Environmental control system
वैमानिकी में, एक विमान की पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली (ईसीएस) एक आवश्यक घटक है जो चालक दल और यात्रियों के लिए वायु आपूर्ति, तापीय नियंत्रण और केबिन दबाव प्रदान करती है। अतिरिक्त कार्यों में एवियोनिक्स को ठंडा करना, धुएँ का पता लगाना और आग को दबाना शामिल है। अवलोकन नीचे वर्णित प्रणालियाँ वर्तमान उत्पादन बोइंग विमानों के लिए विशिष्ट हैं, हालाँकि विवरण अनिवार्य रूप से एयरबस और अन्य कंपनियों के यात्री जेट विमानों के लिए समान हैं। एक अपवाद कॉनकॉर्ड था जिसमें उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरने के कारण एक पूरक वायु आपूर्ति प्रणाली फिट की गई थी, और इसमें थोड़ा अधिक केबिन दबाव भी था। वायु आपूर्ति जेटलाइनर पर, दहन यंत्र के ऊपर की ओर प्रत्येक गैस टरबाइन इंजन के एक संपीडक चरण से खून बहाकर ईसीएस को हवा की आपूर्ति की जाती है। इस रक्त बहने वाली हवा का तापमान और दबाव किस कंप्रेसर चरण का उपयोग किया जाता है, और इंजन की शक्ति सेटिंग के अनुसार भिन्न होता है। एक मैनिफोल्ड प्रेशर रेगुलेटिंग शट-ऑफ वॉल्व (एम. पी. आर. एस. ओ. वी.) डाउनस्ट्रीम प्रणालियों के लिए वांछित दबाव बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रवाह को प्रतिबंधित करता है। प्रणाली के माध्यम से हवा को चलाने के लिए एक निश्चित न्यूनतम आपूर्ति दबाव की आवश्यकता होती है, लेकिन जितना संभव हो उतना कम आपूर्ति दबाव का उपयोग करना वांछित है, क्योंकि इंजन द्वारा रक्तस्राव हवा को संपीड़ित करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा प्रणोदन के लिए उपलब्ध नहीं है, और ईंधन की खपत प्रभावित होती है। इस कारण से, हवा आमतौर पर विभिन्न कंप्रेसर चरण स्थानों पर दो (या कुछ मामलों में जैसे बोइंग 777, तीन) ब्लीड बंदरगाहों में से एक से खींची जाती है। जब इंजन कम दबाव (कम जोर या उच्च ऊंचाई) पर होता है, तो हवा को उच्चतम दबाव वाले ब्लीड पोर्ट से खींचा जाता है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है (अधिक जोर या कम ऊंचाई) और एक पूर्व निर्धारित क्रॉसओवर बिंदु तक पहुंचता है, उच्च दबाव बंद-बंद वाल्व (एच. पी. एस. ओ. वी.) बंद हो जाता है और ईंधन प्रदर्शन हानि को कम करने के लिए कम दबाव वाले बंदरगाह से हवा का चयन किया जाता है। इंजन का दबाव कम होने पर उल्टा होता है। वांछित तापमान प्राप्त करने के लिए, रक्तस्राव-हवा को एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पारित किया जाता है जिसे प्री-कूलर कहा जाता है। इंजन पंखे से निकलने वाली हवा को इंजन स्ट्रट में स्थित प्री-कूलर के पार उड़ा दिया जाता है, और सर्विस ब्लीड हवा से अतिरिक्त गर्मी को अवशोषित कर लेता है। एक पंखा वायु मॉड्यूलेटिंग वाल्व (एफ. ए. एम. वी.) सेवा से बहने वाली हवा के अंतिम वायु तापमान को नियंत्रित करने के लिए शीतलन वायु प्रवाह को बदलता है। विशेष रूप से, बोइंग 787 केबिन पर दबाव डालने के लिए ब्लीड एयर का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय विमान पंखों के आगे स्थित समर्पित इनलेट्स से हवा खींचता है। शीत वायु इकाई शीत वायु इकाई (सी. ए. यू.) के कार्यकरण के लिए प्राथमिक घटक वायु चक्र मशीन (ए. सी. एम.) शीतलन उपकरण है। प्रारंभिक बोइंग 707 विमान सहित कुछ विमानों में वाष्प-संपीड़न प्रशीतन का उपयोग किया जाता था जैसे कि घरेलू एयर कंडीशनर में उपयोग किया जाता था। एक एसीएम कोई फ्रॉन का उपयोग नहीं करता हैः हवा स्वयं प्रशीतक है। कम वजन और रखरखाव की आवश्यकताओं के कारण वाष्प चक्र उपकरणों पर एसीएम को प्राथमिकता दी जाती है। अधिकांश जेटलाइनर पी. ए. सी. के. से सुसज्जित हैं जिसका संक्षिप्त अर्थ यहाँ देखें। वातानुकूलन (एसी) पैक (ओं) का स्थान विमान के डिजाइन पर निर्भर करता है। कुछ डिजाइनों में, उन्हें धड़ के नीचे दो पंखों के बीच विंग-टू-बॉडी फेयरिंग में स्थापित किया जाता है। अन्य विमानों (डगलस एयरक्राफ्ट डीसी-9 सीरीज) में एसी पैक पूंछ में स्थित होते हैं। मैकडॉनेल डगलस डी. सी.-10/एम. डी.-11 और लॉकहीड एल.-1011 पर विमान पैक उड़ान डेक के नीचे विमान के सामने स्थित हैं। लगभग सभी जेट विमानों में दो पैक होते हैं, हालांकि बोइंग 747, लॉकहीड एल-1011 और मैकडॉनेल-डगलस डीसी-10/एम. डी.-11 जैसे बड़े विमानों में तीन होते हैं। एसी पैक में बहने वाली हवा की मात्रा प्रवाह नियंत्रण वाल्व (एफसीवी) द्वारा नियंत्रित की जाती है। प्रत्येक पैक के लिए एक एफसीवी स्थापित किया गया है। एक सामान्य रूप से बंद अलगाव वाल्व बाएं रक्तस्राव प्रणाली से हवा को दाएं पैक (और इसके विपरीत) तक पहुंचने से रोकता है, हालांकि इस वाल्व को एक रक्तस्राव प्रणाली के नुकसान की स्थिति में खोला जा सकता है। एफ. सी. वी. की निचली धारा शीत-वायु इकाई (सी. ए. यू.) है, जिसे प्रशीतन इकाई भी कहा जाता है। सी. ए. यू. के कई विभिन्न प्रकार हैं; हालाँकि, वे सभी विशिष्ट बुनियादी बातों का उपयोग करते हैं। खून बहने वाली हवा प्राथमिक राम-एयर हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करती है, जहां इसे या तो राम हवा, विस्तार या दोनों के संयोजन से ठंडा किया जाता है। ठंडी हवा तब कंप्रेसर में प्रवेश करती है, जहाँ इसे दबा दिया जाता है, जो हवा को फिर से गर्म करता है। द्वितीयक रैम-एयर हीट एक्सचेंजर के माध्यम से एक पास उच्च दबाव बनाए रखते हुए हवा को ठंडा करता है। हवा तब एक टरबाइन के माध्यम से गुजरती है जो गर्मी को और कम करने के लिए हवा का विस्तार करती है। टर्बो-चार्जर इकाई के संचालन के समान, कंप्रेसर और टरबाइन एक शाफ्ट पर होते हैं। टरबाइन से गुजरने वाली हवा से निकाली गई ऊर्जा का उपयोग कंप्रेसर को बिजली देने के लिए किया जाता है। पानी निकालने वाले यंत्र द्वारा पानी निकालने के लिए तैयार होने के लिए कंडेनसर के पास जाने से पहले हवा के प्रवाह को रीहीटर की ओर निर्देशित किया जाता है। इसके बाद हवा को एक जल विभाजक के माध्यम से भेजा जाता है, जहां हवा को अपनी लंबाई के साथ सर्पिल करने के लिए मजबूर किया जाता है और केंद्रापसारक बलों के कारण नमी को एक छलनी के माध्यम से और बाहरी दीवारों की ओर फेंका जाता है जहां इसे एक नाली की ओर भेजा जाता है और जहाज के ऊपर भेजा जाता है। फिर, हवा आमतौर पर जल विभाजक कोलेसर या सॉक से होकर गुजरेगी। केबिन की हवा को साफ रखने के लिए इंजन से निकलने वाली गंदगी और तेल को मोजे में रखा जाता है। यह जल हटाने की प्रक्रिया बर्फ को बनने और प्रणाली को अवरुद्ध करने से रोकती है, और कॉकपिट और केबिन को जमीनी संचालन और कम ऊंचाई पर धुंध से बचाती है। उप-शून्य बूटस्ट्रैप सी. ए. यू. के लिए, टरबाइन तक पहुंचने से पहले नमी निकाली जाती है ताकि उप-शून्य तापमान तक पहुँचा जा सके। पी. ए. सी. के. निर्गम वायु का तापमान राम-वायु प्रणाली (नीचे) के माध्यम से समायोजन प्रवाह द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और एक तापमान नियंत्रण वाल्व (टी. सी. वी.) को संशोधित करता है जो ए. सी. एम. के चारों ओर गर्म रक्तस्राव वायु के एक हिस्से को दरकिनार करता है और इसे ए. सी. एम. टरबाइन के नीचे की ओर ठंडी हवा के साथ मिलाता है। राम वायु प्रणाली राम-एयर इनलेट एक छोटा स्कूप है, जो आम तौर पर विंग-टू-बॉडी फेयरिंग पर स्थित होता है। लगभग सभी जेटलाइनर प्राथमिक और द्वितीयक रैम वायु ताप विनिमायकों के माध्यम से शीतलन वायु प्रवाह की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए रैम-एयर इनलेट पर एक मॉड्यूलेटिंग दरवाजे का उपयोग करते हैं। राम-एयर रिकवरी को बढ़ाने के लिए, लगभग सभी जेटलाइनर राम-एयर एग्जॉस्ट पर मॉड्यूलेटिंग वैन का उपयोग करते हैं। जब विमान जमीन पर होता है तो रैम प्रणाली के भीतर एक रैम-एयर पंखा हीट एक्सचेंजर्स में रैम-एयर प्रवाह प्रदान करता है। लगभग सभी आधुनिक फिक्स्ड-विंग विमान एसीएम टरबाइन द्वारा संचालित एसीएम के साथ एक सामान्य शाफ्ट पर एक पंखे का उपयोग करते हैं। वायु वितरण एसी पैक निकास हवा को दबाव वाले धड़ में प्रवाहित किया जाता है, जहां इसे पुनर्चक्रण पंखों से फ़िल्टर की गई हवा के साथ मिलाया जाता है, और मिश्रण कई गुना में खिलाया जाता है। लगभग सभी आधुनिक विमानों में, वायु प्रवाह लगभग 50 प्रतिशत बाहरी हवा और 50 प्रतिशत फ़िल्टर की हुई हवा होती है। आधुनिक जेटलाइनर एच. ई. पी. ए. फिल्टर को गिरफ्तार करने वाले उच्च दक्षता वाले कणों का उपयोग करते हैं, जो सभी बैक्टीरिया और क्लस्टर किए गए वायरस के 99 प्रतिशत से अधिक को फंसाते हैं। मिश्रण मैनिफोल्ड से हवा को विमान के विभिन्न क्षेत्रों में ओवरहेड वितरण नलिकाओं की ओर निर्देशित किया जाता है। प्रत्येक क्षेत्र में तापमान को कम मात्रा में ट्रिम हवा जोड़कर समायोजित किया जा सकता है, जो कि कम दबाव वाली, उच्च तापमान वाली हवा है जो टी. सी. वी. के ऊपर की ओर एसी पैक से टैप की जाती है। अलग-अलग गैस्पर वेंट्स को भी हवा की आपूर्ति की जाती है। वेंट पर एक घूमने वाले नियंत्रण को बिना किसी वायु उत्पादन और काफी पर्याप्त हवा के बीच वेंटिलेशन को समायोजित करने के लिए घुमाया जा सकता है। गैस्पर आमतौर पर विमान में सवार एसी पैक से अपनी हवा प्राप्त करते हैं, जो बदले में विमान के जेट इंजन के कंप्रेसर चरणों से या सहायक बिजली इकाई (एपीयू) या जमीनी स्रोत से जमीन पर संपीड़ित, स्वच्छ हवा प्राप्त करते हैं। गैस्पर्स के लिए एक मास्टर नियंत्रण कॉकपिट में स्थित होता है; उड़ान के कुछ चरणों के दौरान गैस्पर्स को अक्सर अस्थायी रूप से बंद कर दिया जाता है (जैसे। टेक-ऑफ और चढ़ाई के दौरान) जब ब्लीड-एयर डिमांड से इंजनों पर भार को कम किया जाना चाहिए। धड़ में वायु प्रवाह का दबाव लगभग स्थिर होता है, और बहिर्वाह वाल्व (ओ. एफ. वी.) के खुलने को बदलकर दबाव बनाए रखा जाता है। अधिकांश आधुनिक जेट विमानों में एक एकल ओ. एफ. वी. होता है जो धड़ के निचले पिछले छोर के पास स्थित होता है, हालांकि बोइंग 747 और 777 जैसे कुछ बड़े विमानों में दो होते हैं। ओ. एफ. वी. के बंद होने की स्थिति में, धड़ को अधिक और कम दबाव से बचाने के लिए कम से कम दो सकारात्मक दबाव राहत वाल्व (पी. पी. आर. वी.) और कम से कम एक नकारात्मक दबाव राहत वाल्व (एन. पी. आर. वी.) प्रदान किए जाते हैं। विमान के केबिन का दबाव आमतौर पर 8000 फीट या उससे कम की केबिन ऊंचाई तक दबाव डाला जाता है। इसका मतलब है कि दबाव है, जो परिवेशी दबाव है। ध्यान दें कि केबिन की कम ऊँचाई एक उच्च दबाव है। केबिन का दबाव एक केबिन दबाव अनुसूची द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो प्रत्येक विमान की ऊंचाई को केबिन की ऊंचाई से जोड़ता है। एयरबस ए350 और बोइंग 787 जैसे नए विमानों में केबिन की अधिकतम ऊंचाई कम होगी जो उड़ानों के दौरान यात्रियों की थकान को कम करने में मदद करती है। विशिष्ट जेटलाइनर परिभ्रमण ऊंचाई पर वातावरण आम तौर पर बहुत शुष्क और ठंडा होता है; लंबी उड़ान पर केबिन में पंप की गई बाहरी हवा में संघनन पैदा करने की क्षमता होती है जो बदले में जंग या विद्युत दोष का कारण बन सकती है, और इस प्रकार समाप्त हो जाती है। नतीजतन, जब कम ऊंचाई पर आर्द्र हवा का सामना करना पड़ता है और अंदर खींचा जाता है, तो ईसीएस इसे वार्मिंग और कूलिंग चक्र और ऊपर उल्लिखित जल विभाजक के माध्यम से सुखा देता है, ताकि उच्च बाहरी सापेक्ष आर्द्रता के साथ भी, केबिन के अंदर यह आमतौर पर 10 प्रतिशत से अधिक सापेक्ष आर्द्रता नहीं होगी। हालांकि कम केबिन आर्द्रता में कवक और बैक्टीरिया के विकास को रोकने के स्वास्थ्य लाभ हैं, कम आर्द्रता त्वचा, आंखों और श्लेष्म झिल्ली को सूखने का कारण बनती है और निर्जलीकरण में योगदान देती है, जिससे थकान, असुविधा और स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं होती हैं। एक अध्ययन में अधिकांश उड़ान परिचारकों ने कम आर्द्रता से असुविधा और स्वास्थ्य समस्याओं की सूचना दी। 2003 में अमेरिकी कांग्रेस को दिए गए एक बयान में वाणिज्यिक विमान के यात्री केबिनों में वायु गुणवत्ता समिति के एक सदस्य ने कहा, "कम सापेक्ष आर्द्रता कुछ अस्थायी असुविधा (जैसे, सूखी आंखें, नाक के मार्ग और त्वचा) का कारण बन सकती है, लेकिन अन्य संभावित अल्पकालिक या दीर्घकालिक प्रभाव स्थापित नहीं किए गए हैं।" कुछ विमानों के ईसीएस में एक केबिन आर्द्रता नियंत्रण प्रणाली जोड़ी जा सकती है ताकि सापेक्ष आर्द्रता को अत्यंत कम स्तर से रखा जा सके, जो संघनन को रोकने की आवश्यकता के अनुरूप हो। इसके अलावा, बोइंग 787 और एयरबस ए350, अपने निर्माण में अधिक संक्षारण प्रतिरोधी संयोजनों का उपयोग करके, लंबी उड़ानों पर 16 प्रतिशत की केबिन सापेक्ष आर्द्रता के साथ काम कर सकते हैं। स्वास्थ्य संबंधी चिंताएँ खून बहने वाली हवा इंजन से आती है लेकिन दहन यंत्र के ऊपर की ओर इंजन से खून बहता है। कम्प्रेसर स्टाल (अनिवार्य रूप से एक जेट इंजन बैकफायर) के दौरान के अलावा हवा इंजन के माध्यम से पीछे की ओर नहीं बह सकती है, इस प्रकार ब्लीड हवा विमान के अपने इंजनों के सामान्य संचालन से दहन संदूषकों से मुक्त होनी चाहिए। हालांकि, कई मौकों पर कार्बन सील से तेल (संभावित खतरनाक रसायनों वाला) बहती हवा में रिस सकता है, जिसे उद्योग में धुएं की घटना के रूप में जाना जाता है। इसे आम तौर पर जल्दी से निपटाया जाता है क्योंकि विफल तेल मुहरें इंजन के जीवन को कम कर देंगी। इंजन बे के भीतर इस और अन्य स्रोतों से तेल संदूषण ने कुछ वकालत समूहों से स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं को जन्म दिया है और कई शैक्षणिक संस्थानों और नियामक एजेंसियों द्वारा शोध शुरू किया है। हालाँकि, किसी भी विश्वसनीय शोध से धुएँ की घटनाओं के कारण होने वाली चिकित्सा स्थिति के अस्तित्व का प्रमाण नहीं मिला है। फुटनोट्स ए. एस. एच. आर. ए. ई. हैंडबुक, अमेरिकन सोसाइटी ऑफ हीटिंग, वेंटिलेटिंग एंड एयर-कंडीशनिंग इंजीनियर्स, आई. एन. सी. (ए. एस. एच. आर. ए. ई.), अटलांटा, जी. ए., 1999 का एच. वी. ए. सी. अनुप्रयोग खंड। विमान केबिन घटक पर्यावरण