نسیم نایب پاشایی محقق و پژوهشگری است که برای حل مشکل ضد یخ بدنه هواپیماهای نظامی و مسافربری، دست به کار شده و توانسته پس از تحقیقات گسترده، به فرمولاسیون دقیق برای ضد یخ بدنه هواپیما دست پیدا کند.
تجاری سازی ضد یخ بدنه هواپیما، به بی‌نیازی از واردات و حتی صادرات و ارزآوری می‌انجامد
وی دوره پسا دکتری خود را در رشته مهندسی مواد و متالورژی در دانشگاه تربیت مدرس و با پشتیبانی صندوق حمایت گذرانده است و دکتری مهندسی مواد و متالورژی از دانشگاه علم و صنعت ایران دارد.
این پژوهشگر در مقطع کارشناسی ارشد به دلیل داشتن شرایط استعداد درخشان، در دو رشته کارشناسی ارشد فارغ‌التحصیل شئه بودند: کارشناسی ارشد مهندسی مواد، گرایش شناسایی و انتخاب مواد مهندسی از دانشگاه علم و صنعت و کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، گرایش ساخت و تولید از دانشگاه پیام نور.
در ادامه مشروح گفت و گوی ما را با این عضو هیئت علمی گروه مکانیک و فلزشناسی پژوهشکده فناوری و مهندسی پژوهشگاه استاندارد در خصوص طرح تولید ضد یخ بدنه هواپیما می‌خوانید.
چطور ایده تولید ضدیخ بدنه هواپیما به فکر شما خطور کرد؟
نایب پاشایی: من از سال ۸۶ تا سال ۹۹ در بخش فنی و مهندسی هواپیمایی جمهوری اسلامی ایران، مشغول به کار بودم و در این مدت، دوره‌های کامل آشنایی با بدنه و موتور هواپیما را نیز گذراندم. در سال ۹۴، به دلیل اعمال تحریم‌های جدید و بیشتر علیه کشورمان، ضد یخ بدنه هواپیما که یک محصول ویژه و خاص است و تنها ۵ تولید‌کننده در جهان دارد، توسط شرکت انگلیسی به کشور ما داده نشد.
پیش از این، ما و سایر کشور‌های منطقه برای تأمین این ماده ضروری از یک شرکت در انگلستان، خریداری را انجام می‌دادیم اما به واسطه تحریم‌ها، این داد و ستد دیگر انجام نمی‌شد و پرواز‌ها در اقصی نقاط کشور به مشکل بر می‌خورد. چرا که در فصل زمستان و بارش‌های جوی و برودت هوا، یخ زدن بدنه هواپیما زیاد اتفاق می‌افتد و هواپیما نیز بدون انجام فرآیند یخ زدایی نمی‌تواند پرواز داشته باشد.
به همین دلیل و با مشاهده این مشکلات، این‌ایده به ذهنم رسید که چرا خودمان در کشور، این ماده را تولید نکنیم؟
ایده‌ام را با دکتر سید محمد مهدی هادوی که سال ۹۰ در دانشگاه علم و صنعت، دانشجوی دکتری‌ایشان بودم، در میان گذاشتم و‌ایشان نیز با توجه به تجربه ۱۴ ساله من در حوزه هواپیمایی، این‌ایده را پذیرفته و از من حمایت کردند.
به زبان ساده برای مخاطبان، دلیل و ضرورت به نتیجه رساندن این‌ایده را توضیح دهید؟
نایب پاشایی: همان طور که می‌دانید یخ زدایی از بدنه هواپیما‌ها در هوای سرد و هنگام بارش های آسمانی یکی از الزامات پیش از پرواز است تا از بروز حادثه یا سانحه جلوگیری شود.
عدم موفقیت در از بین بردن سطوح یخ‌زده پیش از پرواز باعث از دست دادن کنترل هواپیما اندکی پس از برخاستن و در نهایت بروز سانحه و حادثه می‌شود.
درحال حاضر، مایعات مورد استفاده در عملیات یخ زدایی و ضدیخ هواپیما در داخل کشور تولید نمی‌شود. این طرح با هدف دستیابی به فرمولاسیون ماده ضدیخ و یخ زدای بدنه هواپیما مطابق با استاندارد‌های جهانی صنعت هوایی انجام شد.
مراحل انجام این طرح را به طور خلاصه توضیح دهید؟
نایب پاشایی: این طرح پژوهشی در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول، از طریق مطالعه در ادبیات جهانی محلول ضد یخ و یخ زدای بدنه هواپیما فعالیت تحقیقاتی را آغاز کردیم که این فاز شامل بررسی پتنت‌ها و مقالات و تولید‌کنندگان اصلی در سطح جهانی و انتخاب تنها محلول ضدیخ و یخ زدای وارداتی مورد استفاده در فرودگاه‌‌های ایران با نام Killfrost – ABC۳ به عنوان نمونه مرجع بود.
طبق نتایج اولیه حاصل شده در مطالعات پیشین من، فرمولاسیون نهایی محلول ضد یخ و یخ زدا با هدف کاربرد در صنعت هوانوردی طراحی و نمونه اولیه سنتز شد. مقایسه نتایج خواص فیزیکی و رئولوژیکی محلول ضد یخ و یخ زدای سنتز شده با نمونه مرجع و استاندارد مربوطه (AMS ۱۴۲۸) از تطابق بسیار بالای نتایج خبر می‌داد.
لذا در مرحله دوم از انجام پژوهش، اثر افزودنی‌‌های نانو به صورت ذراتی که می توانند در بهینه‌‌سازی عملکرد و بهبود خواص سیال ضد یخ و یخ زدا مؤثر باشند، مورد بررسی قرار گرفت.
از چه نانو ذراتی در یخ زدا و ضد یخ استفاده کردید؟
نایب پاشایی: در این بخش نانوذرات آلومینا، گرافن، اکسید مس، اکسید آهن و اکسید تیتانیم که سازگار با جنس بدنه هواپیما هستند انتخاب شدند و مشخصه یابی‌‌های اولیه شامل آنالیزهای SEM، TEM، XRD و BET بر روی این نانوذرات انجام شد.
همچنین برای تأیید پایداری نانوسیالات هیبریدی، آنالیز پتانسیل زتا انجام شد. پس از سنتز نانوسیالات هیبریدی، دانسیته، هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی، کشش سطحی و ویسکوزیته دینامیک نانوسیالات هیبریدی اندازه‌‌گیری و با سیال پایه مقایسه شد.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزودن نانوذرات انتخابی در هر دو گروه نانوسیال مورد تحقیق، یعنی نانوسیال هیبریدی نانوآلومینا- نانوگرافن / آب – مایع ضد یخ / یخ زدا و نانوسیال هیبریدی نانوآلومینا- نانو اکسید تیتانیم- نانواکسید مس- نانو اکسید آهن / آب – مایع ضد یخ / یخ زدا، علاوه بر حفظ محدوده خواص سیال ضد یخ و یخ زدا در محدوده استاندارد به تقویت عملکرد سیال آن نیز کمک می‌کند.
برای حصول اطمینان از نتایج این تحقیق چه فعالیت‌هایی انجام شده است؟
نایب پاشایی: متأسفانه، شرکت‌های سازنده این ضد یخ و یخ زدا، اطلاعات ساخت را در اختیار ما قرار نمی‌دادند و ما برای حصول اطمینان از فرمولاسیون یافته، چندین بار، آزمایشات متعدد انجام دادیم و عوامل سازنده ضد یخ و خوردگی را با دقت بررسی کرده و به فرمول آن رسیدیم.
سپس با استاندارد ۱۴۲۸ نیز تست کردیم که از آن هم پاسخ گرفتیم و در نتیجه، مشخص شد که این ضد یخ بدنه هواپیما هم در هواپیماهای نظامی و هم مسافربری کاربرد دارد و ضد یخ سطوح پروازی نیز است.
چرا استفاده از ضد یخ برای بدنه هواپیما تا این حد ضروری است؟
نایب پاشایی: در دهه ۹۰ میلادی، سوانح زیادی به دلیل عدم توجه به یخ زدگی بدنه هواپیما به وقوع می‌پیوست. چرا که هر ماده‌ای بر روی بدنه هواپیما می‌تواند در لحظه تیک آف، آیرودینامیک هواپیما را به هم می‌زند و چون هواپیما در لحظه آغاز پرواز و تیک آف، سوخت کامل دارد، مرگ، صدمات و سوختگی‌های زیادی را برای مسافران به وجود می‌آورد.
به همین دلیل هم خلبان برای پرواز، فقط به چشمش اعتماد نمی‌کند و با دست کشیدن روی بال هواپیما از فاقد یخ زدگی هواپیما اطمینان پیدا می‌کند.
در فرودگاه، عملیات ضد یخ درست در زمانی اتفاق می‌افتد که هواپیما روشن است و تمامی مسافرین نیز داخل آن هستند و خلبان باید بعد از فرآیند یخ زدایی حداکثر تا ۱۰ دقیقه بعد از این فرآیند، تیک آف کند.
برای کار دو فاز در بدنه هواپیما صورت می‌گیرد یکی یخ زدایی و دیگری ضد یخ. ماده تولیدی ما، این توانایی را دارد که در هر دو فاز، استفاده شده و نتیجه بخش باشد.
از مزایای ماده تولیدی در طرح شما چه مواردی را می‌توان نام برد؟
نایب پاشایی: نکته قابل بیان در ضد یخ‌های ساخت کشور‌های خارجی این است که وقتی مقادیر کمی از آن هم بر روی بدنه هواپیما می‌ماند، در پرواز و دمای پایین تبدیل به ژل شده و به مرور زمان، خوردگی روی سطح هواپیما ایجاد می‌کند. این در حالی است که ماده تولید شده در این تحقیق به دلیل اضافه شدن نانو ذرات، میزان خوردگی ناشی از این مشکل را تا حد زیادی کم می‌کند.
در ضد یخ هواپیما، جا به جایی‌ها تأثیر زیادی دارد و هر چه این سیال‌ها، جا به جایی کمتری داشته باشد، کیفیت بهتری دارد و اگر این ماده به مرحله تجاری‌سازی برسد، هم نیاز داخل کشور را برطرف می‌کند و هم کشور‌های منطقه محصول مورد نیازشان را از ایران تهیه می‌کنند.
صفر تا صد انجام این طرح چند سال طول کشید؟
نایب پاشایی: از سال ۹۷ تا سال ۹۹، درگیر انجام این پروژه بودیم اما از زمان تصویب طرح در صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور، به مدت یک سال طول کشید تا این طرح خاتمه پیدا کند. چرا که این طرح با پشتیبانی صندوق در قالب پروژه پسا دکتری انجام شده و سپس در پژوهشگاه استاندارد نیز مورد بازبینی قرار گرفت.
خروجی این طرح ۷ مقاله نیز بوده است و در حال حاضر در قالب یک پروژه کامل قابل سرمایه‌گذاری است و در مرکز نوآوری پژوهشگاه استاندارد در مرحله تولید قرار دارد.
طرح جدیدی هم در دست بررسی دارید؟
نایب پاشایی: بله، یک طرح ویژه برای ریز گرد‌های خوزستان نیز دارم که می‌توان به کمک این طرح، مشکلات ناشی از ریزگرد‌ها در پوشش آر تی وی برق فشار قوی کاربرد دارد. چرا که این پوشش، در مواجهه با ریزگرد‌ها به جای عایق، رسانا شده و تخلیه الکتریکی اتفاق می‌افتد و موجب قطع شدن برق منطقه‌ای می‌شود.
این طرح می‌تواند موجب کاهش هزینه‌های سرویس آر تی وی شود و از همه لحاظ مقرون به صرفه است اما متأسفانه در داوری طرح در صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور، این طرح پذیرفته نشد که خیلی عجیب بود و انتظار می‌رفت که حتماً این طرح کاربردی، پذیرفته شود.
سخن آخر..
نایب پاشایی: تجاری‌سازی ماده ضد یخ تولید شده می‌تواند گام بزرگی در رفع نیاز داخلی باشد و علاوه بر آن، می‌توان با صادرات این محصول، برای کشور ارزآوری کرد.
