لاستیک‌های هواپیما برخلاف خودروهای عادی اغلب با نیتروژن پر می‌شود؛ چرا؟
لاستیک هواپیما برخلاف لاستیک خودروهای معمولی، اغلب با نیتروژن خشک پر می‌شود. دلیل اصلی این کار افزایش ایمنی است؛ چراکه چرخ‌های هواپیما هنگام فرود و ترمزگیری با فشار و حرارت بسیار زیادی روبه‌رو می‌شوند و وجود اکسیژن درون لاستیک می‌تواند خطر انفجار را افزایش دهد.
وقتی یک هواپیمای مسافربری چند ده یا چند صد تنی روی باند فرود می‌آید، لاستیک‌های آن باید در مدت کوتاهی فشار و تنش زیادی را تحمل کنند. هم‌زمان، سیستم ترمز بخش زیادی از انرژی حرکت هواپیما را به گرما تبدیل می‌کند و این حرارت می‌تواند به چرخ‌ها و لاستیک‌ها منتقل شود.
به همین دلیل، شرایط کاری لاستیک هواپیما با لاستیک خودرو تفاوت زیادی دارد. یکی از اقداماتی که برای کاهش خطرات ناشی از گرمای شدید انجام می‌شود، استفاده از گاز نیتروژن به‌جای هوای معمولی است.
چرا هوای معمولی می‌تواند برای لاستیک هواپیما خطرناک باشد؟
هوایی که تنفس می‌کنیم حدود ۷۸ درصد نیتروژن و ۲۱ درصد اکسیژن دارد. وجود این مقدار اکسیژن در شرایط عادی مشکلی ایجاد نمی‌کند؛ اما اگر لاستیک هواپیما بیش‌ازحد داغ شود، شرایط متفاوت خواهد بود.
طبق توضیحات اداره‌ی هوانوردی فدرال آمریکا (FAA), گرمای شدید می‌تواند باعث تجزیه‌ی حرارتی مواد سازنده‌ی لاستیک و آزادشدن گازهای قابل‌اشتعال شود. اگر این گازها با اکسیژن موجود درون لاستیک ترکیب شوند، احتمال اشتعال ناگهانی و انفجار وجود دارد.
این اتفاق با ترکیدن معمولی لاستیک تفاوت دارد. ترکیدن لاستیک ممکن است بر اثر فشار بیش‌ازحد یا آسیب ساختاری رخ دهد؛ اما انفجار موردنظر FAA ناشی از یک واکنش شیمیایی است که می‌تواند افزایش بسیار سریع فشار و دما را به همراه داشته باشد.
نیتروژن چگونه خطر انفجار را کاهش می‌دهد؟
نیتروژن در شرایط معمول گازی کم‌واکنش است و برخلاف اکسیژن به فرایند سوختن کمک نمی‌کند. بنابراین، وقتی لاستیک با نیتروژن خشک پر می‌شود، مقدار اکسیژن داخل آن به‌شدت کاهش می‌یابد و احتمال وقوع واکنش‌های خطرناک کمتر می‌شود.
آزمایش‌های مورد استناد FAA نشان داده‌اند که در غلظت اکسیژن ۱۰ درصد یا بیشتر، امکان اشتعال خودبه‌خودی ناگهانی وجود دارد. به همین دلیل، مقررات این سازمان برای هواپیماهایی با حداکثر وزن مجاز برخاست بیش از ۷۵ هزار پوند، (حدود ۳۴ تن)، مقرر می‌کند که لاستیک‌های نصب‌شده روی چرخ‌های مجهز به ترمز با نیتروژن خشک یا گاز بی‌اثر دیگری پر شوند؛ به‌گونه‌ای که سهم اکسیژن از حجم گاز داخل لاستیک بیشتر از ۵ درصد نباشد.
این الزام البته استثناهای فنی مشخصی دارد؛ مثلاً زمانی که بتوان ثابت کرد مواد داخلی لاستیک در اثر گرما گاز قابل‌اشتعال آزاد نمی‌کنند یا تدابیر دیگری مانع رسیدن دما به محدوده‌ی خطرناک می‌شوند.
نیتروژن چه مزیت‌های دیگری دارد؟
یکی دیگر از مزایای نیتروژن خشک، کاهش رطوبت داخل لاستیک است. هوای فشرده‌ی معمولی ممکن است مقداری بخار آب داشته باشد که در شرایط مختلف دمایی می‌تواند بر رفتار فشار داخل لاستیک اثر بگذارد.
استفاده از گاز خشک همچنین به کاهش خوردگی اجزای فلزی چرخ و اکسیدشدن مواد لاستیک کمک می‌کند. این ویژگی‌ها برای تجهیزاتی که در طول عمر خود بارها در معرض تغییرات دما و فشار قرار می‌گیرند، اهمیت دارند.
البته تصور رایجی وجود دارد که فشار نیتروژن ذاتاً در برابر تغییر دما ثابت‌تر از هوای معمولی است. از نظر فیزیکی، اگر هر دو گاز خشک باشند، تغییر فشار آن‌ها با دما در شرایط یکسان تقریباً مشابه خواهد بود. مزیت اصلی نیتروژن، کم‌واکنش‌بودن و نبود رطوبت در گاز مصرفی است، نه متفاوت‌بودن چشمگیر رفتار حرارتی آن.
آیا تمام هواپیماها از نیتروژن استفاده می‌کنند؟
استفاده از نیتروژن در هواپیماهای تجاری و مسافربری بزرگ رایج است؛ اما نمی‌توان گفت تمام هواپیماها بدون استثنا ملزم به استفاده از آن هستند.
مقررات FAA الزام مشخصی را برای لاستیک‌های چرخ‌های مجهز به ترمز در هواپیماهای مشمول شرط وزنی تعیین کرده است. در هواپیماهای کوچک‌تر، الزامات به نوع هواپیما و دستورالعمل‌های سازنده بستگی دارد.
شرکت میشلن نیز در راهنمای نگهداری لاستیک‌های هواپیما، استفاده از نیتروژن خشک با خلوص دست‌کم ۹۷ درصد را برای تمام لاستیک‌های هواپیما توصیه می‌کند؛ حتی در مواردی که الزام قانونی مستقیمی وجود ندارد.
نیتروژن به‌تنهایی نمی‌تواند از تمام حوادث مربوط به لاستیک جلوگیری کند. فشار نامناسب، آسیب‌های فیزیکی، فرسودگی و داغ‌شدن بیش‌ازحد ترمزها همچنان خطرناک هستند و بررسی منظم چرخ‌ها ضروری است.
به همین دلیل، استفاده از نیتروژن یکی از چندین اقدام ایمنی در نگهداری چرخ‌های هواپیما به شمار می‌رود؛ اقدامی که با کاهش اکسیژن و رطوبت داخل لاستیک، احتمال بروز انفجار ناشی از گرمای شدید را کمتر می‌کند.
