وقتی که در حال نشستن روی باند فرودگاه هستید، در حال تماشای برف و تگرگ از آسمان زیبایید و به این فکر می‌کنید که چگونه ممکن است این بارش ماشین شما یا سقف خانه‌تان را بپوشاند، می‌بایست این را هم در نظر بگیرید که موضوع ذکر شده برای هواپیماها نیز اتفاق می‌افتد. با وجود اینکه یخ بستن وسایل شخصی یا پیاده‌رو محل سکونت شما ممکن است برخی آشفتگی‌ها را به همراه داشته باشد، وجود یخ روی سطح هواپیما از نقطه نظر ایمنی برای تعداد زیادی از افراد بسیار مهم است. این تنها به خاطر سنگینی یخ یا منجمد شدن بخش مهمی از هواپیما نیست، بلکه پوشش یخی روی هواپیما جریان هوای تشکیل شده در اطراف بال‌ها را مختل می‌نماید و بر توانایی بلند شدن آن نیز تاثیر می‌گذارد.
یخ‌زدایی (Deicing) فرآیند از بین بردن یخ از روی هواپیما است. گام دومی که ضد یخ کردن نام دارد، ممکن است گاهی مورد نیاز باشد تا بر اساس آن از تشکیل مجدد یخ پس از پاک کردن آن جلوگیری نمود. در ادامه این مطلب، چگونگی کارکرد این دو فرآیند را برای حفظ امینت هواپیما و مسافرانش شرح می‌دهیم.
عوامل یخ‌زدایی ترکیبات ساخته‌شده از مواد شیمیایی گلیکول و آب هستند. گلیکول نقطه انجماد مایع را کاهش می‌دهد. این عوامل طبق فرمولاسیون‌های مختلفی و برای انواع شرایط آب‌وهوایی تهیه می‌شوند، اما هر کدام از این فرمول‌ها به صورت مشابه استفاده می‌گردند. با گرم نمودن و اسپری کردن آن به وسیله شلنگ مخصوص برف، یخ یا مه روی هواپیما را پاک می‌کنند. خلبانان در مواقع ضروری و نظارت بر روند کاری اقدام به برقراری تماس برای یخ‌زدایی می‌نمایند و این فرآیند مطابق با ضوابط اداره هوانوردی فدرال (FAA) انجام می‌گیرد. در واقع، قوانین FAA شامل فصل‌هایی در زمینه یخ‌زدایی است و تمامی موارد مربوط به ساخت و اعمال اجزای یخ‌زدایی را طبق برنامه خاص خود ذکر نموده است.
زمان تمدید
سرعت و دقت در استفاده از مایع ضدیخ شرط واجب است. به همین ترتیب، مواد تهیه شده باید به موقع و به نحو احسن مصرف بگردند. به این نظم اعمال شده زمان تمدید گفته میشود که به میزان وقت تعیین شده برای یخ‌زدایی و گرم‌کردن یک هواپیما گفته میشود. زمان تمدید بر اساس نحوه ساخت اجزا متفاوت بوده و توسط کارخانه سازنده مایع مشخص میشود. علی‌رغم اینکه قیمت تهیه اجزای یخ‌زدایی بیش از 5 دلار برای هر گالن قیمت دارد، این فرآیند ممکن است هزینه‌ای بالغ بر هزاران دلار (با در نظر گرفتن مبالغ حمل و نقل و ذخیره‌سازی) به همراه داشته باشد. به همین دلیل موضوع زمان تمدید از اهمیت بالایی برخوردار است. این زمان علاوه براین بیان می‌کند که چرا برای هر بار استفاده از هواپیما و به پرواز در آمدن آن ضروری است. زمان تمدید ممکن است تنها چند دقیقه زمان ببرد، بنابراین پس از بکارگیری ضد‌یخ‌ها هواپیما باید برای حرکت روی باند آماده شود و به سرعت به آسمان برود.
عوامل ضد یخ عموما برای جلوگیری از تشکیل مجدد مه یا یخ طراحی نمی‌شوند. از این رو، اگر هنگام یخ‌زدایی برف، تگرگ یا باران ببارد، هواپیما ممکن است نیاز به یخ‌زدایی مجدد پیدا کند تا از تشکیل دوباره یخ پیش از به پرواز درآمدن آن ممانعت کرد.
لایه نازکی از عوامل ضدیخ به صورت یک نواخت روی هواپیما پاشیده میشود. توصیه FAA این است که عوامل ضدیخ در ۳ دقیقه مصرف بشوند و این کار در صورت یخ زدن مایع ضدیخ یا تشکیل دوباره مه روی هواپیما انجام نگیرد.
در صورتی که سطح هواپیما تنها با لایه‌ای از مه غلیظ پوشیده شود، این امکان وجود دارد که از ضدیخ و مواد یخ‌زدای اشاره شده همزمان استفاده نمود. در این مثال، مایع ضدیخ هم به عنوان یخ‌زدا برای از بین بردن مه و هم به عنوان یک ضد یخ به کار می‌رود.
با توجه به اطلاعات ذکر شده توسط FAA، بخش‌هایی از هواپیما که ممکن است نیازمند فرآیند یخ‌زدایی و ضدیخ باشند به شرح زیر هستند:
- بال
- سطوح دم افقی و عمودی
- بدنه
- ورودی موتور و پره‌های فن
- سطوح کنترل و شکاف‌ها
- ادوات فرود و درب آن
- آنتن‌ها و سنسورها
- پروانه‌ها
خدمه زمینی و خدمه پرواز باید با یکدیگر همکاری کنند تا بتوانند درباره ضرورت یخ‌زدایی سطوح تصمیم‌گیری کنند و بهترین ایده را بر اساس شرایط دمایی و آب‌وهوا ارایه دهند. در اکثر اوقات، روش‌های یخ‌زدایی و اعمال ضدیخ در بخش گیت انجام میشود، هرچند که می‌توان این کار را در مکان‌های دوردست دوباره تکرار نمود.
پیشنهاد FAA این است که از دو تا چهار وسیله نقلیه یخ‌زدا برای جت‌های تجاری استفاده بشود. این روش از بدنه هواپیما شروع میشود، سپس برای بال‌ها، عقب بدنه و تثبیت‌کننده عمودی ادامه می‌یابد و درنهایت روی تثبیت‌کننده افقی تکمیل می‌گردد.
در هنگام پرواز، خود هواپیما با سیستم‌هایی طراحی شده که از پوشش یخ روی سطح آن جلوگیری می‌کنند. این سیستم‌ها به طور یکسان برای فصل زمستان و تابستان ضروری‌اند، چرا که در طول سال درجه حرارت در ارتفاعات بالاتر، پایین‌تر از نقطه انجماد است. در بیشتر جت‌های تجاری، لوله‌هایی وجود دارند که هوای گرم تولید شده توسط موتور را به بال و دم انتقال می‌دهند تا مانع یخ زدن آنها شوند. علاوه براین هواپیماها شامل تجهیزات اضافه‌ای در هرکدام از این سیستم‌ها هستند تا در صورت بروز مشکل برای یکی از آنها، سیستم‌های دیگر روی کار بیایند.
ارایه روش نوین
تحقیقات جدید با الهام از آرایش بیولوژیکی قورباغه سمی، در حال ساخت یخ‌زدایی هستند که کارامدتر بوده و سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد. قورباغه سمی از دولایه پوستی برخوردار است. لایه خارجی میتواند تهدیدها را شناسایی کند و لایه داخلی در صورت تهدید شدن قورباغه سم ترشح می‌نماید.
اخیرا یک دانشمند فرآیند ضدیخ را ارایه کرده که روش کار آن مشابه مورد ذکر شده است. با تهیه پوسته بیرونی روی یک هواپیما که می‌بایست فوق آبگریز باشد، قطرات آب از روی آن سر می‌خورند. در صورتی که آب‌وهوا در شرایط بد قرار داشته باشد و قطرات موجود روی هواپیما شروع به یخ زدن کنند، لایه داخلی انجماد روی سطح را تشخیص می‌دهد و از داخل مایع ضد یخ می‌پاشد، به طوری که کل سطح (پوسته) خارجی هواپیما را فرا بگیرد. در این حالت تنها قسمت‌های مورد نیاز هواپیما یخ‌زدایی می‌گردند و دیگر احتیاجی به اسپری انبوه نخواهد بود. این پژوهش (منتشر شده در سال 2015) در آزمایشگاه با موفقیت روبه‌رو شده است و به احتمال زیاد در چند سال آینده، به طور معمول برای هواپیماها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
