الجوي.
كان الهدف الحفاظ على مسار الهواء المقصود عبر منطقة العمل نحو نقاط السحب، مع تقليل مناطق انخفاض السرعة وإعادة الدوران حول الطائرة.
وقد تم دمج هذا النهج على مستوى النظام في كل من تحليل CFD وتحسين تدفق الهواء النهائي.
من التصميم الهندسي إلى التشغيل التجريبي
ظلت Gerhman مشاركة طوال تطوير وتنفيذ نظام توزيع الهواء.
وتبع تدفق العمل الهندسي عملية مستمرة للتصميم والتحقق:
متطلبات العملية
→ الحسابات الهندسية: الاختيار
→ إعدادات Lindab RCW
→ تحليل CFD
→ تحسين تدفق الهواء حسب المناطق
→ تنفيذ النظام
→ الاختبار والتشغيل التجريبي
كانت هذه المنهجية مهمة، لأن الأداء الفعلي لحظيرة طلاء الطائرات لا يمكن تحديده من بيانات كتالوجات ناشرات الهواء منفردةً.
يجب تقييم النظام الكامل بالنظر في التفاعل بين نظام توزيع الهواء وشكل الطائرة وترتيب السحب وظروف التشغيل.
الناتج الهندسي
من خلال تعاون Gerhman–Lindabوأعيد تصميم المفهوم الأولي للتهوية الكاملة حول الاحتياجات الفعلية لطلاء الطائرات وتجهيزها.
محاسبات Gerhman الهندسية وأدوات اختيار المنتج، جنبا إلى جنب مع تحليل CFD وناشرات الهواء بالإزاحة منخفضة الاضطراب Lindab RCWومكن الهواء المكيف من توجيهه إلى مناطق الطائرات المطلوبة ذات السرعة والاتجاه والاختراق الخاضعين للرقابة.
وقد حقق التصميم الناتج عن ذلك ما يلي تقريبا:
64% تخفيض القدرة على التدفق الجوي المطلوب
مع الحفاظ على الاستراتيجية المطلوبة للتدفق الجوي المستند إلى العمليات.
كما أن انخفاض الطلب على الهواء المكيف يسهم إسهاما كبيرا في خفض الطلب متطلبات الطاقة للمراوح والتدفئة والتبريد والتحكم في الرطوبة.
ويظهر المشروع مبدأ مهم في هندسة تهوية العمليات:
ولا تتوقف كفاءة النظام على كمية الهواء المورّد فحسب، بل على مدى فعالية توزيع الهواء داخل منطقة العمليات المطلوبة.
أبرز معلومات المشروع
المشروع: Pegasus Airlines — حظائر صيانة الطائرات وطلائها
الموقع: مطار إسطنبول صبيحة غوكتشن الدولي، تركيا
العميل: الخطوط الجوية بيغاسوس
المتعاقد من الباطن الميكانيكي: Birleşim Mühendislik
التطبيق: صيانة الطائرات/الطائرات الطلاء/MRO
القدرة على الصيانة: 4 طائرات ضيقة البدن
سعة حظيرة الطلاء: طائرة واحدة ضيقة البدن
التعاون الهندسي: Gerhman × Lindab
المنتج المستخدم: Lindab RCW — ناشر هواء بالإزاحة منخفض الاضطراب
منهجية التصميم: الحسابات الهندسية · برنامج اختيار المنتجات · تحليل CFD · تقسيم المناطق وفق متطلبات العملية
استراتيجية التدفقات الجوية: تدفق بالإزاحة منخفض الاضطراب · اتجاه هواء قابل للضبط · مدى وصول نفث متغير · التحكم بالمناطق
النتيجة الهندسية الرئيسية: 64% تخفيض القدرة على التدفق الجوي المطلوب
أثر الطاقة: خفض الطلب على الهواء المكيّف ومتطلبات المراوح والتدفئة والتبريد والتحكم في الرطوبة
Gerhman النطاق: التصميم الهندسي · اختيار المنتجات · تحليل CFD · تحسين تدفق الهواء · تكامل النظام · الاختبار والتشغيل التجريبي
