نوشته ها

هواپیماهای تک‌موتوره توربوپراپ  چیست؟

شیطان در جزئیات نهفته است…

ما همیشه آرزو داشتیم که یک Bonanza با موتور توربین و فشار مناسب داشته باشیم که با هزینه‌ای مشابه با Bonanza با موتور پیستونی پرواز کند. این اتفاق هرگز نیفتاد، اما در حال حاضر دو هواپیمای تک‌موتوره توربوپراپ “شخصی” وجود دارد و اگر بخواهید بدانید قیمت آنها با Bonanza چگونه مقایسه می‌شود، اصلاً مقایسه‌ای وجود ندارد.

توربوپراپ‌ها حتی با یک موتور هم گران‌قیمت هستند. من در مورد هواپیماهای Socata TBM و Piper PA46-500TP Meridian صحبت می‌کنم که آخرین نسخه آن به نام M600 شناخته می‌شود.

برخی نیز ممکن است Pilatus PC-12 را نیز در این دسته قرار دهند، اما آن یک هواپیمای بزرگ‌تر است و بیشتر در کاربردهای خدماتی، پزشکی، چارتر و خطوط هوایی استفاده می‌شود تا توسط زوج‌های ثروتمندی که از شمال به Naples، Florida پرواز می‌کنند.

یکی از جذابیت‌های هواپیمای شخصی توربوپراپ تک‌موتوره این است که برای پرواز با آن نیازی به رتبه‌بندی نوع FAA نیست. (توربوپراپ‌های دو‌موتوره نیز تا زمانی که MTOW آنها از 12,500 پوند تجاوز نکند، نیازی به رتبه‌بندی نوع ندارند) شرکت‌های بیمه نیاز به آموزش اولیه و احتمالاً دوره‌های آموزشی مکرر خواهند داشت، اما احتمالاً این نیاز کمتر از آموزش رتبه‌بندی نوع است، هرچند مدارس آموزشی ممکن است با این نظر مخالف باشند.

توربوپراپ‌های تک‌موتوره به اندازه کافی برای پرواز آسان هستند، اما کنترل آنها بسیار پیچیده‌تر از مثلاً یک Bonanza است. بگذارید یک مثال بزنم تا این موضوع را روشن کنم.

یک خلبان دارای رتبه تجاری و همسرش در ارتفاع FL280 در هواپیمای جدید TBM 900 خود، در حال پرواز از Rochester، New York، به Naples، Florida بودند. این خلبان تازه‌کار نبود و 7,100 ساعت پرواز کل و 4,190 ساعت پرواز در TBM‌ها طی 20 سال گذشته داشت. او به تازگی یک دوره پنج‌روزه انتقال به مدل 900 را که شامل 36 ساعت آموزش بود، به پایان رسانده بود. این خلبان همچنین رهبری انجمن مالکان و خلبانان TBM را بر عهده داشت که برنامه‌های ایمنی عالی دارد. اگر بگوییم که او با این هواپیما آشنا بود، کم‌لطفی کرده‌ایم.

حدود یک ساعت و ۴۰ دقیقه از پرواز گذشته بود که خلبان به کنترلر اعلام کرد که یک نشانگر غیرعادی مشاهده کرده و درخواست نزول به FL180 کرد. کنترلر به خلبان اجازه نزول به FL250 داد و از او خواست تا ۳۰ درجه به سمت چپ بچرخد. خلبان این دستور را تأیید کرد و مجدداً درخواست ارتفاع پایین‌تری کرد.

خلبان درخواست کمک اضطراری نکرد و مشکلی که با آن مواجه بود را مشخص نکرد. با این حال، کنترلر نتیجه گرفت که او مشکل فشار کابین دارد و بلافاصله با یک مرکز دیگر هماهنگ کرد تا فضای هوایی پایین‌تر را خالی کند. کنترلر بعداً توانست به خلبان اجازه نزول به FL200 بدهد و تغییر مسیر دیگری را اعلام کرد، اما خلبان این دستور را تأیید نکرد و ارتباط های بعدی را هم پاسخ نداد.

هواپیما در FL250 باقی ماند و حدود ۳۰ دقیقه بعد هواپیماهای نظامی برای رهگیری و بررسی هواپیما اعزام شدند. همه چیز به نظر عادی می‌رسید به جز این که سرنشینان به نظر بیهوش یا خوابیده بودند و هیچ‌کدام از ماسک اکسیژن استفاده نمی‌کردند. عکسی نشان داد که وضعیت درب اضطراری به گونه‌ای بود که نشان از عدم فشار کابین داشت.

هواپیماهای نظامی همراه TBM باقی ماندند تا وقتی که هواپیما به حریم هوایی کوبا نزدیک شد و سپس همراهی را قطع کردند. هواپیما در FL250 و در مسیر خود باقی ماند تا پنج ساعت و ۴۸ دقیقه از زمان برخاستن گذشته بود. در آن زمان سوخت هواپیما تمام شده بود و هواپیما به دریای کارائیب در شمال جامائیکا سقوط کرد.

در یافته‌های علت احتمالی، NTSB طراحی سیستم فشار کابین و طراحی چک‌لیست را مقصر دانست و هیچ چیز دیگری را ذکر نکرد. هیچ اشاره‌ای به خلبان نشد. من پس از خواندن گزارش سؤالات بیشتری داشتم .

سیستم فشار دارای ویژگی‌ای بود که در صورت بروز شرایط داغی بیش از حد، به‌طور خودکار هوای Bleed که کابین را پر می‌کند، خاموش می‌کرد. سال‌ها پیش من با یک توربوپراپ Aero Commander 690 پرواز می‌کردم که چنین اتفاقی افتاد. آن هواپیما خاموشی خودکار در شرایط داغی نداشت، اما کاملاً واضح بود که باید دستی و سریعاً آن را خاموش کنیم وگرنه چون آنجا بسیار گرم بود، پخته می‌شدیم.

سیستم خودکار در TBM مستعد هشدارهای کاذب و خاموشی‌های غیرضروری بود. براساس بقایای بازیابی شده، به نظر می‌رسد این مورد هم یکی از همان موارد بوده است.

هشداری درباره خاموشی و کاهش فشار اعلام شد و باید هشدارهای دیگری نیز وجود داشته باشد. NTSB اعلام کرد که کابین در چهار دقیقه به طور کامل کاهش فشار می‌یابد که به این معنی است که ارتفاع کابین در این مدت بیش از ۵۰۰۰ فوت در دقیقه افزایش می‌یابد. این پیام قوی و غیرقابل انکار از طریق گوش‌هایتان منتقل می‌شود.

چک‌لیست در صورت کاهش فشار کابین، به طور قاطع تأکید نمی‌کرد که ابتدا ماسک‌های اکسیژن را بپوشند، اما این در این مورد کمکی نمی‌کرد. خلبان سوئیچ اکسیژن کابین خلبان را روشن نکرده بود. این مورد، همراه با بررسی ماسک‌های اکسیژن، جزء موارد چک‌لیست قبل از پرواز برای این هواپیما است.

سیستم فشار و اورژانس‌های مرتبط حدود ۹۰ دقیقه از زمان دوره آموزشی ۳۶ ساعته را به خود اختصاص دادند و NTSB به نظر می‌رسد که این مدت کافی نبوده است. اگرچه در مورد کاهش فشار در ارتفاع بالا، کار به روشنی مشخص است: فقط باید با درجه بالایی از اضطرار، چک‌لیست را دنبال کرد.

خلبان اخیرا آموزشی در اتاقک ارتفاع نداشته است، که باید برای خلبانانی که با این هواپیماها پرواز می‌کنند اجباری باشد.

این خلبان تنها دو دقیقه و ۳۰ ثانیه پس از گزارش اولین نشانگر غیرعادی، دیگر پاسخی نداد. اگر او آموزش در اتاقک ارتفاع را داشت، می‌دانست که این اتفاق به زودی رخ خواهد داد.

آخرین باری که من در اتاقک بودم، از ما خواستند که در ارتفاع ۱۸,۰۰۰ فوت و ۲۵,۰۰۰ فوت ماسک‌هایمان را برداریم. در ارتفاع ۱۸, همه چیز به آهستگی محو شد. در ارتفاع ۲۵, چراغ‌ها به سرعت کم‌نور شدند. در مورد من، که با یک P210 پرواز می‌کردم و سیستم اکسیژن کمکی نداشت، اغلب به دلیل آنچه که در اتاقک دیده بودم، بالاتر از FL190 پرواز نمی‌کردم.

این خلبان احتمالاً در ارتفاع FL280 پرواز می‌کرد زیرا در این ارتفاع TBM 900 سریع‌تر پرواز می‌کند و خلبانان هواپیماهایی مانند این را برای سرعت خریداری می‌کنند. اگر یک خلبان قصد دارد در این ارتفاع پرواز کند، باید درک کاملی از هیپوکسی داشته باشد و آماده‌ انجام نزول اضطراری در صورت شکست فشار کابین باشد.

اگر درباره اضطرار این موضوع شک دارید، پیشنهادی دارم. در یک اتاق تاریک، یک چراغ با دیمر را به حداکثر روشنایی برسانید. کرونومتر آیفون خود را فعال کنید و وقتی زمان به دو دقیقه و ۳۰ ثانیه رسید، چراغ را کم‌نور کنید و سعی کنید آن را طوری تنظیم کنید که در پایان دو دقیقه و ۳۰ ثانیه اتاق تاریک شود. این همان اتفاقی است که برای مغز و بینایی شما بدون اکسیژن یا فشار کابین در FL250 رخ می‌دهد.

با توجه به این موضوع، واقعاً نیازی به چک‌لیست ندارید تا بدانید که در صورت کاهش فشار کابین در FL280 باید ماسک را بپوشید، با (Mayday) تماس بگیرید و به ارتفاع اضطراری ۱۰,۰۰۰ فوت نزول کنید. این تنها یک مثال از این است که وقتی در توربوپراپ تک‌موتوره جدید خود بالاتر و سریع‌تر پرواز می‌کنید، چگونه زندگی پروازی پیچیده‌تر و پرتوقع‌تر می‌شود.

خوشبختانه تعداد تصادفات مشابه این در این هواپیماها زیاد نیست. در واقع، به طور کلی، خلبانانی که با TBM و Meridian پرواز می‌کنند، سابقه ایمنی خوبی دارند. به دلیل تعداد نسبتاً کم این ناوگان‌ها و پروازهای بیشتر در خارج از کشور و استفاده‌های خاص در مورد TBM، مجبور شدم برای پیدا کردن نرخ آن، کمی تخمین بزنم ، اما متوجه شدم که TBM نرخ حادثه مرگباری معادل ۰.۵۱ حادثه مرگبار در هر ۱۰۰,۰۰۰ ساعت پرواز دارد.

این نرخ کمی بهتر از ۰.۵۶ است که برای Cessna 172 که بهترین سابقه در ناوگان هواپیماهای پیستونی را دارد، محاسبه کردم. (من هرگز نرخ تصادف برای هواپیماهای Diamond را محاسبه نکرده‌ام)

Meridian جالب است زیرا بدنه آن از Malibu/Mirage با موتور پیستونی مشتق شده است. (آخرین نسخه توربوپراپ، M600، به طور قابل توجهی متفاوت است و دارای بالی کاملاً جدید است) از دیدگاه عملیاتی، هواپیماهای پیستونی و توربوپراپ از نظر پیچیدگی و محیط عملیاتی تقریباً برابر خواهند بود.

آموزش اولیه و دوره‌های آموزشی مکرر برای Meridian و احتمالاً برای هواپیمای پیستونی نیز از الزامات بیمه خواهد بود.

با توجه به همه این موارد، ممکن است فکر کنید که نرخ تصادفات مرگبار مشابه خواهد بود. اما اینطور نیست. به نظر می‌رسد که نرخ تصادفات مرگبار برای توربوپراپ Meridian با ۰.۸۸ در هر ۱۰۰,۰۰۰ ساعت پرواز، بیش از دو برابر بهتر از هواپیمای پیستونی است که آخرین بار ۲.۰۴ محاسبه کردم.

این واقعیت که این دو توربوپراپ تک‌موتوره سوابق ایمنی به‌مراتب بهتری نسبت به هواپیماهای پیستونی دارند، برخلاف موارد موجود در سوابق ایمنی است.

توربوپراپ‌ها عمدتاً توسط خلبانانی پرواز می‌شوند که به تدریج ثروتمندتر شده و از هواپیماهای پیستونی با عملکرد بالا به این هواپیماها نقل مکان کرده‌اند. به عبارت دیگر، اینها همان افرادی هستند که فقط بودجه پروازی بیشتری دارند.

به طور تاریخی، عملکرد بیشتر معمولاً به معنای نرخ بالاتر تصادفات بوده است. خلبانان در هواپیماهای تک‌موتوره با چرخ‌های جمع‌شونده نسبت به هواپیماهای با چرخ ثابت عملکرد پایین تری دارند و نرخ تصادفات مرگبار در هواپیماهای دو‌موتوره در اکثر سال‌ها بیشتر از هواپیماهای تک‌موتوره است.

گسترش قابلیت ارتفاع نیز منجر به افزایش نرخ تصادفات شده است، با یک نکته. به نظر نمی‌رسد اضافه کردن توربوشارژینگ به تنهایی خطر زیادی داشته باشد ، زیرا بیشتر خلبانان هواپیماهای توربوشارژ شده را به طور مکرر در ارتفاع بالا پرواز نمی‌دهند.

اضافه کردن فشار کابین باعث بدتر کردن شرایط شده است. مدل‌های P210 و Malibu تازه از کارخانه بیرون آمده، در دست خلبانانی که ظاهراً فکر می‌کردند به دلیل فشار کابین می‌توانند از هر شرایطی عبور کنند، دچار مشکلات زیادی شدند.

برخی از تصادفات پیستونی فشار دار ناشی از مشکلات موتور در Malibu و مشکلات موتور و سیستم‌ها در P210 بود. (به مقاله Logbooks: A Long and Wonderful Flight, With Beginning Turbulence نگاه کنید ) با این حال، بیشتر تصادفات مربوط به تصمیمات بد و تکنیک ضعیف خلبان بود.

توربوپراپ‌ها از این مشکلات رنج نبردند. نرخ تصادفاتی که قبلاً ارائه کردم، کل تاریخچه عملیاتی هواپیماها در ایالات متحده را پوشش می‌دهد و نرخ تصادفات ، حداقل به طور جزئی، با بلوغ هواپیماها و خلبانان تمایل به بهبود دارد. آنها خوب شروع کردند و احتمالاً هر روز بهتر هم می‌شوند.

در تصادفات مرگبار توربوپراپ‌ها چه چیزهایی برجسته است؟

خرابی مکانیکی موتور PT-6 که این دو هواپیما را نیرو می‌دهد، در فهرست مشکلات نیست. من یک خرابی پیدا کردم که به تعمیر و نگهداری ضعیف نسبت داده شده بود و چند مشکل قدرتی با علل نامشخص وجود داشت. در یکی از هواپیماهای Meridian، کاولینگ به درستی قفل نشده بود و پس از برخاستن باز شد که منجر به فرود اضطراری شد. برخی از نقص‌های قدرت منجر به فرودهای اضطراری موفقیت‌آمیز شده‌اند.

موتور PT-6 وقتی که فقط هسته موتور مورد نظر باشد، سوابق قابل توجهی از قابلیت اطمینان دارد. اما بسیاری از مسائل دیگر برای خاموش کردن آتش و چرخش توربین وجود دارند و خرابی‌های PT-6 که رخ می‌دهند اغلب به سیستم‌ها و لوازم جانبی مربوط می‌شوند که بخش‌های ضروری موتور هستند. این به این معناست که آنها می‌توانند و گاهی اوقات خراب می‌شوند، اگرچه نادر است، و این هواپیماها تنها یکی از آنها را دارند.

اگر یک نکته برجسته در تصادفات مرگبار وجود داشته باشد، آن از دست دادن کنترل در شرایط آب و هوای ابزاری (IMC) است. این اغلب بلافاصله پس از برخاستن رخ می‌دهد که نشان می‌دهد خلبان قبل از برخاستن، شرایط لازم را مهیا نکرده بود. وقتی یک خلبان در مدت کوتاهی پس از برخاستن در IMC کنترل را از دست می‌دهد، مشخص است که او آماده نبوده یا توانایی لازم برای مقابله با وضعیت را نداشته است. حتی یک حواس‌پرتی کوچک می‌تواند منجر به مشکل شود.

خلبان TBM با مشکل فشار کابین، در میانه پرواز بود، اما او به وضوح به موارد چک‌لیست پیش‌پرواز در سیستم اکسیژن توجه نکرده بود و این اشتباه ساده او را در موقعیت بدی قرار داد، حتی اگر NTSB طراحی سیستم را به عنوان علت احتمالی حادثه مقصر دانسته باشد.

به جز اولین هواپیماهای Piper Meridian، این هواپیماها دارای خلبان‌های خودکار قابل اعتمادی هستند که با هواپیما به خوبی سازگار شده‌اند. با نگاه به تصادفاتی که شامل از دست دادن کنترل در IMC می‌شوند، مشخص است که یا خلبان‌ها به‌صورت دستی زیاد پرواز می‌کنند یا حداقل برخی از خلبانان درک خوبی از نحوه استفاده بهینه از خلبان خودکار ندارند.

چندین مورد از دست دادن کنترل در سرعت کم نیز ، هم در دور زدن‌ها و هم در موارد از دست دادن تقرب وجود داشته است. همان قوانین در اینجا نیز به کار می‌روند که در همه هواپیماها صادق هستند .

من اشاره کردم که در ابتدا خلبانان هواپیماهای پیستونی با کابین فشار، هنگام تلاش برای پرواز در شرایط سخت به مشکل برخوردند. این مسئله به ندرت در توربوپراپ‌های شخصی رخ داده است.

یک خلبان به پرواز ادامه داد و در شرایط یخ‌بندان صعود کرد که به ضررش تمام شد، اما تا لحظه‌ای که کنترل را در ارتفاع از دست داد، گزینه‌های خوبی برای او موجود بود. در حالی که این هواپیماها دارای اطلاعات خوبی برای اجتناب از وضعیت آب و هوای بد هستند، چند مورد از دست دادن کنترل در طوفان‌های رعد و برق وجود داشته است، اما این تمام ماجرا است.

با بررسی همه چیزهایی که در مورد TBM و Meridian اتفاق افتاده و با آگاهی از ناوگان هواپیماهای پیستونی با عملکرد بالا، این احساس را دارم که نرخ کمتر تصادفات مرگبار در توربوپراپ‌ها باید به دلیل آموزش بهتر باشد.

قابلیت اطمینان بهتر می‌تواند یک عامل باشد و، هرچند این با آنچه در سایر بخش‌های هوانوردی خصوصی رخ داده متفاوت است، قابلیت‌های عملکردی پیشرفته این هواپیماها ممکن است به عملیات ایمن‌تر کمک کرده باشد. و، چه کسی می‌داند، شاید خلبانان با احترام بیشتری نسبت به نیازهای چنین هواپیماهای پرتلاطمی پرواز می‌کنند.

این توربوپراپ‌های شخصی تک‌موتوره در ناوگان به یک جت شخصی تک‌موتوره، یعنی Cirrus Vision SF50، پیوسته‌اند. با کنار گذاشتن تفاوت‌های عملکرد و قیمت، جالب خواهد بود که ببینیم این جت در دست خلبانان مالک چگونه عمل می‌کند. در هر صورت، آنها بهتر آموزش خواهند دید زیرا برای پرواز با این جت به یک رتبه‌بندی نوعی نیاز خواهد بود.

یک صحبت نهایی در مورد توربوپراپ‌ها، به خصوص TBM . یک روز در Sun Valley فرود آمدیم و در کنار یک TBM پارک کردیم. وقتی همسرم، Ann، از هواپیمای P210 ما پیاده شد، رفت و TBM را بررسی کرد. پس از ارزیابی، به من گفت که در حالی که او P210 ما را دوست دارد، شاید TBM را کمی بیشتر دوست داشته باشد.

منبع