"YOLCU UÇAKLARINDA KABİN BASINCI SİSTEMİ VE GEREKLİLİĞİ" Hakan KANTAŞ

YOLCU UÇAKLARINDA KABİN BASINCI SİSTEMİ VE GEREKLİLİĞİ

 

Yolcu uçaklarında kabin basıncı sistemi, deniz seviyesinden itibaren 12.500 feet (3.800 m) - 14.000 feet (4.300 m) irtifaları üzerindeki seyir seviyelerinde, uçak mürettebatı ve yolcuları  düşük dış hava basıncının neden olabileceği bir kısım fizyolojik  problemlere karşı korumak için geliştirilmiş bir sistemdir.  Bu sistem, aynı zamanda yolcu konforunu artırmak amacı taşısa da 8.000 feet (2.400 m) üzerindeki kabin irtifaları için yolcu uçaklarında bulunması ve uçuş esnasında sürekli olarak uygun şekilde çalışması gerekli bir  sistemdir. Basınçlama sistemi aynı zamanda uçakların kargo bölümleri için de olası sızıntı,  genişleme, açılma, patlama ve kargonun ezilmesi ihtimaline karşı gereklidir.   

 Yüksek kabin basıncının mürettebat ve yolcu üzerinde neden olabileceği fizyolojik problemler aşağıda sıralanmıştır.

 

HYPOXIA

10.000 feet (3.000 m) seviyelerinden itibaren tedricen daha yüksek irtifalardaki düşük oksijen basıncı (parsiyel basınç)  özellikle oksijene duyarlılığı yüksek olan akciğerler ve bilahare beyin ve gözlerde oksijen azlığına bağlı olarak birçok fiziksel sorunu da beraberinde getirerek ‘’hypoxia – oksijen azlığı’’ ya neden olur.  Bir de ‘’anoksiya’’ denilen durum vardır ki o da tamamen oksijensiz kalmaya, yani boğulmaya verilen isimdir.

10.000 feet (3.000 m) seviyelerinden itibaren birçok insanın akciğerleri parsiyel oksijen basıncı düşüklüğünden dolayı yeterli oksijeni transfer edememeye başlar. Akciğer parsiyel basıncı deniz seviyelerinde 160 mmHg (mm civa) seviyesinde iken 10.000 feet (3.000 m)’de bu oran 105 mmHg, 15.000 feet (4.500 m)’de 85 mmHg ve 20.000 feet (6.000 m)’de 73 mmHg ve 50.000 feet (15.200 m)’de ise 18 mmHg seviyelerine düşer.  Yüksek irtifalarda insan hava azlığı çekmeye, görüş bulanıklaşmaya, irade zayıflığı ve kaslarda koordinasyon bozukluğu belirmeye başlar. Tüm bunların neticesinde irtifaya ve zamana bağlı olarak kaçınılmaz bir şekilde bilinç kaybı gelişir. Bu olayın ne kadar sürede gelişeceği; bulunulan yüksekliğe, süreye, kişinin fiziksel yapısına, yaşına ve kondüsyon düzeyine göre değişiklik gösterir. Örneğin, yüksek irtifaya aklimatize olmamış bir kişide 11.400 metre irtifada bilinç kaybı 30 saniye içerisinde ortaya çıkar ve yaklaşık 1 dakika sonra da koma hali görülür.

maskeleri açılmış bir uçak

Günümüz yolcu uçaklarında kabin irtifası tırmanışta uçağın bulunduğu irtifaya bağlı olarak tedricen artar ya da alçalma esnasında yine tedricen azalarak iniş meydanı irtifasına eşitlenir. Bu sistem otomatik olarak çalışır ve kabin içindeki yolcuların konforunu maksimum seviyede tutmayı hedefler. Tüm bu irtifa değişikliklerinde yolcu kabininin uçağın bulunduğu seviyeye bağlı olarak çıkabileceği maksimum irtifa 8,000 ft (2,400 m)’dir. Örnek olarak, Boeing 737 ve Airbus uçaklarının maksimum uçuş seviyeleri olan 40.000 feet (12.000 m)’de kabin basıncı maksimum olarak ortalama 7.000-8.000 feet düzeylerinde korunarak yolcunun sorunsuz seyahati hedeflenir.

Yeryüzünün yüksek kesimlerinde yaşayan insanlar seyrek hava solumaya alışkın olduklarından daha yükseklerde daha uzun süre kalabilirler. Hipoxia’da ölüm nedeni solunum merkezi depresyonudur.  Ağır ve ani hipoxia’ya maruz kalan kişide koma döneminde oksijen azlığına bağlı olarak ortaya çıkan metabolitler beyindeki solunum merkezi nöronlarını baskılamaya başlar ve bunun neticesinde solunum sayısı artacağı yerde daha da azalarak durur. Örneğin, aniden yüksek irtifalara çıkan (5.500-6.000 m) bir kişide solunum sayısı sadece % 65 artar, oysa bu irtifada günlerce kalacak olsa solunum sayısı birkaç gün sonra % 400 artar.

Pilotlar özel hazırlanmış basınç odalarında yüksek irtifada karşılaşılabilecek sorunlar için eğitilirler. Örnek olarak, bir kağıda önceden yazılmış basit toplama işlemlerinin sonuçlarını ilgili yere yazması istenir.  Kabin basıncı olmaksızın yükseklik arttırıldıkça sonuçlar doğru olmamaya, hafıza yavaşlamaya ve yazılar da kötüleşmeye başlar. Kişinin kendisi yaptıklarının doğru olduğunu sanır. Bilahare kendisine belli bir süre sonra oksijen verildiğinde yazılarda ve zihinde düzelme başlar. Hipoxia’nın kişinin zihinsel ve adale iradesini yok ettiği aşikardır. Basınç odalarında basit  toplama işlemlerini bile yapamayacak duruma gelir insanlar. Hipoxia ile mücadele için oksijen şarttır. 34.000 feet seviyelerinin üzerinde ise sadece oksijen maskesi yeterli olmaz, aynı zamanda basınçlı elbise ya da basınçlı kabin de gereklidir.

 

 

 

 

 

 

 

YÜKSEK İRTİFA HASTALIĞI

Yüksek irtifalarda oksijen yetersizliğine bağlı olarak görülen patolojik bir rahatsızlıktır. Genellikle 8.000 feet (2.400 metre) üzerinde görülür. Özellikle yüksek rakımlara tırmanan dağcı ve kayakçılar ile yüksek irtifalarda oksijen desteği (kabin basıncı) olmadan uçan kimselerde görülür.

Alçak atmosfer basıncı nefes alıp-vermeyi güçleştirir. Bunun yanı sıra şu rahatsızlıklar da görülebilir;

·         İlk başlarda coşku ve zindelik hissi (öfori) ile birlikte gereksiz cesaret

·         Baş ağrısı

·         Mide bulantısı/kusma

·         Baş dönmesi

·         Uykusuzluk

·         Bitkinlik

 

Daha ciddi vakalarda göğüs ağrısı da görülebilir.  Yüksek irtifa hastalığı nedeniyle beyin ödemi, koma ve ölüme kadar giden ağır hipoxi/anoksi vakaları da oluşabilir.

Pek çok dağcıda belirtiler yüksek rakımda 6 saat geçirdikten sonra görülmeye başlar. Kişi aynı rakımda kalırsa belirtiler 1-2 gün içerisinde kaybolabilir.

 

 

DEKOMPRESYON

Yüksek irtifalarda (25.000 feet – 7.500 metre üstü) bir başka tehlike de ‘’dekompresyon’’ oluşma riskidir. Derin sulara dalış yapan dalgıçların ‘’vurgun yeme’’ olayının benzeri, yüksek irtifalarda, havada yaşanan bir durumdur.

İnsan vücudu yeryüzündeki normal hava basıncı altında (deniz seviyesinde yaklaşık 760 mmHg) yaşamaya alışıktır. Bu basınç düzeyinde -başta azot olmak üzere- atmosferdeki bazı gazlar vücut dokularında çözelti halinde (sıvı halde) bulunurlar (malum olduğu üzere, solunan havanın % 78’i azot, % 21’i oksijendir). Hava basıncı düşmeye başlarsa, dokulardaki gazlar yavaş yavaş kana karışırlar ve solunum yoluyla vücuttan atılırlar. Ancak vücuda etki eden basınç aniden düşerse (örneğin basınç ayarlaması olmayan bir uçak aniden yüksek bir irtifaya çıkarsa) bu gazlar dokularda kabarcık haline gelerek ufak kabarcıklar halinde damarları tıkar (emboli durumu) ve kan akımını engelleyerek baş dönmesi, baş ağrısı, bilinç kaybı, damar tıkanıklığına bağlı kriz ve felçler meydana getirebilirler. Bu nedenle, yüksek irtifalarda sadece oksijen solumak yeterli değil, aynı zamanda basınçlandırılmış kabinlerde bulunmak zorunluluğu vardır.

Deri altındaki gaz kabarcıkları kızarıklığa ve kaşıntıya neden olurlar. Bu durum genellikle 10-20 dakikada geçer. Şiddetli öksürme ve nefes darlığı, solunum sisteminde gaz kabarcıklarının varlığına işaret eder. Diğer belirtiler göğüs ağrısı, nefes alıp-verirken yanma hissi ve şiddetli şoka girmedir.

 

BAROTRAVMA

Vücuda etki eden basıncın değişmesine bağlı olarak oluşan bazı rahatsızlıklara verilen addır. İnsan vücudundaki orta kulak, sinüsler, akciğerler ve bağırsaklar gibi hava boşluklarına sahip bölümler, hava basıncındaki değişikliklere bağlı olarak genişler veya daralır. Bu basınç değişimleri ani gerçekleşirse, boşlukları çevreleyen dokulara (örneğin kulak zarıvs.) zarar verebilir.

Yukarıda da belirtilen şekilde, insan deniz seviyesinde yaklaşık 760 mmHg (1013,25 hPA) atmosfer basıncında yaşamaya adapte olmuştur. Bu basınç seviyesi, su altındaki derinliklerden veya atmosferin üst tabakalarından oldukça farklıdır. İnsan vücudunun büyük kısmı katı veya sıvı dokulardan meydana gelir ve basınç değişikliklerinden fazla etkilenmez. Ancak hava boşlukları basınç değişiklerinden etkilenirler. Örneğin denizaltı ile dalan bir denizci nefes vermeden, ani bir şekilde yüzeye çıkarsa göğüs kafesinde genişleyerek sıkışan hava akciğerlerin delinmesine neden olabilir. Barotravmalar oluş biçimine veya organ ve doku hasarına göre sınıflandırılırlar.  Bunlara kısaca göz atacak olursak; 

 

-          Kulak Barotravması

Kulak barotravmaları, dış kulak, orta kulak ve iç kulak barotravmaları olarak ayrılır. En çok orta kulak barotravması görülür. Dalgıçların % 10 ile % 30'u orta kulak barotravması yaşamaktadırlar. Dış kulak yolu barotravması genellikle çıkış esnasında dalış giysisi veya kulak kirinin dış kulak yolunu kapası nedeniyle oluşur. İç kulak barotravması ise nadir görülür, aşırı valsalva yapılması gibi mekanik nedenlerle oluşur. Değişen derecelerde işitme kaybına ve vertigoya (baş dönmesi) neden olabilir.

 

-          Sinüs Barotravması

Sinüslerde oluşan bir tıkanıklık sinüs barotravmasına yol açabilir. Baş ağrısı ve burun kanaması ile belirti verebilir.  

 

-          Maske Barotravması (Maske Sıkışması)

İniş safhasında dalgıcın maske içerisine hava göndermemesi nedeniyle oluşan vakum (negatif basınç) etkisiyle, gözde ve maskenin kapsadığı alanlarda oluşan küçük kanamalar olması halidir.

 

-          Pulmoner Barotravma (Akciğer Barotravması)

Tüplü dalışlarda (SCUBA diving) çoğunlukla dalgıcın nefesini tutarak yukarı çıkması sonucu oluşur. Dalgıç yüzeye yaklaştıkça, akciğerlerde tutulan hava, basıncın düşmesiyle genişlemeye başlar. Genişleyen hava akciğerin yırtılmasına sebep olabilir.

 

-          Diğer Barotravmalar

. Diş barotravması

. Sindirim sistemi barotravması

. Genital barotravma

. Patlamaya bağlı barotravmalar

 

 

NİÇİN YÜKSEKTEN UÇULUR ???

Madem ki yüksek irtifalarda uçmak bu kadar riski beraberinde getiriyor, neden 10.000 feet altında uçularak bu riskler bertaraf edilmiyor da yüksekten uçulmaya devam ediliyor ???

Birinci ve en önemli neden; bir uçağın çevresindeki hava miktarı ne kadar az olursa sürtünme de o kadar az olacaktır. Bu nedenle, uçak ne kadar yüksekten uçarsa o kadar az hava ve bir o kadar da az sürtünme (drag) oluşacaktır. Diğer taraftan, gaz türbünlü motorlar daha seyrek hava bulunan ortamlarda yakıt yönünden daha da ekonomik bir şekilde uçarlar.  Ayrıca, hava sürtünmesinin azalması, uçak gövdesine daha az yük bindirerek daha fazla sürat yapabilmesinin önünü açar. Uçakların azami süratleri yüksek irtifalarda ölçülen süratlerdir.  Deniz seviyelerinde o hızı yapamazlar, deniz seviyesinde o süratlerde sürat aşımı meydana  gelerek gövdede hasarlar oluşabilir. Ayrıca, yüksekten uçmak birçok atmosferik olayın cereyan ettiği tabakalardan yukarıda olmayı sağladığı için olumsuz hava koşullarından (yağmur, oraj, türbülans vs) etkilenme riskini de minimuma indirerek daha rahat ve sarsıntısız bir seyir imkanı verir.

 

 

KABİN BASINÇLAMA SİSTEMİNİN KISA TARİHÇESİ VE ÖZELLİKLERİ

Hiç kimse yüksek irtifalarda uçmanın bu avantajları uğruna, ağzında oksijen maskesi ve de üstünde basınç elbisesi olduğu halde uçağa binmek istemez.

İkinci dünya savaşında durum böyleydi... Hatta meşhur roket motorlu Masserschmitt Me-163 (ki 3 dakikada 40.000 feet irtifaya tırmanabiliyordu….) uçağında bile basınçlı kabin yoktu. O nedenle, üreticiler bir an önce uçakları basınçlı hale getirmek için çaba sarf etmeye başlamışlardı. İşin ilginç yanı, basınçlı kabin çalışmalarının tarihi 1922 yıllarına kadar uzanan bir geçmişe sahiptir.

İlk basınçlı kabine sahip olan uçak Nisan 1940’da hizmete giren Boeing Stratoliner 307 idi. Bu esnada İngiliz ve Alman uçak tasarımcıları uçakları basınçlayarak yüksek irtifalarda uçurmak yerine, hala aerodinamik kaygılarla akıcı hatlarla tasarlama derdindeydiler. Askeri alanda ise basınçlı kabine sahip ilk başarılı örnek, Luftwaffe’ye ait Junkers Ju 86P-2 olup yüksek irtifa keşif uçuşlarında kullanılmıştır. İngilizlerin basınçlı kokpite sahip ilk askeri uçağı Canberra ise ilk uçuşunu 1949’da yapmıştır.

Basınçlı kabine sahip uçaklarda solunabilecek düzeyde kabin içerisine hava sağlamak son derece kolaydır. Bu maksatla motorlardan veya süper charger’lardan hızla kabine giren hava kullanılır. Kabine giren hava, sıcaklığı ayarlanarak gönderilir. Basınç ölçümleme sistemi iç ve dış ortam basıncını sürekli kontrol ederek tırmanma ve alçalmalarda basıncı belirtilen limitlerde tutar.  Kabine basınçlı hava sağlamaktan daha da önemlisi bunu muhafaza edecek dayanıklılıkta kabin üretmek ve havanın dışarı sızmasına mani olmaktır. Tek motorlu pistonlu bir motora sahip kabini basınçlı bir küçük yolcu uçağının kapısı 20.000 feet irtifada uçarken 8.000 feet’lik ortam havasını sunabilmek için 5 tonluk basınca karşı koyabilecek sağlamlıkta olmak zorundadır. Bir Boeing 747 uçağının 38.000 feet irtifada ne kadarlık bir basınca dayanmak zorunda olduğunu düşünün!!!

Uçaklar tüm bu nedenlerle hem hafif olmayı sağlayan hem de basınca karşı dirençli olabilen oval şekilde bir kesit geometrisine sahiptirler. Dikdörtgen kesite sahip uçaklarda bu basınca dayanmak daha güçlü dirence sahip bir gövde gerektirir. Nihayetinde, en dayanıklı kabin bile bir gün gelir metal yorgunluğuna bağlı olarak iflas edebilir, bir kapı menteşesi yerinden çıkabilir ve kabin basıncını kaybettirerek küçük bir çatlak vasıtasıyla ve büyük bir gürültü ile havanın kabinden kaçışına sebep olabilir.

Böyle bir durumda pilotlar maskeleri düşürür (veya otomatik olarak düşmesi sağlanabilir) ve süratle uçağı 10.000 feet seviyeleri altına indirmek için derin bir şekilde alçalmaya başlarlar. 38.000 feet irtifadaki bir uçağı bu şekilde süratle 10.000 feet seviyelerine alçaltmak için 4-5 dakikalık bir zamana ihtiyaç vardır. Oysa 38.000 feet irtifada normal bir insan bilinci bu duruma ancak 25 saniye dayanabilir. Bu nedenle havayolu uçaklarının üreticileri nispeten büyük çatlaklarla başa çıkabilen basınç sistemleri geliştirmişlerdir. İçeriye hava basan valflerden gelen hava, küçük çatlaklar ve kurşun delikleri gibi deliklerden dışarı kaçan havadan daha fazla hava basmaya muktedir hale gelmişlerdir.

Savaş uçaklarında ise kabin basıncı nispeten daha düşüktür, 280 mmHg, yani 25.000 feet yüksekliğe eşittir ama savaş uçağı pilotları oksijen maskelerini tüm uçuş boyunca takmaya devam ederler. Bir hava muharebesi anında kanopi kırılsa bile dekompresyon etkisi çok düşük seviyede kalır.

Sonuç olarak belirtmek gerekirse, günümüz havayolu uçaklarının kabin basınç sistemleri zaman içerisinde gelişerek en güvenilir düzeye ulaşmışlardır. Hatta bazı yolcu uçaklarında uçuş mürettebatının olası bir kabin basıncı kaybına maruz kalması neticesi, zihinsel aktivitesinin yetersiz kalması durumuna karşı, uçakların otopilota bağlı olarak kendiliğinden düşük irtifaya alçalabilme (otomatik emergency descent)  kabiliyeti bile vardır.

 

Unutulmamalıdır ki yolcu uçaklarının servise girmesi, yolcu taşımaya yetkili olabilmesi ve bunun sürdürülebilirliği adına çok sıkı kurallar manzumesi mevcut olup bu konuda kesinlikle taviz verilmesi mümkün olmadığı gibi tüm bu sistemlerin de iki hatta üçüncü yedekleri mevcuttur. 

 

İYİ UÇUŞLAR…………..

Hakan KANTAŞ

zabitan.net@gmail.com

652 kez okundu
31.12.2017

Yorumlar