ICTPRESS - اختراع سیستم ضد برف و یخ هواپیما (Anti Snow & Ice System) توسط علی کنگرانی فراهانی کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری، مدال طلای پنجمین دوره مسابقات جهانی علوم و اختراعات انگلیس (ITE 2023‌) را کسب کرد. این مسابقات به میزبانی دانشگاه کینگستون لندن در تاریخ ۵ و ۶ اکتبر 2023 برگزار شد.

به گزارش شبکه خبری ICTPRESS، علی کنگرانی فراهانی کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری تجاری با اشاره به جزئیات این اختراع، انگیزه اصلی خود را در خلق این ایده، افزایش ایمنی خطوط پرواز عنوان کرد و گفت: عملیات هوای سرد از جمله مهم‌ترین چالش‌هایی محسوب می‌شود که صنعت هواپیمایی با آن درگیر است. به این معنی که زمانی‌که برف می‌بارد، سطوح پروازی یخ می‌زند و باعث اختلال در پرواز می‌شود. دلیل آن هم این است که به دلیل یخ‌زدگی، عملیات هواپیما و فرودگاه ضعیف‌تر می‌شود و نیاز به عملیات یخ‌زدایی داریم.

وی با بیان اینکه «سیستم ابداعی ضد برف و یخ هواپیما»، می‌تواند به عملیات هواپیما در هوای سرد در بسیاری از شهرها و کشورها مانند کانادا که با حجم زیادی از برف مواجه هستند کمک کند، گفت: هدف اول از اختراع این سیستم، ایمنی پرواز بوده است. همانطور که زمانی‌که بارندگی می‌شود ایمنی رانندگی پایین می‌آید و خودرو‌ها روی سطح خیابان و جاده سُر می‌خورند و به همدیگر برخورد می‌کنند، اگر هواپیما هم مجبور باشد روی باند برفی یا یخ‌زده بنشیند، به همین مقدار ایمنی پرواز پایین می‌آید و این اختراع در این مواقع کاربردی است چرا که با استفاده از آن جان انسان‌ها محفوظ می‌ماند و نیز تاثیر اقتصادی مثبتی هم خواهد داشت.

کاپیتان ارشد خطوط هوایی مسافربری با اشاره به بررسی‌های چندساله خود درباره سوانح هوانوردی دنیا که به دلیل خطای سیستم هواپیما و خطای انسانی رخ داده است،‌ توضیح داد: کاهش خیره کننده ای در تعداد تصادفات و تلفات مرگبار در دهه های میانی رخ داده است که نتیجه فناوری جدید، بهبود در کنترل ترافیک هوایی و آموزش خلبانی است.

تصادفات مرگبار از دهه 1950 هر دهه کاهش یافته است که با توجه به رشد گسترده سفرهای هوایی از آن زمان به بعد، یک دستاورد قابل توجه است. در سال 1959، 40 حادثه مرگبار به ازای هر یک میلیون خروج هواپیما در ایالات متحده رخ داده است. ظرف 10 سال این میزان به کمتر از دو در هر میلیون خروج بهبود یافت و امروز به حدود 0.1 در میلیون کاهش یافته است.

هنگامی که افزایش ترافیک هوایی در نظر گرفته شود، بهبود در ایمنی حتی چشمگیرتر است، خطوط هوایی جهان در سال 2014، سه میلیارد و سیصد میلیون مسافر را جابه جا کردند که براساس اطلاعات منتشر شده انجمن بین المللی حمل ونقل هوایی (IATA)  12 سانحه  مرگبار بهمراه 641 کشته رخ داده است.

با این ارقام، نرخ تصادف جهانی جت ها در سال 2014 در مجموع 0.23 بود که معادل یک تصادف به ازای هر 4.4 میلیون پرواز است. این در واقع یک پیشرفت نسبت به سال 2013 بود، زمانی که نرخ تلفات هواپیماها بصورت جهانی 0.41 بود (میانگین یک تصادف در هر 2.4 میلیون پرواز). همچنین در هر دوسالِ اشاره شده در مقایسه با نرخ پنج ساله (2013-2009) که 0.58 تصادف از دست دادن هواپیماها در هر میلیون پرواز داشت پیشی گرفت. به 50 سال قبل برگردید - زمانی که خطوط هوایی فقط 141 میلیون مسافر را جابه‌جا می‌کرد - 87 تصادف رخ داد که منجر به کشته شدن 1597 نفر شد.

کنگرانی فراهانی می‌گوید: «حوادث هوایی، زنجیره‌ای از رویدادها است که تقریباً همیشه شامل یک عنصر خطای انسانی می‌شود.»

هواپیمای پیستونی که در سال 1960 بر ناوگان هواپیمایی جهان تسلط داشت، 27.2 تصادف در هر میلیون پرواز داشت. نسل دوم هواپیماها در نیمه دوم دهه 1960 و اوایل دهه 1970 که شامل هواپیماهای بوئینگ 727 و هواپیماهای جت DC-9 بود، دارای نرخ 2.8 تصادف در هر میلیون بود. نسل فعلی هواپیماها دارای نرخ تصادف 1.5 تصادف در هر یک میلیون خروج هستند.

در حالی که فناوری بسیار جدید  "کابین الکترونیکی" آگاهی بصری بسیار بهتری ارائه می دهد، مشکلاتی را نیز مطرح می کند، همانطور که در پرواز 447 ایرفرانس در سال 2009 با 228 سرنشین دیده شد. محققان سانحه به این نتیجه رسیدند که وقتی ایرباس 330 در طی یک طوفان استوایی بر فراز اقیانوس اطلس به حالت تلاطم در آمد، خلبانان با ابزار دقیق هواپیما گیج شدند و اقدامات نامناسبی انجام دادند.

نگرانی در مورد اتکای خلبان به اتوماسیون در کابین خلبان نیز با سقوط آسیانا در سال 2013 مطرح شد. آنچه مشخص است اینکه ما نمی‌توانیم جلوی وقایع طبیعی مثل بارش برف را بگیریم. موقعیت جغرافیایی بعضی از شهرها و کشورها طوری است که در فصولی از سال، بارش باران و برف شدید دارند. برای تمیز کردن سطح باند و رمپ فرودگاه که محل پارک‌کردن، بارگیری، مسافرگیری و سوختگیری هواپیماهاست، باید زمان طولانی سپری شود تا هواپیما امکان خزش، لندینگ و تیک‌آف داشته باشد. معمولا مدت زمان طولانی، فرودگاه بسته شده یا پروازها به کندی انجام می‌شوند مادامی‌که عملیات برف‌روبی صورت بگیرد.

وی ادامه داد: حتی زمانی هم که برف‌روبی انجام می‌شود، بازهم ممکن است سطحی از برف باقی بماند و به خاطر افت دما، یخ بزند و شرایط را چندین برابر خطرناک‌تر کند. بنابراین ریسک پرواز در چنین شرایطی بسیار بالا می‌رود؛ به تناسب این‌که چه آلاینده‌ای روی سطح باند وجود دارد، ریسک پرواز افزایش می‌یابد.

علی کنگرانی فراهانی با تاکید بر اینکه این اختراع علاوه بر ایمنی جان انسان‌ها، از نظر اقتصادی هم به دنیا کمک می‌کند، گفت: وقتی هواپیمایی دچار سانحه می‌شود چندین میلیون دلار هزینه مالی و آسیب های جانی به همراه دارد. بنابراین حتی با ارقام پایین مانند صدم درصد تغییر در ایمنی پرواز نیز می‌توان به تاثیر قابل‌توجهی که در جان و مال مردم و صنعت هواپیمایی دارد امیدوار بود.

وی افزود: علی‌رغم تلفات غم‌انگیز اخیر، اغلب گفته می‌شود که پرواز، امن‌ترین شکل حمل‌ونقل است و این حداقل از نظر تلفات در هر مسافت طی شده صادق است. بر اساس گزارش سازمان هواپیمایی کشوری، میزان تلفات به ازای هر میلیارد کیلومتر سفر با هواپیما 0.003 در مقایسه با 0.27 با راه آهن و 2.57 با خودرو است. از نظر آماری، احتمال کشته شدن در دوچرخه سواری یا حتی بر اثر صاعقه بیشتر است. احتمال مرگ در یک سانحه هوایی در آمریکا یا اروپا 29 میلیون به یک تخمین زده می شود، اما باز هم برای افزایش ایمنی در هوانوردی می‌توان راهکارهایی را ارائه کرد.

این سیستم نیز زمانی به‌کار می‌آید که برف، سطح فرودگاه را پوشانده و ما می‌توانیم با استفاده از این سیستم، درصدی از ایمنی پرواز را بالا ببریم. چون در شرایط برف و باران و یخ، سطح اصطکاک بین چرخ هواپیما و باند کم می‌شود و لغزندگی اتفاق می‌افتد. در حال حاضر در این شرایط معمولا از مواد شیمیایی برای تمیزکردن سطح باند فرودگاه استفاده می‌کنند که در طولانی‌مدت به سطح باند آسیب وارد کرده و آن را فرسوده می‌کند و اثر منفی بسیاری برای محیط زیست دارد.

کنگرانی فراهانی با اشاره به روند دریافت اطلاعاتی که حین خلق این ایده روی آن تمرکز کرده است، گفت: برای این اختراع از اطلاعات مهندسان هواشناسی کمک گرفتم. باید می‌دانستم که زمین در چه ساعت‌هایی از روز در گرم‌ترین و سردترین حالت خود قرار دارد و یا این‌که گرمایی که زمین از خورشید می‌گیرد، تا چه ساعتی حفظ می‌شود. به‌طورکل پیاده‌سازی این ایده نیازمند اطلاعات زیادی بود.

وی درباره چگونگی کاربرد سیستم ضد برف و یخ فرودگاه توضیح داد: این سیستم یک عایق و یک ایزولیشن است که ‌چند متر زیر باند قرار می‌گیرد؛ متریالی در این سیستم بکار میرود که دما را انتقال ندهد و سرمای زمین را به سطح باند نرساند. این پوشش، عایقی است که زیر سطح باند ایجاد شده و باند را از سرمایی که زمین به آن می‌دهد، محافظت می‌کند.

من در این اختراع، به این فکر کردم که باید ساختاری به‌کار برد که گرمایش ایجاد کند و برای محیط زیست هم مضر نباشد. بنابراین بهترین گرمایشی که می‌توانست به ما کمک کند، آب بود. از سوی دیگر با بکارگیری هوش مصنوعی که اطلاعات هواشناسی و پیش‌بینی را در هر لحظه کنترل می‌کند در این زمینه و برای داشتن اطلاعات دیتابیس یا همان مرکز اطلاعات کامپیوتری فرودگاه از مهندسان IT کمک گرفته شد. علاوه بر سیستم کامپیوتری و نرم‌افزار و سخت‌افزار، در این سیستم همه لوله‌کشی‌ها هوشمند است و نتیجه همه این موارد باعث می‌شود که با گرمایش زیرسطح، از نشستن برف روی باند جلوگیری می‌کند و به محض این‌که برف می‌نشیند، آب می‌شود.

به گفته این کاپیتانِ ارشد خطوط هوایی مسافربری، پیاده‌سازی سیستم ابداعی ضد برف و یخ هواپیما وابسته به بازسازی باند است. در همین حال داشتن پیشینه چند دهه گذشته هوای آن فرودگاه هم الزامی است و باید این پیشینه را داشته باشیم و به تناسب آن متریال به کار ببریم.

سیستم برف و یخ‌زدایی از سطوح باند فرودگاه توسط کاپیتان علی کنگرانی فراهانی در مسابقات ITE2023, International Invention & Trade Expo) که اکتبر ۲۰۲۳ در لندن برگزار شد ارائه و برای این خلاقیت و اختراع موفق به کسب مدال طلا شد.