Как мы дышим в самолете

Как мы дышим в самолете?

Опубликовано 19.01.2020 · Обновлено 13.11.2021

Система кондиционирования самолета

Конечно-же это двигатели. А двигатели у нас на всех современных самолетах газотурбинные, они могут подразделяться на турбореактивные и турбовентиляторные, что собственно, без разницы по существу рассмотрения нашего вопроса. Подымаясь на борт самолета мы инстинктивно, проявляя естественный интерес, поворачиваем голову в сторону двигателя. Там мы видим огромное устройство – много таких лопаток, расположенных по кругу, под определенным углом у наконечника турбины. Вот это и есть первая ступень воздушного компрессора, в турбовентиляторных двигателях это еще и вентилятор, но сейчас мы не будем углубляться в эту тему. Вал турбины вращается, благодаря сгоранию авиационного топлива – керосина в форсунках камеры сгорания, горячие газы после сгорания в форсунках, своим давлением раскручивают турбинное колесо, которое и вращает вал турбины, причем очень-очень быстро. Ну а воздушный компрессор вращаясь всасывает воздух снаружи, благодаря своим лопаткам. Ступеней этого компрессора много и воздух сжимается все сильнее и сильнее, очень сильно растет его плотность, поступая в камеру сгорания. Этот процесс происходит и на больших высотах, где воздух очень разрежен. Ну а часть этого сжатого воздуха, по пути в камеру сгорания, отбирается в салон самолета, создавая избыточное давление в салоне, и для нормального дыхания пассажиров. Но перед этим воздушный поток проходит охлаждение и кондиционирование в кондиционерах, потому что, в канале турбины он уже разогревается до + 500 градусов, и подавать в салон воздух такой температуры конечно-же нельзя! Благодаря этому мы и дышим свободно, и чувствуем себя в нормальном атмосферном давлении. А вообще на высоте корпус самолета раздувается, ведь в салоне давление выше, чем снаружи. Удерживает избыточное давление в самолете и конструкция его корпуса, и установленный в хвосте — «гермошпангоут», он также подвижен, и при увеличении внутреннего давления, расширяется, при уменьшении, сжимается. Мы чувствуем избыточное давление, создаваемое двигателями, когда самолет уже герметичен, и выруливает на взлет, наши уши начинает сильно закладывать! Вот в принципе и все!

Источник

Откуда берется воздух в салоне самолета?

Современные гражданские авиалайнеры летают на высоте от 9 до 12 км над Землей. В этих слоях атмосферы воздух за бортом абсолютно разряжен: давление в три раза ниже привычного для человеческого организма (150-200 мм рт. ст.), количество кислорода составляет 7-8% против привычных 21% в приземных слоях атмосферы. Почти нет на такой высоте и влаги, поскольку в атмосферу она поступает, испаряясь с поверхности земли, и концентрируется на высоте до 3 км. Однако в салоне пассажиры совершенно не ощущают дискомфорта, что вызывает уместный вопрос о том, откуда в самолёте берётся кислород на такой высоте.

Очевидно, что возить с собой баллоны с кислородом – роскошь непозволительная. Особенно если знать о том, сколько его потребуется для перелёта даже на небольшое расстояние. Вдыхая, взрослый человек поглощает 0,0005 кубометра воздуха, в минуту он производит в среднем 18 вдохов, т. е. потребляет около 0,009 кубометра. Если в салоне находится 300 пассажиров, то в минуту им понадобится не менее 3 кубометров воздуха. При умножении этой цифры на несколько часов полёта становится ясно, что возить достаточный запас кислорода с собой невозможно, не говоря уже о его взрывоопасности.

Как работает система кондиционирования?

Проблема обеспечения пассажиров кислородом во время полета решается частично за счёт рециклинга, частично за счёт подкачки свежего воздуха извне.

Итак, воздух из-за борта засасывается при помощи специального механизма и подаётся во внутренний контур двигателя. Вот откуда в первую очередь берётся кислород в самолёте, летящем на большой высоте. Там он подвергается сильному сжатию, в результате чего его температура значительно повышается. Далее воздух подаётся в компрессор двигателя, где делится на две порции: одна смешивается с топливом и обеспечивает процесс его сгорания, другая (пропущенная через очистительные фильтры) подаётся в салон.

Однако в двигателе воздух нагревается до 500 °С, поэтому перед подачей в салон его необходимо охладить. Этот процесс происходит сначала в радиаторе, а затем в специальном холодильнике. В результате воздух охлаждается до +2 °С. Получается два потока – очень горячий и очень холодный. Дальше в дело вступает пилот. Именно он контролирует подачу горячего и холодного потоков в салон, смешивая их в нужной пропорции и обеспечивая таким образом не только достаточное количество кислорода для пассажиров, но и оптимальную температуру.

В случае, если в одном из двигателей начинается пожар, пилот имеет возможность блокировать поступление воздуха из этого двигателя внутрь, тем самым не допуская попадания дыма. Если в результате аварии количество кислорода в салоне резко снижается, срабатывает механизм выбрасывания кислородных масок и включается генератор кислорода. Газ вырабатывается в результате химической реакции. Однако на весь салон его хватит только на 10 минут. За это время пилот должен снизить самолёт до такой высоты, где люди могли бы дышать без масок.

Пять популярных мифов о вреде воздуха в салоне самолета

Теперь ты знаешь, откуда берётся кислород в самолёте, летящем на большой высоте и о том, что воздух внутри свеж, почти стерилен и абсолютно безопасен для здоровья. Единственным его недостатком является повышенная сухость. За бортом влаги и так почти нет, а пока воздух пройдёт через все ступени кондиционирования, он высушится ещё больше. Вот почему у многих пассажиров во время полета начинают слезиться глаза и чесаться кожа.

Источник

Откуда в салоне самолета, летящего на высоте 10 000 метров, берется кислород

Представьте, что вы удобно расположились в кресле самолета и наслаждаетесь полетом, мечтая о приближающемся отпуске на морском берегу или о встрече с близкими. А для того, чтобы вам было удобно и комфортно, так же как и на земле, в авиалайнерах предусмотрены специальные системы, отвечающие за качество воздуха в салоне.

Пассажирские самолеты летают на высоте от 9 до 12 тысяч метров. Все зависит от модели, поскольку у каждой из них есть своя «идеальная» высота, на которой лайнер расходует минимальное количество топлива и испытывает небольшое сопротивление. После того, как самолет взлетел и набрал высоту, он оказывается в атмосферном воздухе, параметры которого сильно отличаются от таковых у поверхности. Того воздуха, который есть в салоне, хватает примерно на 15-20 минут полета, а дальше в нем падает содержание кислорода и им становится невозможно дышать. Но для того, чтобы добавить свежего воздуха в салон, не получится просто открыть для проветривания люк. Дело в том, что содержание кислорода на такой высоте уменьшается до 7-8%, в то время как внизу этот показатель равен 21%. А атмосферное давление за бортом (второй не менее важный показатель воздуха) снижается до 170-250 мм. рт. ст., вместо привычных для нас 740-760 мм. рт. ст.

Но с увеличением высоты даже при неизменном процентном соотношении компонентов воздуха парциальное давление кислорода падает, что приводит к общему снижению уровня кислорода в крови человека, да и любого другого живого существа. Поэтому недостаточно просто обогатить атмосферный воздух кислородом, необходимо привести в норму и давление.

Для обеспечения комфортных условий во всех авиалайнерах работает специальная система кондиционирования воздуха. Система забирает воздух, который находится за бортом и сжимает его с помощью компрессоров. Благодаря этому плотность кислорода в нем повышается до приемлемых значений. Одновременно с этим происходит выравнивание параметров температуры до комфортного уровня.

Что касается давления, то в салоне авиалайнера поддерживается более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта. Как правило, это 600-650 мм. рт. ст., что соответствует высоте 1300-1800 метров над уровнем моря. Считается, что это нижняя граница комфортного для человека атмосферного давления воздуха.

Но у системы кондиционирования есть один существенный недостаток: воздух, попадающий в салон, слишком сухой. Разреженный в атмосфере, он содержит меньше влаги, а при доставке в салон осушается дополнительно. Делается это для того, чтобы в патрубках системы кондиционирования не намерзал лед, который может привести к ее закупорке. Поэтому некоторые пассажиры испытывают постоянную жажду во время полета, а также жалуются на сухость в глазах и горле.

Источник

Чем мы дышим в самолете: специалисты развенчали популярные мифы

Миф первый: В самолете совсем нет свежего воздуха

Как бы удивительно это ни звучало, но в салоне самолета, летящего на высоте 10 км, есть свежий воздух! Если быть совсем точными, то воздух в салоне представляет собой смесь свежего воздуха, поступающего извне, и рециркулируемого воздуха салона в пропорции примерно 50% на 50%. Свежий воздух поступает в салон через компрессор двигателя, где температура достигает порядка 200-250 градусов. Естественно, таким горячим воздухом дышать невозможно, поэтому его нужно охладить до комфортной температуры. Именно с этой задачей справляются турбохолодильники. Когда свежий воздух охладился, он отправляется в смеситель, где смешивается с рециркулируемым воздухом перед подачей в салон.

Миф второй: Мы дышим одним и тем же воздухом на протяжении всего полета. Разница лишь в том, что он постоянно прогоняется через систему кондиционирования

Это далеко от истины. Воздух в салоне самолетов полностью обновляется каждые 2-3 минуты. Именно так работает система кондиционирования, которая постоянно смешивает свежий воздух с рециркулируемым. Каждые две-три минуты часть использованного воздуха выводится из самолета, часть отправляется на повторную очистку и рециркуляцию в систему кондиционирования, после чего она опять смешивается со свежим воздухом и подается в салон. Для сравнения, в офисных помещениях замещение воздуха происходит каждые 20 минут. Так что пассажиры самолета, подчеркивают в Airbus, дышат гораздо более чистым и свежим воздухом, чем офисные сотрудники бизнес-центра.

На самом деле, воздух в самолете практически стерильный, ведь система кондиционирования самолета изначально была спроектирована таким образом, чтобы пассажиры дышали в полете исключительно чистым воздухом. Все современные самолеты оснащены высокоэффективными HEPA-фильтрами, которые удаляют до 99,97% всех частиц (даже размера микро- и нано-), включая бактерии и вирусы.

По своему действию и эффективности HEPA-фильтры эквиваленты защитным маскам высокого класса защиты (FFP2 и FFP3). Именно эти фильтры используются в больницах, в том числе и в операционных. HEPA-фильтры являются самыми эффективными фильтрами для очистки воздуха от патогенной среды на сегодняшний день. Так что можно не бояться: система фильтрации воздуха в самолете не дает шансов патогенной среде.

Интересный факт: компания Airbus проводила специальные исследования и замеры качества воздуха до полета и после него, используя испытательный самолет А340. Оказалось, что после полета воздух в салоне самолета был намного чище, чем до него.

Миф четвертый: Если пассажир сзади стоящего кресла чихает, то я обязательно заражусь, ведь все его микробы попадут на меня

Распределение воздуха в салоне в поперечном направлении считается более безопасным, чем в продольном, поскольку это препятствует распространению вредных частиц и вирусов между соседними рядами и создает дополнительный комфорт для пассажиров (позволяет избежать сквозняков). Эффективность такого распределения воздуха была доказана в ходе многочисленных испытаний, проводимых Airbus в специальной научной лаборатории в Гамбурге, где испытывают перспективные системы для пассажирских салонов.

Существуют определенные регламенты по замене HEPA-фильтров, что является неотъемлемой частью технического обслуживания самолета. Эти регламенты обязательны к выполнению, как и любые другие виды технических работ. Ведь безопасность в авиационной отрасли превыше всего как для авиапроизводителей, так и для авиакомпаний.

Источник

Дышать без кислорода: откуда берется воздух в салоне самолета

МОСКВА, 19 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. Средняя высота полета пассажирского самолета составляет 9-12 тысяч метров. Воздух в этой части атмосферы уже значительно разрежен, а его температура ниже минус 45 0 С. Тем не менее в салоне лайнера условия всегда относительно комфортные. Обусловлено это не только хорошей изоляцией, но и сложной системой, позволяющей преобразовывать воздух за бортом в пригодный для дыхания. И все же, если разобраться, созданные условия не совсем соответствуют привычной земной атмосфере.

В самом начале эры авиации воздушные суда делали полностью герметичными, но за счет сильной разницы давлений внутри и вне самолета металл растягивался, что приводило к разрушению конструкции. Поэтому на данный момент в салоне поддерживают более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта.

Однако слишком малое сжатие воздуха в салоне может доставлять пассажирам сильный дискомфорт за счет уменьшения силы, с которой кислород давит на стенки сосудов. Высота 2500 метров соответствует верхней точке давления, когда кровь еще нормально насыщается кислородом, а человек не испытывает головной боли, одышки, тошноты и сильной усталости. Чаще всего при полете поддерживается давление, соответствующее высоте 1300-1800 метров, то есть 600-650 миллиметров ртутного столба.

При вдохе взрослый человек потребляет в среднем 0,0005 кубического метра воздуха. В минуту мы совершаем в среднем 18 дыхательных циклов, перерабатывая за это время 0,009 кубического метра воздуха. Кажется, что это немного. Но салон лайнера рассчитан в среднем на 600 пассажиров, следовательно, в минуту им всем требуется уже 5,4 кубического метра воздуха. Воздух постепенно «загрязняется», содержание кислорода в нем падает и через некоторое время дышать станет просто невозможно. Следовательно, для комфорта (а в целом для поддержания жизнедеятельности) пассажиров необходим приток свежего воздуха в салон.

Источник