Jak samoloty komercyjne utrzymują stały dopływ świeżego powietrza i jak awaryjne maski tlenowe dostarczają tlen, które nie są podłączone do żadnego zbiornika powietrznego

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-16 10:20

W większości nowoczesnych samolotów (Boeing 787 Dreamliner nie wytrzymuje), powietrze z zewnątrz jest "spuszczane" ze stopnia sprężarki silników turbinowych, a ostatecznie doprowadzane do przestrzeni pasażerskich. Jednak najpierw trzeba trochę przetworzyć, ponieważ sprężone powietrze jest bardzo gorące (na poziomie prawie 400 stopni Fahrenheita lub 200 stopni Celsjusza) na tym etapie. Tak więc przed wejściem do przedziału pasażerskiego, pozwala się mu najpierw rozszerzać i przepuszcza się przez wymiennik ciepła i układ obiegu powietrza, aby wystarczająco go ochłodzić. System ten może również działać jako podgrzewacz, przy czym część gorącego powietrza miesza się z ochłodzonym powietrzem, aby regulować temperaturę w kabinie.

Jeśli chodzi o powietrze znajdujące się już w kabinie, jest ono wypuszczane przez zawór odpływowy (lub wiele zaworów w większych samolotach), zwykle umieszczone w pobliżu tylnej części samolotu. (Zabawa Uwaga: Zanim zakazano palenia w komercyjnych statkach powietrznych, obszar wokół tego zaworu odpływowego był ogólnie barwiony ciemnobrązowo z dymu tytoniowego).

Ten zawór odpływowy otwiera się i zamyka automatycznie, aby utrzymać stałe ciśnienie wewnątrz kabiny, podczas gdy cały system zapewnia, że świeże powietrze jest ciągle doprowadzane do rurociągu i ostatecznie wydmuchiwane z samolotu. W rzeczywistości, podczas gdy wielu narzeka na samoloty pozornie "duszno", ten system zapewnia, że całe powietrze w samolocie jest całkowicie wymieniane średnio co 2-3 minuty. Tak, oznacza to, że twój samochód, dom lub biuro prawdopodobnie jest znacznie bardziej "duszny" niż komercyjny samolot lecący na wysokości 35 000 stóp.

(Uwaga: Boeing 787 Dreamliner nieco inaczej radzi sobie z ciśnieniem w kabinie, używając zmodernizowanej wersji starego, nieco nieefektywnego, elektrycznego układu sprężarki, który można zobaczyć na wielu starszych samolotach).

Niestety, czasami samoloty tracą ciśnienie w kabinie. Niezależnie od przyczyny, utrata ciśnienia (zwykle ustawiona przy ciśnieniach atmosferycznych powyżej 14 000 stóp) spowoduje pojawienie się masek tlenowych. Stąd użyteczna świadomość może trwać zaledwie 5-15 sekund, w zależności od pozostałego ciśnienia w kabinie, dlatego tak ważne jest natychmiastowe założenie maski zamiast wcześniejszej pomocy innej osobie. Możesz pomóc im o wiele lepiej, gdy nie jesteś nieprzytomny lub martwy.

Jak zatem działają te maski tlenowe? Okazuje się, że ekonomika posiadania centralnego zbiornika tlenowego do zapewnienia nawet awaryjnego tlenu dla pasażerów po prostu się nie sumuje. Podobnie, posiadanie niewielkich indywidualnych zbiorników ciśnieniowych z tlenem również nie jest możliwe. W rzeczywistości te maski nie są w ogóle podłączone do żadnego zbiornika lub linii lotniczej. Jak więc możesz oddychać przez nie przez tlen?

Nauka.

Chociaż projekty mogą się nieznacznie różnić, ogólnie rzecz biorąc, kiedy pociągniesz urządzenie, aby umieścić je na twarzy, holownik na smyczy maski zwalnia sprężynowy mechanizm, który uruchamia mały ładunek wybuchowy. (Tak.) Uzyskana iskra wyzwala mieszankę ołowianów i tetracenu w celu wytworzenia ciepła, które w końcu spowoduje reakcję chemiczną, która produkuje tlen dla twojej maski. (Dlatego właśnie każą ci pociągnąć maskę, żeby przepłynął tlen - musisz uruchomić ładunek wybuchowy, żeby wszystko działało.)

Zgadza się. To, co oddychasz przez maskę, nie zaczęło się jako czysty tlen. Zamiast tego samolot jest wyposażony w liczne małe chemiczne generatory tlenu (znane również jako "świece tlenowe", o wielkości małego pakietu piłek tenisowych), które zawierają mieszaninę głównie chloranu sodu (NaClO₃), mniej niż 5% nadtlenku baru (BaO₂) i mniej niż 1% nadchloranu potasu (KClO₄). Kiedy te substancje chemiczne są ogrzewane przez związek ołowiu i tetracen, każda z nich ulega reakcji, która ostatecznie powoduje, że przez rurkę przepływa przez ciebie pewna ilość przefiltrowanego, podtrzymującego życie tlenu.

Oczywiście możesz również poczuć delikatny, płonący zapach, ale nie ma się czym przejmować; to po prostu zapewnia, że system działa. W rzeczywistości, jeśli samolot jest rzeczywiście w ogniu, maski zwykle nie zostaną uruchomione, aby nie pogarszać ognia za pomocą dodatkowego tlenu.

Prowadzi nas to do pytania, dlaczego plastikowa torba na aparacie oddechowym niekoniecznie będzie nadmuchiwana podczas korzystania z urządzenia. Kosmetyczne worki służą nie tylko jako kosmetyk do przechowywania tlenu.Jeśli w ogóle nie bierzesz oddechu (i masz dobre uszczelnienie z maską ciasno przylegającą do twarzy), torba utrzymuje cenny, nieprzerwanie płynący tlen z ucieczki w cienkie powietrze wokół ciebie, umożliwiając więcej zebranego tlenu podjęte, kiedy robisz oddech. Kiedy tak się dzieje lub oddychasz z zaworami na masce, uwalniając większość zużytego powietrza, torba może zacząć się napełniać, gdy gromadzi się tlen. Kiedy zaczniesz oddychać, opróżni się.

Dlaczego więc nie zawsze nadmuchuje co najmniej trochę, żeby pokazać, że działa? Na początek możesz nie mieć doskonałej pieczęci z maską na twarzy, szczególnie jeśli masz zarost na twarzy. Umożliwi to łatwiejszy ucieczkę wytworzonego tlenu (i wydychanego powietrza). (Tak długo, jak maska jest w miarę bezpieczna na twojej twarzy, powinna ona zapewniać ci wystarczającą ilość tlenu, aby można go było dopuścić, o ile samolot nie leci powyżej 40 000 stóp, a pilot wykonuje swoją pracę i obniża samolot poniżej 10 000 stóp tak szybko, jak to tylko możliwe.)

Nawet jeśli masz dobre uszczelnienie, szybkość, z jaką generowany jest tlen, często nie wystarcza, aby w pełni napełnić torebkę masek, zanim weźmiesz głęboki, potencjalnie spanikowany oddech, opróżniając go. Jest tak po prostu dlatego, że wytwarzanie tlenu nie jest na żądanie (tak czy inaczej dla pasażerów), ale po prostu ciągły przepływ tlenu.

Pomimo potencjalnie powolnej produkcji, chemiczne generatory tlenu dostarczają tlenu w wystarczającym tempie, aby utrzymać pasażerów, ogólnie zaprojektowanych w taki sposób, że szczytowa produkcja tlenu zachodzi natychmiast (kiedy samolot może znajdować się na bardzo dużej wysokości), a tempo produkcji tlenu spada do ponad przebieg około 12-20 minut, zanim system sam się wypali.

Powinno to wystarczyć wystarczająco długo, aby lotnicy byli wystarczająco nisko, aby ciśnienie powietrza było wystarczająco wysokie dla (względnie) normalnego oddychania atmosferycznego. I jeśli kiedykolwiek byłeś Szczęściarz na tyle, aby być w takiej sytuacji, wiesz, że ci piloci mogą uzyskać samolot z wysokości np. ponad 35 000 stóp, aby alarmująco szybko uzyskać bezpieczniejszy klimat w nagłych wypadkach; chociaż może nie być dosłownie prawdziwa, to przynajmniej może wydać się jak kolejki górskie nie mają nic na nich, co jest dobre w tym przypadku.

Fakt premiowy:

Ze względu na sposób, w jaki system pracuje nad zwiększaniem ciśnienia w kabinie samolotu i utrzymywaniem stałego dopływu świeżego powietrza, poziom wilgotności jest bardzo niski, co powoduje, że bardzo szybko odwadnia się podczas lotów. Szczególnie w przypadku długich lotów ważne jest, aby pić dużo płynów. Ten wyjątkowo niski poziom wilgotności w połączeniu z niskim ciśnieniem w kabinie również zmniejsza poczucie i zapach nawet o 30%, dlatego też żywność lotnicza na ogół smakuje tak mdło. Aby spróbować to zrekompensować, wiele linii lotniczych zapewnia, że ich jedzenie jest o wiele silniej aromatyzowane lub przyprawione niż zwykle apetycznie.