坐飞机9小时,飞机上氧气哪来的?
▍坐飞机9小时,飞机上氧气哪来的?
时间拨回2020年11月份,我国空军飞行员驾驶苏-30MKK战斗轰炸机,进行了长达10个小时的连续飞行,谱写了我国空军战斗机单次飞行时长的新纪录。
这就出现了一个问题,在飞机长时间的飞行过程中,飞行员或者乘客所需要呼吸的氧气从何而来。
都知道,无论是战斗机的驾驶舱,还是民航客机的客舱都是相对密闭的,不会与外界直接相通。根本原因就是战斗机有时需要在高空飞行,民航客机普遍都在高空飞行。
而在高空又是处于低温缺氧的环境,一旦飞机内部与外界相通,那么极低的温度和气压会对乘客造成较大的危害,故乘客是绝对活不下去的。
所以说,为了乘客的安危着想,也不可能让在万米高空飞行民航客机的客舱与外界相连通。
既然与外界不通,民航客机还需要为乘客提供氧气;那么民航客机就要自带氧气或者制造氧气,然后提供给机组人员和乘客。
事实上,在万米高空的位置,氧气在空气中的含量和地面一样,依然是20.9%。
但是随着海拔的增加,空气密度反而降低,也就意味着空气减少了,最终导致氧气的绝对量也就相应减少。当氧气绝对量减少之后,那就不够人体呼吸所用了。
所以说,民航客机就必须通过相关的设备向客舱输送氧气,以满足乘客呼吸所需。
客机与潜艇还不同,潜艇内部除了压载水仓与海水相通外,指挥室,休息室,活动室与海洋并不会相连通。这就需要潜艇自行携带制氧设备,制造氧气供艇员呼吸使用。
而民航客机的客舱内的氧气并不是客机上的“制氧设备”制造出的氧气,而是通过航空发动机将外界的空气吸进来之后,再经过空调系统升温增压之后,输送入客舱供旅客和机组人员使用的。
也就是说,民航客机上的氧气主要来自于飞机航空发动机的压气机。
还是需要了解一下航空发动机的部件,才能清楚明了地得知氧气的来源。
航空发动机的各个子系统从前至后依次是“风扇,压气机,燃烧室,导向叶片,高压涡轮叶片和涡轮盘,低压涡轮叶片和涡轮盘,加力燃烧室,尾喷管”。
而在这七大子系统中,还会有细分的结构。
如在压气机中,也可以分为高压压气机和低压压气机。低压压气机在前,紧临着风扇。高压压气机在后,与燃烧室相连。
涡扇发动机的工作原理就是:将空气吸进燃烧室中,与喷出的燃料混合后进行燃烧,产生的高温高压气流,经过高低压涡轮后,从尾喷管喷出,最后产生推力,推动飞机前进。
而在这个过程中,可以将外界的空气送入客舱的也就只有风扇和压气机了。
风扇:风扇的作用主要就是将空气吸进压气机,进行预压缩。被风扇吸进发动机的空气,一部分进入低压压气机中,也就是内涵道,经过燃烧后,进入尾喷管。另一部分进入外涵道,不经过燃烧流到尾喷管。
压气机:压气机的作用主要就是,将被风扇吸进来的空气加压加速后吹入燃烧室中。
而经过压气机的空气,很大一部分是进入了燃烧室产生了推力,还有一部分空气没有流入发动机的燃烧室。
而是经过专门设计的管路进入到飞机的空调通风系统中。
在空调通风系统的内部,会对被高压压气机吹过来的高压气流进行减压,直至其达到标准大气压值时,通过分布在机舱内各处大大小小的通风口进行释放,从而提供给乘客正常使用。
这就是民航客机客舱内部空气的来源。
在乘坐航班时,其内部的空气是非常清新的,仿佛置身于大自然中,丝毫不像是处于密闭的环境中。
主要就是在万米高空中,大气压力和气温要比在地表低得多。既然空调系统要把高空大气输送到客舱内部,也会顺便将其调整到人体感受最为舒适的范围。
另外,空调系统在工作时,还可以在5分钟~10分钟的时间里,把舱里的空气转换一遍,所以客舱内的空气是很新鲜的,丝毫感受不到污浊。
毕竟航空发动机既要提供动力,又要输送空气,这就会消耗航空发动机一定的有效功率。
此外,当民航客机在万米高空飞行时,由于空气密度太低导致升力不足,为了维持巡航的高度,航空发动机不得不以大功率输出。
为了满足高空巡航速度要求,额外功率消耗越小越好。
毕竟航空公司是要赚钱的,发动机全功率运转时,不仅会增加燃油的消耗量,还会对发动机寿命造成不良的影响。
所以说,为了提高经济性以及发动机的寿命,就会让机舱内的压强略低于标准大气压,基本上也就维持在是大气压75%左右。
还有,高空巡航的客机机舱内外压力差过大,对舱体密封件密封性能也是有害的。
尽管民航客机是在平流层飞行,气流相对比较平稳,很难产生较大过载,也就不会造成过载缺氧。
不过为了防止座舱失压等意外情况,民航客机也配置了应急的氧气系统。
这就是一旦民航客机出现什么情况后,乘务员会让乘客带上氧气面罩。
而民航客机上的应急制氧系统会在舱内气压降低到,相当于海拔高度4000米气压值时,氧气面罩便会自动脱落,只要拉下戴好即可。
这些应急制氧系统主要就是放在民航客机货舱内部的氧气瓶,而氧气管路是可以覆盖所有座位的,只要当氧气面罩滑落,那就赶快拿起来戴上去。
由此可见,当你坐上民航客机时,别说是九小时了,只要它一直在天上飞,清新的空气就会不间断地流进来,根本没必要为没有氧气而烦恼,也可以体验一下在高空自由呼吸的感觉。
▍坐飞机9小时,飞机上氧气哪来的?
这个问题我自己总结后,又特地咨询了专业人士@瘦驼 先生,以防说错话,免得误导大家。
大家知道,我们在地面上呼吸的是一个标准大气压的空气,越往上气压就越低,密度也越小,万米高空的空气十分稀薄,而且气温很低,人这个环境上是不能生存的,但在飞机里就不一样了。
飞机机舱是严格密封的,这时飞机会从发动机压缩段直接提取高温、高压的空气,经过自动加压后再进入飞机的空调系统,通过空气过滤、温度和湿度调节等之后,把适宜的新鲜空气释放进入机舱,同时会把机舱内不新鲜的空气排出去,保证机舱内的空气流通。
由于飞机机舱属于空间薄壁结构,像个高空气球一样,飞机内外压差还不能过大,这也为了飞机的结构寿命,所以加压空气的时候并不会把舱内气压完全加和地面一样的标准大气压,比如万米高空舱外0.2个大气压,机舱内是0.8大气压,这时乘客也是可以适应的。
瘦驼先生对这个回答亦有贡献。
▍坐飞机9小时,飞机上氧气哪来的?
对于这个问题,老鹰航空直接性回答:
第一,主要来自于飞机发动机的压气机。由于采用的都是涡喷或者涡扇发动机,发动机前端部分就是由一系列叶片组成的压气机,当发动机工作室,压气机就可以通过高速旋转吸入外部稀薄的空气,并持续进行加压。其中一部分气流没有流入发动机燃烧室,而是经过专门的管路进入到飞机的空调通风系统中,在这一系统内部,会对这一高压气流进行减压到标准大气压值时,通过分布在机舱内大大小小的通风口进行释放,从而供给乘客正常使用。
由于这一过程中的增压和降压会让空气压强在一个标准大气压值上下进行波动,特别是遇到气流不稳定时更为明显,此时舱内的乘客就会感到耳鸣。此外,由于客机巡航高度在9000-12000米之间,舱外大气温度为零下50°左右,因此空调系统还要进行加热、除湿处理,防止水汽在机舱内部聚集,而导致航电系统短路,因此,时间久了,乘客就会觉得空气干燥,鼻腔都会觉得有一种干燥感觉。
第二,紧急情况之下,飞机会释放出呼吸面罩,就在乘客上方。这时供氧系统会联通飞机上存储的应急氧气,确保乘客能够正常呼吸,不过持续时间不能太长,因此飞机需要尽快降落。
OK,关于问题就回答到这里吧。
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