飛機在萬米高空飛行時,機艙又是密閉式,飛機上的氧氣是如何來的?

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歡迎關注兵器知識譜,今天我們來聊一聊關於飛機供氧的話題。飛機不管是密閉的增壓倉還是“敞篷”式開放座艙;不管是在萬米高空還是在千米中空,都需要供氧系統為載員實施供氧。

而供氧系統則是依靠飛機的製氧機或者自身攜帶的氧氣儲存罐進行供氧,製氧機是從外部抽取空氣進行製氧;飛機自身攜帶的氧氣儲存罐的氧氣是事先充裝好的液態氧,在飛行過程中打開閥門就可以直接向艙內供氧。

比如世界上第一種採用增壓倉設計的飛機——B-29“超級空中堡壘”轟炸機,它的駕駛艙就是密閉式的艙室,艙門一旦關閉就與外界完全隔絕了,而供氧系統就是使用氧氣儲存罐進行供氧的。

起飛前需要打開氧氣儲存罐向艙內加壓,因此B-29轟炸機的機組成員在10多個小時的飛行中是不需要佩戴氧氣罩的,即使飛行高度達到10000米的高空飛行,機艙內的氣壓也能保持0.6個大氣壓值(地面上是1個大氣壓值),現代大型客機依舊採用與B-29轟炸機相同的供氧方法。

而現代戰鬥機則是通過製氧機為飛行員供氧,即機載製氧系統,製氧機的製氧氣源來自飛機外部,入氣口通常設置在發動機壓縮機內,以分子篩或者膜分離技術從壓縮空氣中獲得氧氣,然後通過供氧管道為機艙加壓和直接從氧氣罩為飛行員供氧,下面我們就來學習機載供氧系統的相關知識。

▼下圖為世界上第一種採用增壓艙的飛機——B-29轟炸機,它採用氧氣罐供氧系統為增壓倉中的載員實施供氧。

機載製氧系統的供氧原理

機載製氧系統主要由氣源部分、製氧部分、供氧部分、備用氧部分、控制部分等組成。

氣源部分的作用是將來自發動機壓氣機的壓縮空氣進行降溫和降壓處理,並且除去空氣中的水和雜質。

製氧部分是通過分子篩或膜分離製氧裝置,採用變壓吸附方法分離出氧氣、氮氣等氣體,氧氣加壓後輸入飛機的氧氣調節器,其它氣體排出機外。

供氧部分是根據切換條件,將製氧部分產生的氧氣和備用氧進行切換,依照供氧規律供飛行人員呼吸用。

控制部分則是利用氧分壓傳感器裝置及自動控制系統,自動控制輸出氧氣濃度及氧氣壓力。

我們分別來了解應用最廣泛的分子篩製氧法和膜分離製氧法的機載製氧系統工作原理:

分子篩製氧系統

分子篩製氧系統(OBOGS)採用的主要技術是20世紀70~80年代發展成熟的變壓吸附製氧法(PSA),它基於分子篩對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。

機載分子篩式製氧機一般採用加壓吸附常壓解吸(HP)方法,由兩隻吸附塔分別進行相同的循環過程,從而實現連續供氣。

分子篩是一種晶狀鋁硅酸鹽,其原子按一定的形狀排列,基本結構單元是四個氧陰離子圍繞一個較小的硅或鋁離子而形成的四面體。

製氧過程是這樣的:從發動機裡抽取的壓縮空氣由進氣閥進入裝有分子篩的吸附腔→空氣中的氮氣、二氧化碳等被分子篩吸附→向富氧罐罐輸入篩出的氧氣。

比如法國EROS公司為“陣風”戰鬥機研發的13X型分子篩式製氧機就使用了晶狀硅酸鹽分子篩,該型製氧機總重量僅為11.6Kg,能為座艙提供0.15~0.68MPa壓力的氧氣供應。

膜分離製氧系統

膜分離製氧系統是通過分離空氣製取高濃度氧氣來滿足供氧需要,製氧原理是利用高分子有機聚合膜滲透選擇性,從氣體混合物中分離出富氧氣體 。

製氧過程是這樣的:第一步、抽取空氣,即氣源部分從發動機的壓氣機中抽取壓縮空氣通往製氧機的膜分離器當中;

第二步、為膜分離器加壓,即以一定的分高壓比做為膜分離器分離空氣的動力,壓力不低於50KPa,當壓縮空氣通過膜的分離後可獲得濃度約為81~85%的富氧氣體;

第三步、儲存富氧氣體,通過空氣壓縮機將分離後獲得的富氧氣體進行壓縮,然後儲存在壓縮空氣罐內,當壓力達到設計值以後即可對機艙實施供氧。

比如某型飛機容量為1立方米的壓縮空氣罐,當壓力達到0.2MPa以後即可滿足供氧要求;當壓力達到0.88MPa以後製氧機停止製氧;當壓力低於0.2MPa以後製氧機自動啟動製氧。

機載製氧技術不僅大大延長了飛機的續航時間,還降低了後勤保障難度,減小了代償損失,是飛機供氧系統的一次革命。

▼下圖為某型國產家用分子篩製氧機,它的製氧和供氧原理與飛機供氧系統基本相同,高分子材料技術的發展促進了製氧機技術的發展。

氧氣罐機載供氧系統的供氧原理

相對於製氧系統而言,使用氧氣罐實施供氧的機載供氧系統的供氧原理就十分簡單了,說白了就是打開氧氣罐的閥門為機艙直接供氧(就是這麼簡單粗暴)。

飛機氧氣罐供氧系統的供氧過程是這樣的:第一步、罐裝液態氧,製氧廠備制純度為90%的純氧,經過多次加壓以後製成液態氧,然後通過加氣車向飛機內的氧氣罐注入液態氧,內儲存的氧氣壓力達到12~15Mp左右即表示罐裝結束。

第二步、供氧,當飛機艙內需要供氧時,飛行員打開供氧系統的供氧按鈕,氧氣罐開始向供氧系統釋放純氧為機艙加壓。

第三步、供氧控制,當氧氣罐的壓力低於0.2MPa時,供氧系統控制部分將會自動切斷機艙加壓路線,轉而向氧氣罩線路實施精準供氧;當氧氣罐壓力低於0.11MPa時,供氧系統全面停止供氧。

由於氧氣罐供氧是不可持續的,因此氧氣罐供氧系統只做為飛機的應急供氧或備份供氧使用,比如A380客機在滿載的情況下氧氣罐供氧系統只能為機艙持續加壓20分鐘;F-22隱身戰鬥機的氧氣罐供氧系統只能為機艙加壓5分鐘。

關於飛機氧氣罐供氧系統的供氧原理體現得最具代表性的是一起航空事故,即塞浦路斯太陽神航空公司522號航班事故。

事故原因是該航班飛行員將供氧系統的按鈕打在“手動”檔上,造成製氧機無法自動啟動。當飛機飛行到9000米高空後製氧系統檢測到艙內壓力已降低至0.2MPa以後自動啟動應急供氧系統,氧氣罐開始釋放純氧為機艙加壓。

20分鐘後艙內壓力達到0.6MPa的正常氣壓值,但是這也意味著應急供氧系統中氧氣罐內的液態氧壓力已經將至0.11MPa,供氧系統隨即自動停止為機艙加壓。

10分鐘後艙內氧氣逐漸耗盡,艙壓再次下將至0.2MPa,供氧系統自動釋放乘客座位上方的氧氣面罩,開始實施精準供氧。

然而此時飛機上115名乘客和6名機組成員已經缺氧昏迷,而且氧氣罐裡的氧氣只剩下0.11MPa的壓力,精準供氧只能持續15分鐘。

當氧氣罐內僅剩的氧氣全部耗盡以後機艙徹底失壓(失壓的意思是氣壓基本為0),乘客和機組成員全部在昏迷中缺氧死亡,然而飛機卻在自動駕駛模式中繼續飛行,直到然後耗盡後於希臘境內墜毀。

▼下圖為進入希臘領空後在兩架希臘空軍F-16戰鬥機伴飛下的塞浦路斯太陽神航空公司522號航班,機型為波音737-300客機,當戰鬥機抵近觀察時發現機內121名載員全部不省人事,而事實上在進入希臘領空前他們就已經在失壓的機艙內全部死亡了,可見機載供氧是一件容不得半點馬虎的事,事後所有大型客機都做了相關改進,比如機載供氧系統在非自動狀態下飛機無法打開自動駕駛功能。

飛機必須使用供氧系統為載員實施供氧的原因

在多數讀者的印象中似乎只有在萬米高空飛行的增壓倉飛機才需要機載供氧系統進行供氧,然而事實上任何一種飛機都需要都需要供氧系統,包括滑翔機!


原因在於飛機上的載員並不是只在空氣稀薄的高空才會缺氧,在某些特定飛行狀態下,幾百米的低空同樣會出現缺氧,比如在做爬升或者俯衝等高機動動作時,這個時候飛行員需要承受巨大的過載,必須吸入純氧才能防止因腦部缺氧而暈厥。

我們以二戰時期的P-51“野馬”戰鬥機為例:該型戰鬥機正常情況下最大飛行速度為708千米/小時,是人類史上飛行速度最快的螺旋槳飛機。

而P-51“野馬”戰鬥機的對手是德軍裝備的梅塞施密特Me262噴氣式戰鬥機,它是人類歷史上第一種噴氣式戰鬥機,最大飛行速度為870千米/小時。

P-51“野馬”戰鬥機在與梅塞施密特Me262噴氣式戰鬥機對決時為了彌補速度上的劣勢,飛行員常常需要先爬升到3000米中空,然後以俯衝的形式在短時間內將飛機加速到780千米/小時。

這時候飛行員在沒有抗負荷服的情況下需要承受巨大的負過載,全身血液無法向腦部供氧,如果沒有純氧供飛行員呼吸,那麼在俯衝過程中飛行員就會因此暈厥。

為飛行員提供純氧呼吸服務的正是機載供氧系統,只不過二戰時期高分子材料技術尚不發達,還沒有具備“在線”為飛行員製氧能力的製氧機,供氧完全依賴氧氣罐進行,當飛行員需要供氧系統實施供氧時只需要用手去搬動機艙內的氧氣管道閥門即可(確實粗暴簡單)。

高分子材料技術制約著製氧機技術的發展,而製氧機技術的發展則制約著洲際航空技術的發展,這也是二戰時期人類只有遠程轟炸機而沒有遠程客機的原因。

遠程轟炸機的機組成員最多8人,假設儲存一立方米的液態氧就足夠機組成員10小時的飛行供氧;但是載員人數一旦達到80人,那麼一立方米的液態氧就只夠飛1個小時了,可見限制人類遠距離飛行更多的原因並不是飛行技術,而是供氧技術,航天技術的發展同樣如此。

綜上所述我們可以得出這樣的結論:第一、飛機上的氧氣來自於機載供氧系統,而機載供氧系統則分為氧氣罐儲存液態氧供氧系統和製氧機供氧系統,氧氣罐儲存液態氧供氧系統的氧氣來自氧氣罐儲內向外輸出的純氧;製氧機供氧系統的氧氣來自噴氣式發動機內的壓縮空氣。

第二、氧氣罐儲存液態氧供氧系統受儲存罐容量的限制,供氧不具備可持續性,因此只做為飛機的應急或者備份供氧系統;製氧機供氧系統是通過高分子材料過濾壓縮空氣獲得富氧氣體,具備持久供氧能力,是飛機的主要供氧系統。

文章最後我們再來解答一個困惑廣大讀者的問題——現代戰鬥機的載員不超過2個人,且滯空時間一般不超過4個小時,為什麼不使用結構簡單而且絕對可靠的氧氣罐儲存液態氧供氧系統,卻非要用複雜且存在風險的製氧機供氧系統呢?

其實原因很簡單:現代戰鬥機搭載著大量的電子設備,而氧氣罐儲存液態氧供氧系統的供氧方式主要是純氧供氧,純氧是一種助燃性極好的氣體,一旦電子設備在純氧加壓的座艙中打火或者戰鬥機中彈起火,那麼飛機將會迅速燃燒,飛行員可能連跳傘逃生的機會都沒有!這也是現代戰鬥機的應急供氧系統只提供5分鐘供氧的原因。

▼下圖為日本空自裝備的一架F-35J隱身聯合攻擊機,它於去年4月9日進行飛行訓練時墜毀,墜毀原因是該型戰機的機載製氧機出現供氧故障,飛行員缺氧暈厥後飛機失控墜毀。


兵器知識譜


我們大部分人都坐過飛機,當飛機飛行在萬米高空的時候,我們呼吸的氧氣其實是來自飛機外面的高空之中。


飛機機艙不是密封的嗎?我們怎麼可能呼吸高空的氧氣呢?

這裡給大家介紹一下民航客機的客艙氧氣系統:發動機引氣

大型民航客機的渦輪噴氣發動機除了提供飛行的動力,還能夠“引入”熱壓縮空氣,熱壓縮空氣是由發動機內部的風扇葉片壓縮而成,大部分作為動力,一部分則被“引入”飛機內部。


熱壓縮空氣被“引入”後由熱交換器進行降溫,達到我們感覺舒適的溫度和密度,然後經過過濾之後進入客艙內的空調循環系統,供乘客和空乘人員正常呼吸。




大家一定覺得機艙內部是個大悶罐吧,如果有人打嗝放屁,大家就要跟著聞一路!其實並不是這樣的,正是因為飛機客艙內的空氣來自外界,可以循環,所以機艙內的空氣在5至10分鐘之內就會被換新一遍。在飛機客艙後面有一個氣閥,能夠將用過的空氣排出機艙。

所以,儘管我們乘坐的飛機在高空飛行,機艙也是密封的,但是我們卻能夠呼吸萬米高空的新鮮空氣,客艙內的氧氣來自飛機外面,沒想到吧!

上面介紹的是在正常情況下大型民航客機機艙內的氧氣來源,如果發生突發情況,座位上方釋放的氧氣面罩的氧氣是有化學氧氣發生器產生的,駕駛艙的飛行機組則有有氧氣瓶提供的應急供養系統。當然啦,這些平時都是用不上的。

最後要說一下,大家或許都認為高空空氣稀薄,無法呼吸。其實一萬米高空的氧氣含量和我們在地面上呼吸的空氣中氧氣含量是一樣的,都是20.9%,只不過因為高空的空氣密度低,所以氧氣絕對量少,人類無法正常呼吸。

圖片來自網路,侵刪


古生物探索


航空專業的同學來回答一下這個專業問題。

確實,在很多人的印象中,客機的機艙就是一個密封的大罐子,外面的氣體進不了機艙裡面,機艙裡面的氣體也跑不到外面,那麼機艙裡面那麼多的乘客呼吸的氧氣是怎麼來的呢?

首先,我們知道,即便是飛在萬米高空,大氣中仍然是有氧氣的。

如下圖所示,是大氣壓與海拔高度之間的關係。實際上,即便是飛機飛得很高,周圍的環境中仍然有氧氣,只是氧氣的含量低了很多,氣體溫度也非常低,所以飛機只要通過適當的方法把周圍大氣中的空氣壓縮、加熱一下就可以用來供給機艙內的乘客呼吸。

那麼飛機是如何給氧氣加壓、加溫的呢?這就要看飛機的心臟——航空發動機的了。

飛機的發動機中幾乎都會有“壓氣機”這個部件【如下圖所示】,看到這個名字就知道了,這個部件是用來給氣體加壓的。稀薄的空氣通過了這個部件之後,氣壓會上升,一定體積的氣體內含氧量也會增加。

同時,壓氣機在給空氣增壓的同時,還會讓氣體的溫度升高。所以飛機外低溫、少氧的氣體經過這麼一處理之後,就變成了高溫、富氧的氣體,這個時候用一定的方式把這些氣體導入到機艙中,自然就可以讓機艙內的乘客呼吸了。

如下圖所示,就是連接飛機發動機與機艙的導管。我們在飛機上呼吸的空氣就是飛機發動機源源不斷從外面環境中吸收後“加工”出來的。

當然了,這些直接從發動機中導出來的氣體不能直接排放到機艙中【因為這些氣體的溫度還是會過高】,需要經過複雜的空氣處理系統處理之後才能夠排放入機艙中去。如下圖所示,就是這套空氣處理系統。

有些時候我們會在一些老舊的飛機機艙中聞到濃重的煤油味,實際上就是這條與外界聯通的管路一不小心混進去少量的煤油而產生的。

所以說,飛機的發動機真的是勞動標兵,不光要給飛機提供推力,還要用力吸氣供給機艙內的氧氣,甚至於還要作為發電機提供整個飛機的電力,所以難怪要把飛機發動機稱為發動機的“心臟”。


航小北的日常科普


萬米高空,就是距離地面10公里的高空,這裡通常就是我們所說的對流層頂部,屬於平流層。

平流層因為氣流平穩,不存在大氣上下對流,非常適合民航飛機的飛行,不容易產生顛簸,有利於乘客保證乘客舒適的飛行體驗和保障飛行安全。

簡單理解,飛機通常大部分時間都是在雲上飛行,這裡大氣稀薄,人類如果直接暴露在該環境下,很快就會窒息死亡。但飛機不一樣,通常的民航飛機,機艙實際上也並非嚴格密閉。

為保證機艙內氧氣供應正常,民航飛機從一開始就有了一個被稱為空氣循環機的重要系統,發展到在今天,只要飛機運行正常,你吸入的通過這個系統的空氣,甚至比通過自家的空調更加乾淨舒適。



具體的過程就不說了,簡單來說,這個系統要做的就是:通過發動機將稀薄的大氣吸入,用壓氣機加壓後分配給系統中的空調組件,然後一系列的降溫混合等操作。

然後通過飛機兩邊的天花板中的管道,將舒適(較冷)的空氣放入客艙,供給乘客呼吸,最後從兩側的底部格柵中流出,形成一個循環系統。


一般來說,對流層的頂部,儘管空氣已經很稀薄了,但空氣中氧氣的佔比,與低層大氣相比變化並不大,仍然是21%左右,這也是發動機能正常點火工作的重要原因。因為整個空氣都是經發動機流入的,空氣循環機的正常工作,也就依賴於發動機的正常工作了

所以如果飛機遇到異常天氣,或者其他突發情況,發動機不正常,或者是需要滿功率工作,空氣循環機就無法得到充足的空氣,就會導致機艙內缺氧,這時候飛機內隱藏懸掛的氧氣袋,還有儲備的氧氣罐就能當做救急用了。

所以,乘客不用太擔心高空缺氧的問題了。


科學新視野


大家都知道在萬米高空,空氣稀薄。飛機在萬米高空飛行,外部氣壓和溫度非常低,為了保證乘客安全,機艙都是密封的。不過,機艙內的氧氣還是從飛機外面來的,飛機高空飛行時,通過發動機帶動壓縮機把空氣壓縮,提高氣壓到和地面一樣的水平,經過濾後輸送進機艙,再通過排風口排出去,實現循環。



除此以外,飛機還配備一套應急氧氣系統,以便機艙失壓燈特殊情況下,為乘客提供氧氣,這是安全保障措施的一種,也是機械增壓供氧的備份 。在正常情況下,還是用機械裝置給機艙供氧。



現代飛機的飛行高度都很高,所以機艙基本都是增壓的,以達到和地面一樣的氣壓,保證駕駛人員和乘客的安全。


科技流隊長


萬米高空空氣稀薄沒錯,但並不是沒有氧氣。空氣稀薄沒關係,只要壓縮後供給客艙就可以保證足夠呼吸的含氧量。

發動機運轉的時候不斷吸入外界空氣,通過多級壓氣機的壓縮,達到高溫高壓進入燃燒室。而一部分壓縮後的高溫高壓空氣並沒有進入燃燒室燃燒,而是通過引氣活門和管路,被導入飛機的空調系統,再經過調溫調壓和過濾,供給客艙,最後通過機身的排氣活門排出機外。輔助動力裝置(APU)同樣具有引氣功能。圖片中低壓壓氣機和高壓壓氣機分別有一路引氣供給飛機。

平流層因為氣流平穩,不存在大氣上下對流,非常適合民航飛機的飛行,不容易產生顛簸,有利於乘客保證乘客舒適的飛行體驗和保障飛行安全。

簡單理解,飛機通常大部分時間都是在雲上飛行,這裡大氣稀薄,人類如果直接暴露在該環境下,很快就會窒息死亡。但飛機不一樣,通常的民航飛機,機艙實際上也並非嚴格密閉。

為了乘客的安全能夠得到雙重保障,每一架飛機都安裝了專業的應急氧氣供應系統,用來應對客艙內出現意外失壓的情況。一旦有任何意外發生,便攜式的氧氣瓶和氧氣面罩就會發揮它的作用,來保障乘客們的生命安全; 不過,這種緊急措施存在一點缺陷,就是不能為乘客們長時間的提供氧氣,大約會維持12-20分鐘左右。只是一個應急的作用,出現意外情況的話,最好還是要儘快的降落。

由於飛機的內壁很薄,為了保證飛機的壽命,飛機內外的氣壓壓力差不能相差太大,因此,在給空氣加壓的時候,並不會把壓力加到和的面相同的一個大氣壓,一般萬米高空機艙外是0.2個大氣壓,機艙內只要加到0.8個大氣壓即可,並且乘客也能適應。

另外,遇到緊急情況,飛機上有便攜式的氧氣瓶和氧氣面罩來應急,這個就是化學方式造氧,通常飛機只要遇到一點危險,機艙頂部氧氣面罩就會自動脫落。當乘客戴上面罩,後,飛機上的氧氣發生器工作造氧,保證乘客的安全。

起飛前需要打開氧氣儲存罐向艙內加壓,因此B-29轟炸機的機組成員在10多個小時的飛行中是不需要佩戴氧氣罩的,即使飛行高度達到10000米的高空飛行,機艙內的氣壓也能保持0.6個大氣壓值(地面上是1個大氣壓值),現代大型客機依舊採用與B-29轟炸機相同的供氧方法。

而現代戰鬥機則是通過製氧機為飛行員供氧,即機載製氧系統,製氧機的製氧氣源來自飛機外部,入氣口通常設置在發動機壓縮機內,以分子篩或者膜分離技術從壓縮空氣中獲得氧氣,然後通過供氧管道為機艙加壓和直接從氧氣罩為飛行員供氧

飛機無論飛得有多高,周圍其實都還是有氧氣存在的,只是隨著高度的增加,氧氣的量會逐漸減少,氣體的溫度也會越來越低,所以,其實飛機只要能夠把周圍的空氣壓縮,並且適當地加熱就可以提供給乘客呼吸了。

完成者操作的就是壓氣機,它可以把稀薄的空間通過加壓的方式,使得含氧量升高,同時氣體溫度也會被提升,然後再經過一系列的加工之後,通過氣體導管導入機艙內部,以此來給乘客提供氧氣。

高空只是空氣少,氮氧比例和地面差不多,所以把外面的空氣增壓後就可以供給艙內使用了,艙內空氣一部分排到艙外實現新風循環。溫度、溼度就靠飛機上空調來調節了,實際上取艙外空氣增壓、向艙外排廢氣都是機上空調的一部分。

機上也備有氧氣,那是緊急狀況下用的,比如動力故障、機艙失壓,這時頭頂上的氧氣面罩就會落下來。


第一美女


飛機上的氧氣正常來自外界空氣,緊急狀態用飛機自帶的氧氣供氧。

萬米高空空氣稀薄沒錯,但並不是沒有氧氣。空氣稀薄沒關係,只要壓縮後供給客艙就可以保證足夠呼吸的含氧量。

發動機運轉的時候不斷吸入外界空氣,通過多級壓氣機的壓縮,達到高溫高壓進入燃燒室。而一部分壓縮後的高溫高壓空氣並沒有進入燃燒室燃燒,而是通過引氣活門和管路,被導入飛機的空調系統,再經過調溫調壓和過濾,供給客艙,最後通過機身的排氣活門排出機外。輔助動力裝置(APU)同樣具有引氣功能。圖片中低壓壓氣機和高壓壓氣機分別有一路引氣供給飛機。

由於機身強度所限,客艙內外氣壓差不能太大。飛機的空調系統通過控制排氣活門的開度調節客艙的氣壓,客艙氣壓用座艙高度來表示,座艙高度XX英尺即相當於海拔XX英尺處的大氣壓。在駕駛艙有座艙高度指示和內外壓差、升降率指示。

飛機在高空,客艙內的氣壓控制在最低不超過相當於海拔8000英尺的壓力。如果由於種種原因客艙氣壓過低,可能發生呼吸困難,那麼旅客頭頂內藏的氧氣面罩就會自動落下,內部的化學氧氣發生器開始工作,給旅客供氧。飛行員的氧氣面罩則是連通著一個專門的氧氣瓶供氧。這時候也觸發了座艙壓力報警,機組會盡快降地高度或者備降。


航空二三事


客機的機艙確實是封閉的

實際上,正如很多人想象的那樣,客機的機艙是封閉的,外面的氣體是進不到裡面的,裡面的氣體也不會到外面去。所以,這也就存在一個問題,如何確保乘客的氧氣充足呢?

飛機的壓氣機

飛機無論飛得有多高,周圍其實都還是有氧氣存在的,只是隨著高度的增加,氧氣的量會逐漸減小,氣體的溫度也會越來越低,所以,其實飛機只要能夠把周圍的空氣壓縮,並且適當地加熱就可以提供給乘客呼吸了。

完成者操作的就是壓氣機,它可以把稀薄的空間通過加壓的方式,使得含氧量升高,同時氣體溫度也會被提升,然後再經過一系列的加工之後,通過氣體導管導入機艙內部,以此來給乘客提供氧氣。

因此,即使機艙是封閉的,也能夠確保氧氣的供給。


鍾銘聊科學


由於幾萬米高空的空氣稀薄,而且機艙是嚴格密閉的。空氣也只能從飛機的噴氣渦輪發動機進入了,發動機的扇頁就會將它們壓縮,這些被壓縮的空氣進入到機艙的空調系統中,經過過濾、溫度調節等步驟,才會被釋放到機艙中,為乘客提供充足的氧氣,同時空調通風系統還會把不新鮮的空氣排到機艙外,以確保空氣氣流的流通。

由於飛機的內壁很薄,為了保證飛機的壽命,飛機內外的氣壓壓力差不能相差太大,因此,在給空氣加壓的時候,並不會把壓力加到和地面相同的一個大氣壓,一般萬米高空機艙外是0.2個大氣壓,機艙內只要加到0.8個大氣壓即可,並且乘客也能適應。

另外,遇到緊急情況,飛機上有便攜式的氧氣瓶和氧氣面罩來應急,這個就是化學方式造氧,通常飛機只要遇到一點危險,機艙頂部氧氣面罩就會自動脫落。當乘客戴上面罩,後,飛機上的氧氣發生器工作造氧,保證乘客的安全。






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高空只是空氣少,氮氧比例和地面差不多,所以把外面的空氣增壓後就可以供給艙內使用了,艙內空氣一部分排到艙外實現新風循環。溫度、溼度就靠飛機上空調來調節了,實際上取艙外空氣增壓、向艙外排廢氣都是機上空調的一部分。

機上也備有氧氣,那是緊急狀況下用的,比如動力故障、機艙失壓,這時頭頂上的氧氣面罩就會落下來。


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