可以这么说,飞机上的机舱压力是乘客们在耳朵开始发出“爆震声”或发生紧急情况之前不会去考虑的一件事情。
早在20世纪30年代,航空制造商波音公司(Boeing)就推出了一种新的客机波音307型,它是世界上第一种完全使用加压客舱且投入使用的客运飞机,当时这是一项改变游戏规则的创新。它配备了一个加压机舱,使飞机能够在“高于天气”的高度更快速、更安全地飞行,并且不会导致乘客和机组人员在20000英尺(6096米)的高空呼吸稀薄空气时难以获得足够的氧气。
从那时起,机舱增压似乎就成为我们大多数人觉得的理所当然的技术之一。通常来说机舱增压工作得非常顺畅,我们乘客几乎没有注意到它,部分原因是它在飞机爬升高度时逐渐调整飞机内部的气压,然后在下降过程中再次调整气压。
其实机舱增压这不是一个非常复杂的系统,虽然电子计算机控制的出现使其更加精确,但几十年来基本技术基本保持不变。从本质上说,飞机利用了喷气发动机中压缩机吸入的部分过量空气,而发动机不需要所有的空气进行燃烧,因此一些空气被排出并用于空调和增压。
来自压缩机的多余空气被冷却,然后被泵入座舱。它由一种称为空气舱压力控制器的装置进行调节,你可以理解为这是增压系统的大脑。
该控制器能自动调节增压。它从数据中知道机组进入的巡航高度。它安排增压,以便当飞机爬升和外部压力下降时,它开始工作。
当飞机爬升时,对飞机施加过大的压力可能会使机身承受过大的压差压力。为了避免这种情况,客机不会尝试复制海平面上的气压。相反,在36000英尺(10973米)的巡航高度,以波音飞机模拟8000英尺(2438米)高度的气压为例,(小知识:2438米是为了测试科罗拉多州的阿斯彭洛矶山脉平均海拔达2000-3000米)
需要添加多少空气来加压取决于座舱的容积。因为飞机的增压系统与空调系统一起工作,它也在不断地使空气在机舱内循环,使其中的一部分再循环,并在从发动机压缩机吸入新鲜空气时排出其余部分。
大多数飞机将在三到五分钟内完全交换机舱内的空气。
循序渐进的加压是关键飞机在上升时必须小心逐渐增压,而在下降到目的地机场时也必须小心逐渐降压,因为人类对气压的变化非常敏感——任何曾经患过飞机耳朵病的人都知道这一点。这就是空气加压系统具有自动控制的原因之一。
控制器出现故障怎么办?一般来说,这时候飞机驾驶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配合气压的改变。
空气增压系统还包含设计用于防止事故的安全机制。如果舱内压力过高,正压释放阀将弹出打开,因为驾驶室内泵送的空气过多,这将缓解这种压力。还有一个负压阀,它保护飞机不受外部压力大于机舱内部压力的变化的影响。
而且飞机不是设计成潜艇的,它们被设计成具有比外部更高的内部压力。这就是为什么负压安全阀更敏感。因此,当你在一架正在下降的飞机上时,偶尔你会听到巨大的气流。那是负压阀启动了
在飞行中减压失败的罕见情况下(比如飞机下降率过大),还有其他保障措施。许多客机有一个传感器可以检测压力何时下降到相当于海拔12000英尺(3658米)的高度。这个开关会自动将氧气面罩放入机舱,这样乘客就可以毫无困难地继续呼吸。在一些飞机上,氧气来自钢瓶,而另一些飞机则通过化学反应释放氧气的发电机获得氧气。
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