Một thùng nhiên liệu không cần nhiên liệu lỏng để trở nên nguy hiểm. Nguy cơ thực sự nằm ở phía trên nó, trong khoảng trống chứa hơi và oxy. Các tàu bay thương mại hiện đại xử lý rủi ro đó bằng một hệ thống mà hầu hết hành khách không bao giờ nghĩ tới, một hệ thống lặng lẽ thay thế không khí trong khoảng không đó bằng nitơ.

Tại sao thùng nhiên liệu cần được khắc phục

Lý do phải trơ hóa thùng nhiên liệu được chứng minh theo cách tồi tệ nhất có thể. Vụ tai nạn TWA Flight 800 năm 1996 khiến toàn bộ 230 người trên khoang thiệt mạng, nguyên nhân được xác định là tia lửa điện làm cháy hơi nhiên liệu bên trong một trong các thùng của chiếc Boeing 747. 

FAA đã phản ứng bằng cách yêu cầu các nhà sản xuất giảm mức độ dễ bắt lửa của các khí bên trong thùng nhiên liệu từ đó về sau. Lý luận đằng sau điều này bắt nguồn trực tiếp từ tam giác cháy cơ bản: ngọn lửa cần nhiên liệu, nhiệt và oxy cùng lúc, và loại bỏ bất kỳ một trong ba yếu tố sẽ ngăn sự cháy xảy ra ngay từ đầu. Nhiên liệu và nhiệt khó có thể loại bỏ khỏi một thùng đặt dưới động cơ phản lực, nên các nhà sản xuất tập trung vào biến số thứ ba. Nitơ, về mặt hóa học trơ ở nhiệt độ phòng, chiếm chỗ oxy trong khoảng hơi của thùng, gọi là ullage, cho đến khi không còn đủ oxy để tia lửa có thể kích nổ bất cứ thứ gì.

Bắt buộc, không phải tùy chọn

Đây không phải là một tính năng mà các hãng hàng không được quyền lựa chọn. Ở Hoa Kỳ, việc phủ nitơ lên thùng nhiên liệu trên máy bay đã là bắt buộc kể từ năm 2017, khiến công nghệ này trở thành một phần tiêu chuẩn trong cách mọi máy bay thương mại hiện đại được chứng nhận và vận hành ngày nay.

Phiên bản của Boeing: Hệ thống tạo nitơ trên 737 NG

Trên Boeing 737 NG, Hệ thống tạo nitơ hút không khí bleed nóng từ đa nhánh khí nén bên trái của máy bay và dẫn nó qua một chuỗi xử lý khá phức tạp trước khi bất kỳ phần nào đến được thùng nhiên liệu giữa. Một van ngắt điều khiển lượng không khí vào và tự đóng nếu xuất hiện quá áp. Từ đó không khí đi qua bộ chuyển đổi ôzôn, bộ này xúc tác chuyển ôzôn thành oxy để bảo vệ các thành phần phía sau, rồi đi qua bộ trao đổi nhiệt và van gió điều chỉnh ram air để hạ nhiệt độ về mức phù hợp.

Một giai đoạn lọc loại bỏ các chất gây ô nhiễm trước khi không khí chạm tới Air Separation Module, lõi thực sự của hệ thống, phần này làm giảm hàm lượng oxy xuống thấp đến mức cháy trở nên không thể xảy ra. Không khí giàu nitơ đi ra phía kia được điều chỉnh và đưa thẳng vào thùng giữa, trong khi các công tắc nhiệt và van ngắt khi quá nhiệt luôn sẵn sàng phòng khi có hiện tượng quá nóng hoặc quá áp. Một bộ điều khiển theo dõi toàn bộ quá trình.

Phiên bản của Airbus: CSAS và IGGS trên A320

Airbus đạt được mục tiêu tương tự thông qua một kiến trúc khác, chia thành hai phân hệ. Hệ thống Conditioned Service Air, theo ATA Chương 21, lấy không khí bleed nóng và dẫn qua van cách ly, bộ chuyển đổi ôzôn và bộ trao đổi nhiệt để đạt được nhiệt độ, áp suất và lưu lượng phù hợp. Không khí đã được xử lý đó sau đó cấp vào Hệ thống Inert Gas Generation, theo ATA Chương 47, nơi nó đi qua lọc đôi loại siêu thấp hạt và Air Separation Module riêng của nó.

Bộ module chia luồng khí làm hai: không khí giàu nitơ được dẫn vào thùng giữa qua một van ngắt dòng kép có thể điều chỉnh giữa các chế độ thấp, trung bình và cao tùy vào việc máy bay đang leo, tiếp cận hay hạ cánh, trong khi không khí giàu oxy được xả ra ngoài. Một cảm biến oxy liên tục theo dõi độ tinh khiết của không khí giàu nitơ, và toàn bộ quá trình không cần sự tác động của con người. Hệ thống hoạt động tự động và hoàn toàn tắt khi máy bay đỗ trên mặt đất. Airbus coi một thùng là đã được trơ hóa đúng khi nồng độ oxy trung bình ở mực nước biển giảm xuống dưới 12%.

{{REC}}

Hai nhà sản xuất, cùng một nguyên lý

Boeing và Airbus đều đi đến cùng một giải pháp dù bố trí thành phần và cách đặt tên hoàn toàn khác nhau, nhưng khi bỏ qua nhãn mác thì cả hai hệ thống đều làm cùng một việc: lấy không khí bleed nóng giàu oxy, loại bỏ đủ oxy khỏi nó bằng Air Separation Module, và đẩy phần không khí giàu nitơ còn lại vào khoảng không nơi một đám cháy có thể bắt đầu.

Những gì bắt đầu như phản ứng trực tiếp trước một tai nạn thảm khốc giờ đây là một biện pháp bảo vệ lặng lẽ, hoàn toàn tự động, hoạt động trên hầu hết các máy bay thương mại được chế tạo kể từ đó.