机舱如何增压?

由:Patrick j . Kiger|

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飞机上的机舱压力是乘客们在开始耳鸣或发生紧急情况时才会真正想到的。思想库/盖蒂图片社

早在20世纪30年代,航空制造企业波音公司发明了一种新的客机型号307实景,其中有一个改变游戏规则的创新。它配备了一个加压舱,这使得飞机在高空更快速、更安全地飞行,不会给乘客和机组人员带来困难足够的氧气呼吸20,000英尺(6096米)的稀薄空气。

从那时起,机舱增压已经成为我们大多数乘坐飞机的人可能认为理所当然的技术之一。

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机舱增压效果非常好,以至于乘客几乎注意不到它,部分原因是它会在飞机爬高时逐渐调整飞机内部的气压,然后在下降过程中再次调整,解释道卡盘装角.他是航空维修科学系的副教授德航空大学在此之前,他在达美航空公司(Delta Airlines)担任了18年的机械师和维修教练。

“这并不是一个非常复杂的系统,”霍宁说。他解释说,尽管电子计算机控制的出现使其更加精确,但基本技术几十年来基本保持不变。从本质上说,飞机利用了一些由喷气发动机压缩机吸入的多余空气。“发动机不需要所有的空气来燃烧,所以其中一些被抽走,用于空调和增压。”

来自压缩机的多余空气被冷却,然后泵入机舱。它由一个叫做空气舱压力控制器的设备调节,霍宁将其描述为“增压系统的大脑”。

“控制器会自动调节压力,”Horning解释道。“它从机组人员输入的信息中知道巡航高度是什么。它安排了加压过程,这样当飞机爬升,外部压力下降时,它就会发挥作用。”

霍宁说,给飞机施加过大的压力可能会使机身在爬升过程中承受过大的压差压力。为了避免这种情况,客机不会试图复制海平面上的气压。相反,在36000英尺(10973米)的巡航高度,大多数商用飞机模拟的气压是8000英尺(2438米)的高度,大约与美国科罗拉多州的阿斯彭。

波音787梦幻客机该飞机的机身采用超强碳纤维,能够在6000英尺(1829米)的高度将压力降至相当于空气压力的水平。“这样更好,因为随着机舱高度的升高,你血液中的氧气会减少,”霍宁解释道。“这就是为什么当你下飞机时,你可能会感到疲劳。”

霍宁说,需要增加多少空气来增压取决于舱室的体积。由于飞机的增压系统与空调系统协同工作,它也在不断地使空气在机舱内循环,其中一些再循环,其余的在从发动机压气机吸入新鲜空气时排出。

霍宁说,大多数飞机在3到5分钟内就能完全换气。

逐步加压是关键

客机在上升时必须小心地逐渐加压,在降落到目的地机场时也要小心地逐渐减压,因为人类对气压的变化非常敏感——这是任何曾经遭受过的痛苦飞机耳朵已经知道。这就是为什么空气增压系统有自动控制的原因之一。正如霍宁解释的那样,如果控制器出现故障,飞行员可以在下降过程中手动给飞机减压,但这对乘客和机组人员来说可能是一种不舒服的体验,因为很难用手熟练地完成。

空气增压系统还包含旨在防止事故发生的安全机制。如果舱内压力过高,正压释放阀就会突然打开,因为舱内泵入的空气太多了。这将缓解压力。还有一个负压阀,它可以保护飞机不受外部压力大于机舱内压力的变化的影响。(这可能发生在突然下降时,如Aerosavvy细节。)

“飞机不是为潜艇而设计的,”霍宁说。“它们被设计成内部压力高于外部压力。这就是为什么负压安全阀要灵敏得多。”因此,当你在一架正在下降的飞机上时,偶尔你真的会听到一声巨响。这是负压阀的作用。

霍宁指出,在飞行过程中减压失败的罕见情况下,还有其他安全措施。当压力下降到相当于海拔12000英尺(3658米)的高度时,会有一个传感器进行检测。这个开关会自动将氧气面罩放入机舱内,这样乘客就可以毫无困难地继续呼吸。在一些飞机上,氧气来自气瓶,而另一些则来自通过化学反应释放氧气的发电机。

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