Kabin Basıncı Nedir? Uçaklar Kabini Neden Basınçlandırılır?

Erhan Aydoğdu – Günümüz şartlarında uçakla seyahat etmek artık günlük hayatımızın sıradan bir aktivitesi. Biletimizi alıp uçağa bindiğimizde normalde hayatta kalmamızın çok zor hatta imkansız olduğu irtifalarda ve hava şartlarında uçarken herşeyden habersiz bir taraftan gazetemizi okuyor bir taraftan da çayımızı kahvemizi yudumluyoruz. Peki bu tehlikeli yolculuğu bu kadar problemsiz geçirmek nasıl mümkün oluyor? Uçak kabini nasıl basınçlandırılır? Kabin basıncı düşerse ne olur?  Kabin basıncı düşmesi gibi merak ettiğiniz sorulara rehber niteliğinde bir yazı.

Çok yüksek irtifalarda böylesine rahat bir yolculuğu sağlayan olay uçağın basınçlandırma sistemidir. Şimdi hep beraber havacılık meraklılarının merak ettiği bu sistemin ne işe yaradığına ve nasıl çalıştığına kısaca  bir değinelim.

En temelden başlayacak olursak; oldukça hassas bir terazinin iki kefesine balon koyalım; soldakini atmosfer havasıyla şişirelim, sağdakini ise şişirmeden kefeye koyalım. Sol kefenin ağır olduğunu ve balonun aşağıya çöktüğünü göreceksiniz. Çünkü sol kefedeki balonun içindeki havanın belirli bir ağırlığı vardır.

Şimdi bulunduğumuz ortamdan gökyüzüne baktığımız zaman gör­düğümüz atmosfer yaklaşık 450 km kalınlığındadır. Denizin derinliklerine daldığımızda  su nasıl bize belli bir basınç uyguluyorsa, tıpkı su gibi üzerimizde­ki bu 450 km’lik gaz tabakası da altında kalan yer­yüzüne  bir basınç uygular. Bizler derin bir deniz yerine derin bir gaz havuzunda bulunuyoruz ve bedenimiz bu yüksek gaz basıncı altında yaşamaya alışmış. Peki bunun bizim konumuzla alakası nedir?

Bilindiği üzere gazlara basınç uyguladığımız zaman sıkışır­lar. Yukarıda bahsettiğimiz nedenden dolayı deniz seviyesindeki atmosfer havası yüksek basınç altın­da sıkışmış olduğundan ciğerlerinizde 1 kere hava çektiğinizde aldığınız havada (örneğin) 100 birim oksijen vardır. Ancak sizi Erzurum Palandöken dağının tepesine çıkarttığımızda (yaklaşık 10000 feet) ve aynı şekilde ciğerlerinize hava çekseniz yaklaşık olarak bir nefeste 75 birim oksijen alacaksınız. Şimdi daha yükseğe Ağrı dağına çıktığınızda (yaklaşık 16800 feet) basınç daha da azalacağından bir nefeste yaklaşık olarak 50 birim oksijen alacaksınız. Peki en yüksek dağ olan Everest’e ( yaklaşık 29,000 feet) çıkarsak ne olur? Burada basınç o kadar düşüktür ve hava o kadar seyrektir ki her bir nefeste yaklaşık 30 birim oksijen alırsınız. Bu değer bir insan için çok az olduğundan Everest’e çıkan dağcılar belirli bir yükseklikten sonra oksijen maskesi desteğine ihtiyaç duymaktalar. Nefes aynı, ciğer aynı, fakat yükseğe çıktıkça ortamda hava daha az olduğundan her nefes­te aldığımız oksijen azalıyor.

Peki bunun insan sağlığına etkisi nasıl olmaktadır?
Bedensel bir hazırlığınız olmadan sizi Ağrı da­ğının zirvesine uçakla bıraktığımızda yaklaşık  30 dakika içinde bilincinizi kaybederdiniz. Eğer aynı şekilde sizi uçakla Everest tepesine çıkartıp bıraksaydık oksijen yetersizliğinden dolayı yaklaşık bir iki dakika içinde bilincinizi kaybederdiniz, hatta biraz daha kalırsanız ölümünüz de sözkonusu.

Ancak modern bir yolcu uçağıyla uçuş yaptığımızda 30000 ile 40000 feet arası yükseklikte yani Everest dağından bile daha yüksek irtifalarda yolculuk etmekteyiz. Bu sebepten dolayı bu yüksekliklerde hayatta kalabilmemiz için uçak kabinindeki oksijen miktarının bir şekilde arttırılması gerekmektedir.

Bunun için 2 yöntem mümkün olabilir; birinci yöntem uçağın kabinine sürekli olarak saf oksijen göndermektir. Tahmin edebileceğimiz gibi bu pek de uygulanabilir bir yöntem değildir. Diğer yöntem ise tıpkı bir balonu şişirir gibi kabine sürekli hava göndermek ve kabin içindeki havanın sıkışmasını, böylece kabinin basınçlanmasını sağlamaktır. Kabin­deki basınç artıp hava molekülleri sıkıştığında her nefeste daha fazla oksijen alabilir ve yolculuğumuzu rahatça tamamlayabiliriz. Modern yolcu uçaklarının kullandığı yöntem bu bahsettiğimiz ikinci yöntemdir.

Peki  kabini basınçlamak için neden bu kadar zahmete giriyoruz. Oksijenin daha  fazla olduğu alçak irtifa­larda uçaklar uçamaz mı?

O zaman uçağımızın 10000 feet seviyesinde (Palan­döken Dağı) uçtuğumuzu varsayalım, bu durumda yolcular fazla sorun yaşamayacaktır ancak karşımıza başka bazı sorunlar çıkacaktır; 10000 feet’ten daha yüksek dağlar uçuş güvenliğinize tehlike oluşturacak­tır. Ayrıca şiddetli yağmur, türbülans, fırtına gibi kötü hava koşullarının çoğu alçak irtifalarda meydana gelir. Düşük irtifalarda hava yoğun olduğundan hava direnci sebebiyle uçak hızı azalmakta ve bu sebepten dolayı uçaklarımızın motorları düşük irtifalarda daha fazla yakıt harcamaktadır. Kı­sacası yakıt tasarrufu sağlamak ve herhangi bir dağa çarpmadan, kötü hava koşullarına fazla girmeden hızlı, rahat bir yolculuk yapmak istiyorsak daha yüksek irtifalarda uçup kabini basınçlandırmanız gerekmekte.

Peki Uçakkabinleri  Nasıl Basınçlandırılırlar?
Uçakların gövdesi içten dışa doğru olan basınç faklılık­larına oldukça dayanıklı uzun tüp şeklinde imal edilir. Uçak gövdesini basitçe plastik su şişelerine benzetebilirsiniz. Su şişesine dışarıdan baskı uyguladığınızda ya da içini vakumladığınızda fazla dayanım gösterme­den hemen içeri göçecektir. Ancak içeriden şişirdiğinizde iç basınca oldukça dayanıklıdır.

Uçakların basınçlandırılma sistemini su şişesi örneğinden açıklamaya devam edelim. Şimdi plastik  şişeye güzel bir çiçek koyalım. Çiçeğin rahatça hava alabilmesi için şişeye ağız kısmından hava göndermeye başlayalım. Bir süre sonra plastik şişe içine dolan aşırı havadan dolayı basınca dayanamayıp pat­layacaktır ve çiçek de zarar görecektir. Tabi ki bu olmamasını istediğimiz bir şey.

Patlamayı engellemek için plastik şişenin alt kısmına küçük bir delik açalım ve buradan  hava çıkmasını sağlayalım. Aynı zamanda plastik şişenin içindeki  basıncı ayarlayabilmek için bu kaçan havanın miktarını da bir valf ile ayarlayalım. Valfi fazla açarsak çok hava, kısarsak da az hava kaçacağı aşikardır.. Bu sayede plastik şişenin içindeki hem çiçeğe sürekli taze hava göndermiş, hem de aşırı basınçtan dolayı şişenin ve çiçeğin zarar görmesini önlemiş oluruz.
Uçaklar da tam olarak basitçe anlattığımız  bu şekildeki bir sistemle basınçlandırılır­lar. Kabine sürekli taze hava göndererek kabindeki basıncın artması sağlanır. Fazla hava da uçağın arka kısmında bulunan out flow valve denilen valften dışarıya atılır. Kabin içi basıncını arttırmak istendiğinde valfi kısılır, kabin basıncı azaltılmak istendiğinde ise valfi açarız. Tabii ki günümüz modern yolcu uçaklarında bu valf pozisyonu ve kabin basıncı bilgisayar kontrollü olan sistem tarafından ayarlanmaktadır.

Out Flow Valve

Kabin basınçlandırmasının en güzel tarafı kabin içerisinde süreki olarak taze hava akışının olmasıdır. Bu sirkülasyon  o kadar fazladır ki yaklaşık olarak her 2-3 dakikada uçağın havası tamamen değişmiş olur. Yani uçak kabinindeki havanın evinizdeki, ofisinizdeki havadan çok daha temiz olduğu söylenebilir..
Uça üreticileri uçak gövdesinin yapısal dayanımı ve insan sağlığını da göze alarak uçağın kabininin 8000 feet (Uludağ) civarında basınçlandırılmasına karar ver­mişler. Yani bu sayede uçağınız 40,000 feet gibi asla yaşayamayacağınız yüksekliklerde uçarken, sizler kabin içerisinde Uludağ’ın zirvelerinde geziyormuş gibi rahatça nefes alabilmektesiniz. Her uçak yolculuğunuz­da bir kere Uludağa tırmanıp indiğinizi düşünün. Tabii ki Uludağ’a çıkınca ortamdaki  basınç değişiminden dolayı biraz kulak tıkanması yaşayabilirsiniz, kabinde de başınıza bu gelebilir, buda normaldir.

Buraya kadar herey normaldi…

Pki kabine gönderdiği­miz bu hava nereden geliyor ?

Şimdi de bu kısmı açıklayalım.
Uçağın kabinine gönderilen havanın nasıl temin edildiği uçakta kullanılan motor tipine ve modeline göre değişiklik gösterir. Biz hemen hemen tüm günümüz modern yolcu uçaklarının kullan­dığı Turbofan motorları örnek verelim. Birinci hava kayna­ğımız motorlarımızda bulunan hava kompresörüdür. Motorumuzun yanma odasına gönderdiği basınçlı havanın bir kısmını motordan alarak belirli işlemlerden geçirip nemini, ısısını ve basıncını ayarlayarak kabine gönderir.

Eğer motorlarda bir aksaklık olursa kabindeki yol­cularımız sorun yaşamasınlar diye pilot gerektiğinde uçağın kuyruk kısmında bulunan APU adında, bize gerektiğinde sadece elektrik ve hava temin edebilen küçük yardımcı bir motoru çalıştırıp buradan da kabine hava alabilmektedir.

Yinede buna rağmen başka sorunlar olmuşsa ve kabin basınçlandırılamıyorsa – bazen medyadan duyarız kabin basıncı düştü acil iniş yaptı gibi haberleri işte bu yzüden oluyor-  baş üstündeki oksijen mas­keleri düşecektir. Bu maskeler size uçak alçalana kadar gerekli oksijeni temin edecektir. Yani bir sorun yaşamamanız için herşey düşünülmüş durumda. Korkmadan, güvenle uçak yolculuğunuzu tamamla­yabilirsiniz. Herkese iyi uçışlar dileriz.

YAZAR : EMRAH YENER, Teknik Eğitmen