اكتشف كيف تعمل مراحيض الطائرات.

وراء صوت "الوش" المميز لمرحاض الطائرة يكمن نظام تشغيل معقد لضغط الهواء يوفر مئات اللترات من الماء والوقود.

هل شعرت يوماً بالفضول وأنت تدخل إلى حمام الطائرة الصغير؟ مساحة ضيقة مصنوعة من الألومنيوم، حيث يبدو أن الجاذبية تعمل بشكل مختلف وتتردد أصداء أصوات غريبة باستمرار.

في جوهرها، تعتبر مراحيض الطائرات روائع هندسية، حيث تجمع بذكاء بين تقنية الفراغ، والتحكم في الضغط، ولوائح السلامة الصارمة للحفاظ على راحة الركاب على ارتفاعات تتجاوز 10000 متر.

تحتوي دورات المياه في الطائرات على جوانب أكثر إثارة للاهتمام مما قد تتخيل. (المصدر: الذكاء الاصطناعي)

مبدأ تشغيل نظام تحرير الفراغ

تتجنب الطائرات النفاثة التجارية الحديثة استخدام خزانات التدفق التقليدية لتقليل الوزن. وبدلاً من ذلك، فهي مجهزة بأنظمة مراحيض تعمل بالشفط.

يشرح نايجل جونز، وهو خبير في هندسة الطيران والفضاء، الأمر ببساطة: "يعمل هذا النظام بشكل مشابه للمكنسة الكهربائية المنزلية - فآليته الرئيسية هي الشفط".

عندما يضغط أحد الركاب على زر التدفق، ينفتح صمام في أسفل المرحاض فوراً. ويولد فرق الضغط الهائل بين مقصورة الركاب والبيئة الخارجية (أو الناتج عن مضخة تفريغ متخصصة عندما تتحرك الطائرة على الأرض) قوة شفط هائلة.

تسحب هذه القوة فجأة جميع النفايات الصلبة والسائلة، بالإضافة إلى كمية ضئيلة جدًا من محلول إزالة الروائح الأزرق، عبر أنبوب تصريف ضيق إلى خزان موجود في ذيل الطائرة. وبعد ذلك مباشرة، يُغلق الصمام بإحكام لإغلاق المرحاض.

وصف طيارو طائرة ديوك أرميتاج هذه الآلية الميكانيكية بإيجاز: "يقوم نظام شفط بسحب جميع النفايات ومحلول التنظيف إلى خزان عبر سلسلة من الأنابيب المتصلة". وتخلق السرعة العالية للغاية لتدفق الهواء صوت "أزيز" مميز مصحوبًا بصوت صفير خفيف يشبه صوت محرك نفاث، مما يضمن تنظيف كل شيء تمامًا دون انسداد.

لذلك، فإن النفايات على متن الطائرات تتحرك في الواقع باستخدام ضغط الهواء، وليس الجاذبية أو غالونات الماء كما هو الحال في المرحاض المنزلي.

حلول مكافحة الروائح ومعالجة النفايات

كان من أهم أولويات المهندسين الحفاظ على مقصورة الركاب خالية من الروائح الكريهة. وقد حلّ نظام الشفط نصف هذه المشكلة من خلال سحب النفايات بسرعة إلى خزان محكم الإغلاق، مما قلل من الوقت اللازم لانتشار الروائح.

علاوة على ذلك، فإن السائل المستخدم لتنظيف المرحاض ليس ماءً عادياً، بل محلول كيميائي خاص ذو لون أزرق داكن. هذه التركيبة الكيميائية قادرة على تحليل الفضلات الصلبة، وقتل البكتيريا، وتحييد الروائح، وترك رغوة عطرة آمنة على نظام الصرف الصحي.

في الوقت نفسه، عندما يُغلق الركاب الأبواب، يُفعّل نظام التهوية تلقائيًا لسحب الهواء من حجرة المرحاض عبر مرشحات الكربون النشط أو الأوزون قبل إعادة تدويره. وفي أسفل حوض المرحاض، تعمل صمامات دوارة أو أغشية أحادية الاتجاه كمصيدة للماء، مانعةً الروائح من الخزان من الصعود مرة أخرى.

كثيراً ما يعلق العديد من أفراد طاقم الطيران بأن المراحيض الحديثة التي تعمل بنظام الشفط تتمتع بجو أكثر متعة بكثير مقارنة بالمراحيض التقليدية ذات الخزانات الموجودة في طائرات الجيل القديم ذات المحركات المروحية.

بعد انتهاء الرحلة، ستبقى جميع "المياه الزرقاء" والنفايات المتراكمة في الخزان المغلق سليمة حتى تهبط الطائرة بسلام؛ لا يوجد إطلاق للنفايات في الهواء أثناء الرحلة كما أشيع.

تصميم جديد لمرحاض إلكتروني من شركة أكومين لطائرات إيرباص A321 وبوينغ 737. (المصدر: STEngineering)

ضغوط التصميم وحواجز السلامة

يُعدّ تصميم دورات المياه لطائرات من طراز إيرباص A320 أو بوينغ 777 أكثر تعقيدًا بكثير من تصغير حمام عائلي. ففي مساحة ضيقة لا يتجاوز عرضها 1.2 متر، يتعين على المهندسين ترتيب كل شيء بشكل استراتيجي ، بدءًا من المرحاض والمرآة وسلة المهملات وصولًا إلى طاولة تغيير الحفاضات، وذلك من خلال دمج زوايا منحنية وأحواض قابلة للطي وموزعات صابون مدمجة.

يُعدّ الوزن عاملاً حاسماً أيضاً؛ إذ صُممت جميع المكونات من الألومنيوم ومواد مركبة فائقة الخفة لتوفير الوقود. وتؤكد بوينغ أن نظامها الفراغي قد حقق 30 مليون ساعة طيران بمعدل أعطال منخفض للغاية، كما أنه خفّض الوزن بنسبة تصل إلى 50% مقارنةً بالأجيال السابقة من المعدات.

فيما يتعلق بالسلامة، يؤكد مؤرخ الطيران دانيال بوب: "لا يوجد أي خطر على الإطلاق على الركاب إذا ضغطوا عن طريق الخطأ على زر التدفق أثناء جلوسهم على المرحاض". فعلى الرغم من قوة الشفط، إلا أنه لا يستطيع سحب شخص إلى داخل الأنبوب لأن الجسم مدعوم بإحكام؛ وقد تم اختبار هذه الفرضية بدقة قبل تطبيقها عمليًا.

مع ذلك، فإن النظام مزود بقفل أمان: سيتم تعطيل زر التصريف إذا لم يكن باب المقصورة مغلقًا ومؤمنًا بإحكام. محاولة تصريف الماء أثناء فتح الباب ستؤدي إلى سحب النظام كمية كبيرة من الهواء من مقصورة الركاب، مما يقلل من كفاءته وقد يتسبب في ظهور تحذير عطل في مضخة التفريغ.

كما تفرض سلطة الطيران لوائح إلزامية صارمة لهذه المنطقة، بما في ذلك: أنظمة الكشف عن الدخان، وطفايات الحريق الأوتوماتيكية (التي تستخدم عادةً غاز الهالون)، والدرابزين، ومصابيح الطوارئ، وأغطية صناديق القمامة المصممة لمنع الاختناق بالأكسجين.

يجب تركيب منفضة سجائر تحسباً لتدخين الركاب سراً. وفي حال تعطل أي نظام إنذار حريق، يجب إغلاق دورة المياه المعنية وإخراجها من الخدمة حتى يتم إصلاحها.

قفزة نوعية كبيرة مقارنة بالتكنولوجيا القديمة.

قبل أن تُسجّل أنظمة التنظيف بالشفط ببراءة اختراع عام 1975 وتنتشر على نطاق واسع في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، كانت الطائرات التجارية الأولى مضطرة لاستخدام أنظمة إعادة تدوير المواد الكيميائية. تطلّبت هذه التقنية القديمة من الطائرات حمل خزانات ضخمة من سائل التنظيف أسفل أرضية الطائرة.

عند سحب الماء، يختلط الماء بالمواد الكيميائية، فيدور ويدفع الفضلات إلى الأسفل بفعل الجاذبية، على غرار المراحيض الموجودة في المركبات الترفيهية. هذا النظام ليس ضخمًا وغير موفر للوقود فحسب بسبب وزنه الثقيل، بل إنه يترك أيضًا روائح كريهة في كثير من الأحيان.

أدى ظهور تقنية التفريغ الهوائي إلى القضاء التام على عيوب نظام خزانات تخزين المواد الكيميائية القديم. يتميز النظام الجديد بأنه أخف وزنًا، وأسرع تشغيلًا، ولا يستهلك الماء تقريبًا، كما أنه يحافظ على توازن الضغط ذاتيًا بكفاءة عالية مع تغير ارتفاع الطائرة.

اليوم، تخلّت معظم شركات الطيران الكبرى تماماً عن تقنية خزانات إعادة تدوير الهواء القديمة. وأصبحت أنظمة التفريغ المتقدمة معياراً في جميع الطائرات الحديثة، مما جعل تجربة السفر على ارتفاعات تصل إلى آلاف الأمتار أكثر راحة وأماناً من أي وقت مضى.

مينه هوان

المصدر: https://vtcnews.vn/kham-pha-cach-thuc-hoat-dong-nha-ve-sinh-tren-may-bay-ar1020393.html