अक्रिय प्रणाली

अक्रिय प्रणाली सीमित स्थान में संग्रहीत ज्वलनशील सामग्रियों के दहन की संभावना को अल्प करती है। इस प्रकार की सबसे सामान्य प्रणाली ईंधन टैंक है जिसमें दहनशील तरल जैसे पेट्रोल, डीजल ईंधन, विमानन ईंधन, जेट ईंधन या रॉकेट प्रणोदक होता है। पूर्ण रूप से भर जाने के पश्चात और उपयोग के समय, ईंधन का स्थान होता है, जिसे रिसाव कहा जाता है, जिसमें वाष्पित ईंधन वायु के साथ मिश्रित होता है और दहन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन होता है। उचित परिस्थितियों में यह मिश्रण प्रज्वलित हो सकता है। अक्रिय प्रणाली वायु को गैस जैसे नाइट्रोजन से प्रतिस्थापित कर देती है जो दहन का समर्थन नहीं करती है।

संचालन का सिद्धांत
रिसाव में दहन प्रारम्भ करने और बनाए रखने के लिए तीन तत्वों प्रज्वलन स्रोत (ऊष्मा), ईंधन और ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। इन तीन तत्वों में से किसी को अल्प करके दहन को अवरोधित किया जा सकता है। कई स्थितियों जैसे भंडारण टंकियों में प्रज्वलन स्रोत नहीं होता है। यदि प्रज्वलन स्रोत की उपस्थिति को अवरोधित नहीं किया जाता है, जैसा कि अधिकांश टैंकों के साथ होता है जो आंतरिक दहन इंजनों को ईंधन प्रदान करते हैं, तो ईंधन के व्यय के रूप में अक्रिय गैस के साथ रिसाव को भरकर टैंक को अज्वलनशील बनाया जा सकता है। वर्तमान में कार्बन डाईऑक्साइड या नाइट्रोजन का प्रायः अनन्य रूप से उपयोग किया जाता है, चूँकि कुछ प्रणालियाँ नाइट्रोजन-समृद्ध वायु, या भाप का उपयोग करती हैं। इन अक्रिय गैसों के उपयोग से रिसाव की ऑक्सीजन सांद्रता दहन सीमा से नीचे तक अल्प हो जाती है।

तेल टैंकर
अग्नि या हाइड्रोकार्बन वाष्प के विस्फोट को अवरोधित करने के लिए टैंकर तेल कार्गो के ऊपर रिक्त स्थान को अक्रिय गैस से भरते हैं। 11% से अल्प ऑक्सीजन सामग्री वाली वायु में तेल वाष्प नहीं जल सकते हैं। जलयान के बॉयलरों द्वारा उत्पादित ग्रिप गैस को शीतल और स्वच्छ करके अक्रिय गैस की आपूर्ति की जा सकती है। जहां डीजल इंजन का उपयोग किया जाता है, निकास गैस में अधिक ऑक्सीजन हो सकती है, इसलिए ईंधन से जलने वाले अक्रिय गैस जनरेटर स्थापित किए जा सकते हैं। वाष्पशील हाइड्रोकार्बन वाष्प या धुंध को अन्य उपकरणों में प्रवेश करने से अवरोधित करने के लिए टैंकर रिक्त स्थान पर प्रक्रिया पाइपिंग में वाल्व स्थापित किए जाते हैं। 1974 के SOLAS कन्वेंशन नियमों के पश्चात से तेल टैंकरों पर अक्रिय गैस प्रणालियों की आवश्यकता होती है। अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन (आईएमओ) अक्रिय गैस प्रणालियों की आवश्यकताओं का वर्णन करते हुए तकनीकी मानक आईएमओ-860 प्रकाशित करता है। अन्य प्रकार के कार्गो जैसे बल्क रसायनों को भी इनरेटेड टैंकों में ले जाया जा सकता है, किन्तु अक्रिय गैस को उपयोग किए गए रसायनों के अनुकूल होना चाहिए।

विमान
लड़ाकू विमानों के लिए ईंधन टैंक अधिक समय से स्वयं-सीलिंग होने के साथ अक्रिय हैं, किन्तु सैन्य कार्गो विमानों और नागरिक परिवहन श्रेणी के विमानों के लिए वे बड़े स्तर पर व्यय और भार के विचारों के कारण नहीं हैं। नाइट्रोजन का उपयोग करने वाले प्रारंभिक अनुप्रयोग हैंडले पेज हैलिफ़ैक्स, लघु स्टर्लिंग, और एवरो लिंकन बी.II पर थे, जिसमें लगभग 1944 से अक्रिय प्रणाली सम्मिलित थी।

क्लेव किमेल ने सर्वप्रथम 1960 के दशक के प्रारम्भ में यात्री एयरलाइनों के लिए अक्रिय प्रणाली का प्रस्ताव रखा था। यात्री विमानों के लिए उनकी प्रस्तावित प्रणाली में नाइट्रोजन का उपयोग होता था। चूँकि, यूएस संघीय विमान प्रशासन (एफएए) ने एयरलाइंस की निंदा के पश्चात किममेल की प्रणाली पर विचार करने से मना कर दिया, जो अव्यावहारिक था। वस्तुतः, किममेल की प्रणाली के प्रारंभिक संस्करणों का भार 2,000 पाउंड था-जिससे उनकी यात्री क्षमता अल्प हो जाती थी। चूँकि, एफएए ने 40 वर्षों तक ईंधन टैंकों को अक्रिय करने के लिए, कई भयावह ईंधन टैंक विस्फोटों के अतिरिक्त भी लगभग कोई शोध नहीं किया। इसके अतिरिक्त, एफएए ने ज्वलन स्रोतों को ईंधन टैंक से बाहर रखने पर ध्यान केंद्रित किया।

एफएए ने 1996 में TWA फ्लाइट 800 के दुर्घटनाग्रस्त होने तक वाणिज्यिक जेट के लिए अक्रिय प्रणाली पर विचार नहीं किया। इस दुर्घटना के लिए उड़ान में उपयोग किए गए बोइंग 747 के केंद्र विंग ईंधन टैंक में विस्फोट को दोषी ठहराया गया था। यह टैंक सामान्यतः अधिक ऊँची उड़ानों पर प्रयोग किया जाता है, और विस्फोट के समय टैंक में थोड़ा ईंधन उपस्थित था। टैंक में ईंधन की छोटी मात्रा बड़ी मात्रा की तुलना में अधिक हानिकारक होती है, क्योंकि शेष ईंधन को वाष्पित करने में अल्प ऊष्मा लगती है। यह ईंधन-से-वायु अनुपात को अल्प ज्वलनशीलता सीमा को विस्तृत करने और पार करने का कारण बनता है। थाई एयरवेज इंटरनेशनल उड़ान 114 और फिलीपीन एयरलाइंस की उड़ान 143 का विस्फोट भी उन टैंकों में हुआ, जिनमें अवशिष्ट ईंधन था। ये तीन विस्फोट गर्म दिनों में सेंटर विंग टैंक (सीडब्ल्यूटी) में हुए, जो धड़ की सीमा के भीतर है। ये ईंधन टैंक बाह्य उपकरणों के निकट स्थित हैं जो ईंधन टैंक को गर्म करते हैं। टीडब्ल्यूए 747 की दुर्घटना पर राष्ट्रीय परिवहन सुरक्षा बोर्ड (एनटीएसबी) की अंतिम रिपोर्ट ने निष्कर्ष निकाला कि दुर्घटना के समय टीडब्ल्यूए उड़ान 800 सीडब्ल्यूटी की हानि में ईंधन वायु वाष्प ज्वलनशील था। एनटीएसबी ने 1997 में अपनी सर्वाधिक वांछित सारिणी में प्रथम वस्तु के रूप में परिवहन श्रेणी के विमान के ईंधन टैंक में विस्फोटक मिश्रण के उन्मूलन का प्रमाण किया।

फ़्लाइट 800 के दुर्घटनाग्रस्त होने के पश्चात, 2001 में एफएए समिति की रिपोर्ट में कहा गया था कि अमेरिकी एयरलाइनों को अपने उपस्थिता विमान बेड़े को अक्रिय प्रणाली के साथ पुनः लाने के लिए US$35 बिलियन व्यय करने होंगे जो भविष्य में ऐसे विस्फोटों को अवरोधित कर सकते हैं। चूँकि, अन्य एफएए समूह ने नाइट्रोजन समृद्ध वायु (एनईए) आधारित अक्रिय प्रणाली प्रोटोटाइप विकसित किया जो विमान के प्रणोदक इंजनों द्वारा आपूर्ति की गई संपीड़ित वायु पर संचालित होता है। इसके अतिरिक्त, एफएए ने निर्धारित किया कि ईंधन टैंक को 9 से 10% की पूर्व स्वीकृत सीमा के अतिरिक्त 12% तक अल्प ऑक्सीजन एकाग्रता को अल्प करके अक्रिय किया जा सकता है। बोइंग ने स्वयं की व्युत्पन्न प्रणाली का परीक्षण प्रारम्भ किया, 2003 में कई 747 विमानों के साथ सफल परीक्षण उड़ानें कीं।

सार्वजनिक टिप्पणी के माध्यम से मूल रूप से एफएए को नई, सरलीकृत अक्रियता प्रणाली का परामर्श दिया गया था। यह रिक्त फाइबर सामग्री का उपयोग करता है जो आपूर्ति की गई वायु को नाइट्रोजन-समृद्ध वायु (एनईए) और ऑक्सीजन समृद्ध वायु (ओईए) में पृथक करता है। चिकित्सा प्रयोजनों के लिए ऑक्सीजन युक्त वायु उत्पन्न करने के लिए इस तकनीक का बड़े स्तर पर उपयोग किया जाता है। यह झिल्ली का उपयोग करता है जो अधिमानतः नाइट्रोजन अणु (आणविक भार 28) को इसके माध्यम से पारित करने की अनुमति प्रदान करता है।

सैन्य विमानों पर अक्रिय प्रणालियों के विपरीत, जब भी विमान के इंजन कार्य कर रहे होते हैं, तो यह अक्रियता प्रणाली ईंधन वाष्प ज्वलनशीलता को अल्प करने के लिए निरन्तर कार्य करती है। लक्ष्य ईंधन टैंक के भीतर ऑक्सीजन सामग्री को 12% तक अल्प करना है, सामान्य वायुमंडलीय ऑक्सीजन सामग्री 21% से अल्प है, किन्तु अक्रिय सैन्य विमान ईंधन टैंक की तुलना में अधिक है, जिसमें 9% ऑक्सीजन का लक्ष्य है। यह टैंक से बाहर और वायुमंडल में ईंधन वाष्प से रिक्त गैस को वायुदार करके पूर्ण किया जाता है।

एफएए नियम
सात वर्ष के अन्वेषण के पश्चात, एफएए ने नवंबर 2005 में एनटीएसबी अनुशंसा के उत्तर में नियम प्रस्तावित किया, जिसके लिए एयरलाइनों को भूमि और वायु में ईंधन टैंक वाष्प के ज्वलनशीलता के स्तर को अल्प करने की आवश्यकता होगी। यह गत 40 वर्षों की नीति का परिवर्तन था जिसमें एफएए ने केवल ईंधन टैंक वाष्पों के प्रज्वलन के संभावित स्रोतों को अल्प करने पर ध्यान केंद्रित किया था।

एफएए ने 21 जुलाई 2008 को अंतिम नियम निर्गत किया था। नियम नए वायुयानों (14CFR§25.981) के डिजाइन पर प्रयुक्त नियमों में संशोधन करता है, और घरेलू संचालन (14CFR§26.31–39) के लिए निरंतर सुरक्षा संचालन (14CFR§121.1117) आवश्यकताओं और विदेशी वायुयानों (14CFR§129.117) के लिए परिचालन आवश्यकताओं के लिए नए नियमों को प्रस्तुत करता है। नियम 1 जनवरी 1958 के पश्चात 30 या अधिक यात्री क्षमता या 7500 पाउंड से अधिक की पेलोड क्षमता वाले वायुयानों पर प्रयुक्त होते हैं। नियम प्रदर्शन आधारित हैं और किसी विशेष पद्धति के कार्यान्वयन की आवश्यकता नहीं है।

प्रस्तावित नियम सभी भविष्य के फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट डिज़ाइन (30 से अधिक यात्री क्षमता) को प्रभावित करेगा, और नौ वर्षों में सेंटर विंग ईंधन टैंक के साथ 3,200 से अधिक एयरबस और बोइंग विमानों के रेट्रोफिट की आवश्यकता होगी। एफएए ने प्रारम्भ में मालवाहक विमानों पर स्थापना का आदेश देने की योजना बनाई थी, किन्तु बुश प्रशासन द्वारा इसे आदेश से विस्थापित कर दिया गया था। इसके अतिरिक्त, क्षेत्रीय जेट और छोटे अल्प्यूटर विमान नियम पर आश्रित नहीं होते हैं, क्योंकि एफएए उन्हें ईंधन-टैंक विस्फोट के लिए उच्च संकट में नहीं मानता है।

एफएए ने आगमी 49 वर्षों में कार्यक्रम का व्यय यूएस $ 808 मिलियन होने का अनुमान लगाया, जिसमें उपस्थिता बेड़े को वापस करने के लिए यूएस $ 313 मिलियन सम्मिलित हैं। मध्य-वायु में विस्फोट करने वाले बड़े विमान से होने वाली अनुमानित US$1.2 बिलियन व्यय की तुलना इसने इस व्यय की थी। प्रस्तावित नियम ऐसे समय में आया जब अमेरिकी एयरलाइनों की लगभग आधी क्षमता उन वाहकों पर थी जो दिवालियापन में थे।

आदेश उन विमानों को प्रभावित करता है जिनकी एयर कंडीशनिंग इकाइयों में गर्म होने की संभावना होती है जिसे सामान्य रूप से रिक्त केंद्र विंग ईंधन टैंक माना जा सकता है। कुछ एयरबस A320 और बोइंग 747 विमानों को शीघ्र कार्रवाई के लिए रखा गया है। नए विमान डिजाइनों के संबंध में, एयरबस A380 में केंद्र विंग ईंधन टैंक नहीं है और इसलिए छूट दी गई है, और बोइंग 787 में ईंधन टैंक सुरक्षा प्रणाली है जो पूर्व से ही प्रस्तावित नियम का अनुपालन करती है। एफएए ने कहा है कि गत 16 वर्षों में चार ईंधन टैंक विस्फोट हुए हैं- दो भूमि पर, और दो वायु में और यह इस तथ्यांक पर आधारित है और एफएए के अनुमान पर है कि ऐसा विस्फोट प्रत्येक 60 मिलियन घंटे में होगा। उड़ान के समय में, लगभग 9 ऐसे विस्फोट आगमी 50 वर्षों में होने की संभावना है। एफएए ने कहा कि अक्रिय प्रणाली संभवतः उन 9 संभावित विस्फोटों में से 8 को अवरोधित कर सकता है।

अक्रिय प्रणाली नियम के प्रस्तावित होने से पूर्व, बोइंग ने कहा कि वह 2005 के प्रारम्भ में स्वयं के द्वारा निर्मित एयरलाइनर्स पर अक्रिय प्रणाली स्थापित करेगा। एयरबस ने तर्क दिया था कि उसके विमानों की विद्युत वायरिंग ने अक्रिय प्रणाली को अनावश्यक उपयोग बना दिया था।

, एफएए के निकट ऑन बोर्ड अक्रिय प्रणाली के मानकों को पुनः विस्तृत करने के लिए अपूर्ण नियम था। ईंधन टैंक को अक्रिय करने के लिए अन्य व्यक्तियों द्वारा नई तकनीकों का विकास किया जा रहा है:


 * 1) ऑन-बोर्ड अक्रिय गैस उत्पादन प्रणाली (ओबीआईजीजीएस) का परीक्षण 2004 में एफएए और नासा द्वारा किया गया था, जिसका सिद्धान्त 2005 में एफएए द्वारा अंकित किया गया था। यह प्रणाली वर्तमान में C-17 सहित कई प्रकार के सैन्य विमानों द्वारा उपयोग में है। यह प्रणाली सुरक्षा का वह स्तर प्रदान करती है जिसके चारों ओर प्रस्तावित एफएए नियमों द्वारा मानकों में प्रस्तावित वृद्धि लिखी गई है। इस प्रणाली के आलोचक सेना द्वारा रिपोर्ट किये गए उच्च अनुरक्षण व्यय का उदाहरण देते हैं।
 * 2) तीन स्वतंत्र अनुसंधान और विकास व्यवसायों ने एफएए और एसबीए द्वारा अनुसंधान और विकास अनुदानों के उत्तर में नई तकनीकों का प्रस्ताव दिया है। इन अनुदानों को ऐसी प्रणाली विकसित करना है जो ओबीआईजीजीएस से उत्तम है, जो अक्रिय विधियों को परिवर्तित कर सकती है। इनमें से किसी भी दृष्टिकोण को सामान्य वैज्ञानिक समुदाय में मान्य नहीं किया गया है, न ही इन प्रयासों ने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उत्पादों का उत्पादन किया है। सभी व्यवसायों ने प्रेस विज्ञप्तियां प्रचलित की हैं या गैर-सहकर्मी समीक्षित वार्ताएं प्रदान की हैं।

अन्य प्रकार
ईंधन टैंकों को अक्रिय करने के लिए वर्तमान उपयोग में अन्य विधि शीर्षस्थान प्रणाली है। एफएए ने निर्णय किया है कि शीर्षस्थान प्रणाली का अतिरिक्त भार विमान क्षेत्र में कार्यान्वयन के लिए इसे अव्यावहारिक बना देता है। कुछ अमेरिकी सैन्य विमान अभी भी नाइट्रोजन आधारित फोम अक्रिय प्रणाली का उपयोग करते हैं, और कुछ कंपनियां रेल परिवहन मार्गों पर रिक्त प्रणाली के साथ ईंधन के कंटेनर भेजती हैं।

यह भी देखें

 * विलयन (समीकरण)
 * टीडब्ल्यूए फ्लाइट 800
 * ऑक्सीजन रिडक्शन प्रणाली
 * टैंक ब्लैंकेटिंग
 * रिक्त फाइबर झिल्ली

स्रोत

 * एफएए टू ऑर्डर लॉन्ग-डिलेड फिक्स टू कट एयरलाइनर फ्यूल-टैंक डेंजर, वॉल स्ट्रीट जर्नल, 15 नवंबर 2005, पृष्ठ D5
 * एफएए टू ऑर्डर लॉन्ग-डिलेड फिक्स टू कट एयरलाइनर फ्यूल-टैंक डेंजर, वॉल स्ट्रीट जर्नल, 15 नवंबर 2005, पृष्ठ D5

बाहरी संबंध

 * Hollow Fiber Gas Separation