✖


Jump to content

Давление в кабине

(Перенаправлен из кабины под давлением )
«Давление в салоне» перенаправляет здесь. Для других видов использования см. Давление в салоне (неоднозначности) .

Фузеляж авиалайнера, такой как этот Boeing 737 , образует почти цилиндрический сосуд давления .

Давление в салоне - это процесс, в котором кондиционированный воздух перекачивается в салон самолета или космического корабля , чтобы создать безопасную и удобную среду для людей, летящих на больших высотах. Для самолетов этот воздух обычно отталкивается от двигателей газовых турбин на стадии компрессора, а для космического корабля он переносится в высоком давлении, часто криогенных резервуарах. Воздух охлаждается, увлажняется и смешивается с рециркулированным воздухом одной или несколькими системами управления окружающей средой, прежде чем он будет распределен в салоне. [ 1 ]

Первые экспериментальные системы давления в 1920 -х и 1930 -х годах видели использование. В 1940 -х годах вступил в службу первого коммерческого самолета с под давлением кабины . [ 2 ] Практика станет широко распространенной десять лет спустя, особенно с внедрением британского Кометы де Хавилла журналиста в 1949 году. Однако два катастрофических неудачи в 1954 году временно обосновали комету по всему миру. [ 3 ] Эти сбои были исследованы и были обнаружены, вызванные комбинацией прогрессирующей усталости металлов и нагрузки на кожи самолетов, вызванных давлением. Улучшенное тестирование включало несколько полномасштабных испытаний цикла давления всего фюзеляжа в резервуаре для воды, [ 3 ] и ключевые инженерные принципы были применены к проектированию последующих авиалайнеров реактивных работ.

Определенные самолеты имеют необычные потребности в давлении. Например, Supersonic Airliner Concorde имел особенно высокий дифференциал давления из -за полета на необычайно высокой высоте: до 60 000 футов (18 288 м) при сохранении высоты кабины 6000 футов (1829 м). Это увеличило вес планера и увидела использование меньших окон в борьбе, предназначенных для замедления скорости декомпрессии, если произошло событие снижения.

Инцидент Aloha Airlines Flight 243 в 1988 году с участием Boeing 737-200 , который потерпел катастрофический сбой в салоне в середине полета, был в первую очередь вызван продолжением работы самолета, несмотря на то, что он накапливал более чем вдвое большее количество полетов, которые была разработана до конца. Полем [ 4 ]

Для повышенного комфорта пассажиров несколько современных авиалайнеров, таких как Boeing 787 Dreamliner и Airbus A350 XWB , оснащены сниженными эксплуатационными высотами кабины, а также большие уровни влажности; Использование композитных планеров помогло внедрить такие практики максимизирования комфорта.

Потребность в давлении в кабине

[ редактировать ]
Управление давлением на Boeing 737-800

Давление становится все более необходимой на высотах выше 10 000 футов (3048 м) выше уровня моря, чтобы защитить экипаж и пассажиров от риска ряда физиологических проблем, вызванных низким внешним давлением воздуха выше этой высоты. Для частных самолетов, работающих в США, члены экипажа обязаны использовать кислородные маски, если высота кабины (представление давления воздуха, см. Ниже ) остается выше 12 500 футов (3810 м) на более 30 минут, или если высота салона достигает 14 000 футов (4267 м) в любое время. На высотах выше 15 000 футов (4572 м) пассажирам также должны быть предоставлены кислородные маски. На коммерческих самолетах высота кабины должна сохраняться на уровне 8000 футов (2438 м) или меньше. Давление на грузовое удержание также необходимо для предотвращения повреждения чувствительных к давлению товаров, которые могут протекать, расширять, взрываться или раздавить при повторном предоставлении. [ Цитация необходима ] Основные физиологические проблемы перечислены ниже. [ Цитация необходима ]

Гипоксия
Более низкое парциальное давление кислорода на большой высоте уменьшает натяжение альвеолярного кислорода в легких и впоследствии в мозге, что приводит к вялому мышлению, тусклому зрению, потере сознания и, в конечном счете, смерти: [ Цитация необходима ] У некоторых людей, особенно у людей с болезнью сердца или легких, симптомы могут начинаться до 5000 футов (1524 м), хотя большинство пассажиров могут переносить высоты 8000 футов (2438 м) без вредного эффекта. На этой высоте примерно на 25% меньше кислорода, чем на уровне моря. [ 5 ]
Гипоксия может быть устранена путем введения дополнительного кислорода, либо через кислородную маску , либо через носовую канюлю . Без давления, достаточный кислород может быть доставлен на высоте около 40 000 футов (12 192 м). Это связано с тем, что человек, который привык жить на уровне моря, требуется около 0,20 бар (20 кПа; 2,9 фунтов на квадратный дюйм) частичное давление кислорода , чтобы функционировать нормально, и что давление можно поддерживать до примерно 40 000 футов (12,192 м) путем увеличения мольной фракции кислорода в воздухе, который дышат. При 40 000 футов (12,192 м) давление окружающего воздуха падает примерно до 0,2 бар, при котором поддержание минимального парциального давления кислорода в 0,2 бар требует дыхания 100% кислорода с использованием кислородной маски .
Маски для аварийного кислорода в пассажирском отделении авиалайнеров не должны быть масками по запросу давления, потому что большинство рейсов остаются ниже 40 000 футов (12 192 м). Наверху этой высоты парциальное давление кислорода упадет ниже 0,2 бар даже при 100% кислороде, и некоторая степень давления в кабине или быстрого происхождения будет необходимо, чтобы избежать риска гипоксии.
Высота болезнь
Гипервентиляция , наиболее распространенная реакция организма на гипоксию, помогает частично восстановить парциальное давление кислорода в крови, но также вызывает углекислый газ (CO 2 ) на газе, повышая рН крови и индуцируя алкалоз . Пассажиры могут испытывать усталость, тошноту , головную боль, бессонницу и (на расширенных рейсах) даже отек легких . Это те же симптомы, которые испытывают альпинисты, но ограниченная продолжительность приводительного полета делает развитие отека легких маловероятными. Высота болезни может контролироваться полным давлением с шлемом и лицевой панелью, которая полностью охватывает тело в подчеркиваемой среде; Тем не менее, это нецелесообразно для коммерческих пассажиров.
Декомпрессия болезнь
Низкое парциальное давление газов, в основном азот (N 2 ), но включая все другие газы, может привести к осаждению растворенных газов в кровотоке, что приводит к газовой эмболии или пузырькам в кровотоке. Механизм такой же, как у дайверов сжатого воздуха при восхождении на глубину. Симптомы могут включать в себя ранние симптомы «изгибов» - развлечения, забывчивости, головной боли, инсульта, тромбоза и подкожного зуда - но редко их полные симптомы. Болезнь декомпрессии также может контролироваться костюмом полноценного давления в качестве высотной болезни.
Баротраума
Когда самолет поднимается или спускается, пассажиры могут испытывать дискомфорт или острую боль, поскольку газы, пойманные в ловушку в их телах, расширяются или сокращаются. Наиболее распространенные проблемы возникают при попадании воздуха в среднем ухе (аэротите) или параназальными пазухами заблокированной евстахийской трубкой или пазухами. Боль также может возникнуть в желудочно -кишечном тракте или даже в зубах ( бародонталгия ). Обычно они недостаточно серьезны, чтобы вызвать фактическую травму, но могут привести к болезненности в ухе, которая сохраняется после полета [ 6 ] и может усугубить или осадить ранее существовавшие заболевания, такие как пневмоторакса .

Высота кабины

[ редактировать ]
Пустая бутылка, запечатанная на уровне 11 000 м (37 000 футов), раздавлена ​​на спуск до уровня моря, по сравнению с одним в его первоначальном состоянии.

Давление внутри салона технически называется эквивалентной эффективной высотой кабины или чаще как высота кабины . Это определяется как эквивалентная высота выше среднего уровня моря, имеющего такое же атмосферное давление в соответствии со стандартной атмосферной моделью, такой как международная стандартная атмосфера . Таким образом, высота кабины с нулем будет иметь давление, обнаруженное на среднем уровне моря, которое составляет 101 325 PA (14,696 фунтов на квадратный дюйм; 29,921 дюйма). [ 7 ]

Самолеты

[ редактировать ]

У авиалайнеров высота кабины во время полета сохраняется над уровнем моря, чтобы уменьшить нагрузку на подчеркиваемую часть фюзеляжа ; Это напряжение пропорционально разнице в давлении внутри и снаружи кабины. В типичном коммерческом пассажирском полете высота кабины программируется постепенно подниматься с высоты аэропорта происхождения до максимума регулирования 8000 футов (2438 м). Эта высота кабины сохраняется, в то время как самолет путешествует на максимальной высоте, а затем постепенно уменьшается во время спуска, пока давление в салоне не соответствовал давлению окружающего воздуха в месте назначения. [ Цитация необходима ]

Пилоты могут использовать «элитимер кабины» (также известный как датчик давления в кабине), чтобы измерить разницу между внутренним и наружным давлением. [ 8 ]

Поддержание высоты кабины ниже 8000 футов (2438 м), как правило, предотвращает значительную гипоксию , высоту болезни , декомпрессионную болезнь и баротраума . [ 9 ] Правила федерального авиационного управления (FAA) в мандате США, которые в обычных условиях эксплуатации высота кабины не может превышать этот предел на максимальной эксплуатационной высоте самолета. [ 10 ] Эта обязательная максимальная высота кабины не устраняет все физиологические проблемы; Пассажирам с такими состояниями, как пневмоторакс, рекомендуется не летать до полного заживления, а люди, страдающие от холода или другой инфекции, могут по -прежнему испытывать боль в ушах и пазухах. [ Цитация необходима ] Скорость изменения высоты кабины сильно влияет на комфорт, поскольку люди чувствительны к изменениям давления во внутреннем ухе и пазухах , и это должно быть тщательно управлять. Скубаловые дайверы, летающие в период «без мухи» после того, как погружение подвергается риску декомпрессионной болезни , потому что накопленный азот в их тела может образовывать пузырьки при воздействии снижения давления в салоне.

Высота кабины Boeing 767 , как правило, составляет около 7000 футов (2134 м) при круизах на уровне 37 000 футов (11 278 м). [ 11 ] Это типично для старых реактивных авиалайнеров. Целью дизайна для многих, но не всех, более новые самолеты состоит в том, чтобы обеспечить более низкую высоту кабины, чем более старые конструкции. Это может быть полезно для комфорта пассажиров. [ 12 ] Например, Bombardier Global Express Business Jet может обеспечить высоту кабины 4500 футов (1372 м) при круизах на уровне 41 000 футов (12 497 м). [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Деловой самолет Emivest SJ30 может обеспечить высоту кабины на уровне моря при круизах на уровне 41 000 футов (12 497 м). [ 16 ] [ 17 ] [ ненадежный источник? ] В одном исследовании восьми рейсов в самолетах Airbus A380 было обнаружено средняя высота давления в кабине 6 128 футов (1868 м), а 65 рейсов в самолетах Boeing 747-400 обнаружили среднюю высоту давления в салоне 5 159 футов (1572 м). [ 18 ]

До 1996 года приблизительно 6000 крупных коммерческих транспортных самолетов были назначены сертификат типа для лечения до 45 000 футов (13 716 м) без необходимости соответствовать специальным условиям высокой высоты. [ 19 ] В 1996 году FAA приняла поправку 25-87, которая наложила дополнительные спецификации высокого давления в салоне для конструкций самолетов нового типа. Самолеты, сертифицированные для работы выше 25 000 футов (7 620 м), должны быть спроектированы таким образом, чтобы пассажиры не будут подвергаться воздействию высот давления в кабине, превышающих 15 000 футов (4572 м) после любого вероятного условия отказа в системе давления ». [ 20 ] В случае декомпрессии, которая возникает в результате «любого условия сбоя, не показавшегося чрезвычайно невероятным», плоскость должна быть спроектирована так, что пассажиры не будут подвергаться воздействию высоты кабины, превышающей 25 000 футов (7620 м) в течение более 2 минут, ни на высоту, превышающую 40 000 футов (12 192 м) в любое время. [ 20 ] На практике эта новая поправка Федерального авиационного авиационного акта налагает эксплуатационный потолок в размере 40 000 футов (12 000 м) на большинстве недавно разработанных коммерческих самолетов. [ 21 ] [ 22 ] Производители самолетов могут подать заявку на расслабление этого правила, если обстоятельства требуют этого. В 2004 году Airbus приобрела освобождение от FAA, чтобы позволить высоте кабины A380 достигать 43 000 футов (13 106 м) в случае инцидента декомпрессии и превышать 40 000 футов (12 192 м) в течение одной минуты. Это позволяет A380 работать на большей высоте, чем другие недавно разработанные гражданские самолеты. [ 21 ]

Космический корабль

[ редактировать ]

Российские инженеры использовали воздушную смесь азота/кислорода, которая всегда держала на высоте кабины рядом с нулем, в своем Vostok , 1964, 1964 , Voskhod , и 1967, чтобы представить космический корабль Союз . [ 23 ] Это требует более тяжелой конструкции космического транспортного средства , потому что структура кабины космического корабля должна противостоять напряжению 14,7 фунтов на квадратный дюйм (1 атм, 1,01 бар) против вакуума пространства, а также из -за того, что должна переносить инертную массу азота. Необходимо также следить за тем, чтобы избежать декомпрессионной болезни , когда космонавты выполняют активность внебеса , поскольку текущие костюмы мягкого пространства оказываются под давлением чистого кислорода при относительно низком давлении, чтобы обеспечить разумную гибкость. [ 24 ]

Напротив, Соединенные Штаты использовали чистую кислородную атмосферу для своей Меркурии 1961 года , 1965 года Близнецов и космического корабля Apollo 1967 года , главным образом, чтобы избежать декомпрессионной болезни. [ 25 ] [ 26 ] Меркурий использовал высоту кабины 24 800 футов (7600 м) (5,5 фунтов на квадратный дюйм (0,38 бар)); [ 27 ] Близнецы использовали высоту 25 700 футов (7800 м) (5,3 фунтов на квадратный дюйм (0,37 бар)); [ 28 ] и Аполлон использовал 27 000 футов (8200 м) (5,0 фунтов на квадратный дюйм (0,34 бар)) [ 29 ] в космосе. Это позволило создать более легкий дизайн космического автомобиля. Это возможно, потому что при 100% кислороде достаточно кислорода попадает в кровоток, чтобы астронавты работали нормально. Перед запуском давление сохранялось на уровне немного выше, чем на уровне моря при постоянных 5,3 фунтов на квадратный дюйм (0,37 бар) над окружающей средой для Близнецов и 2 фунтов на квадратный дюйм (0,14 бар) над уровнем моря при запуске для Аполлона) и перешел на высоту космической кабины во время восхождения. Тем не менее, атмосфера чистого кислорода высокого давления до запуска оказалась фактором роковой опасности пожара в Аполлоне, что способствовало смерти всей экипажа Аполлона 1 во время наземного испытания 1967 года. После этого НАСА пересмотрело свою процедуру для использования азотной/кислородной смеси на нулевой высоте кабины при запуске, но сохранила чистую кислородную атмосферу с низким давлением при 5 фунтов на квадратный дюйм (0,34 бар) в космосе. [ 30 ]

После программы «Аполлон» в Соединенных Штатах использовались «74-процентная кислород и 26 процентов азота, а азотирующая дыхательная смесь» при 5 фунтов на квадратный дюйм (0,34 бар) для Skylab , [ 31 ] и атмосфера салона 14,5 фунтов на квадратный дюйм (1,00 бар) для орбитального аппарата космического челнока и международной космической станции . [ 32 ]

Механика

[ редактировать ]
По поршнево-двигательную кабину [ 33 ]

Внешний фюзеляж поддается давлению с использованием источника сжатого воздуха и контролируется системой управления окружающей средой (ECS). Наиболее распространенным источником сжатого воздуха для давления является кровоточащий воздух со стадии компрессора газового турбинного двигателя; С низкой или промежуточной стадии или дополнительной высокой стадии, точная стадия в зависимости от типа двигателя. К тому времени, когда холодный внешний воздух достиг кровоточащих воздушных клапанов, он был нагрет примерно до 200 ° C (392 ° F ). Контроль и выбор источников с высоким или низким кровотечением полностью автоматически и регулируются потребностями различных пневматических систем на разных этапах полета. По поршнево-двигательшему самолете требуется дополнительный компрессор, см. Диаграмму справа. [ 34 ]

Часть кровоточащего воздуха, направленного на ECS, затем расширяется, чтобы довести его до давления в салоне, что охлаждает его. Конечная, подходящая температура затем достигается путем добавления обратного тепла из горячего сжатого воздуха через теплообменник и машину воздушного цикла, известную как система PAC (давление и кондиционирование воздуха). В некоторых более крупных авиалайнерах воздух для горячего отделения может быть добавлен вниз по течению от воздуха, поступающего из пакетов, если он необходим для согретью участка салона, которая холоднее других.

Отток и клапан снятия давления на Boeing 737-800

По крайней мере два двигателя обеспечивают сжатый кровотечение для всех пневматических систем самолета, чтобы обеспечить полную избыточность . Сжатый воздух также получается из вспомогательного энергосистема (APU), если он будет установлен, в случае аварийного и для подачи воздуха на земле до начала основных двигателей. Большинство современных коммерческих самолетов сегодня имеют полностью избыточные, дублированные электронные контроллеры для поддержания давления наряду с ручной резервной системой управления.

Весь выпускной воздух сбрасывается в атмосферу через клапан оттока, обычно в задней части фюзеляжа. Этот клапан контролирует давление в салоне, а также выступает в качестве предохранительного клапана, в дополнение к другим клапанам охраны безопасности. Если автоматические контроллеры давления выходят из строя, пилот может вручную управлять клапаном давления в кабине, в соответствии с контрольным списком аварийной процедуры резервного копирования. Автоматический контроллер обычно поддерживает надлежащую высоту давления в салоне, постоянно регулируя положение оттока клапана, так что высота кабины настолько низкая, как практичная, не превышая превышение максимального разнообразия давления на фюзеляже. Различие давления варьируется между типами самолетов, типичные значения составляют от 540 гПа (7,8 фунтов на квадратный дюйм ) до 650 гПа (9,4 фунтов на квадратный дюйм ). [ 35 ] При 39 000 футов (11 887 м) давление в салоне будет автоматически поддерживаться на уровне около 6900 футов (2100 м) (450 футов (140 м) ниже, чем в Мехико), что составляет около 790 гП (11,5 фунтов на квадратный дюйм) давления атмосферы. [ 34 ]

Некоторые самолеты, такие как Dreamliner Boeing 787 , вновь введите электрические компрессоры, ранее использованные на авиалайнерах с поршнем, для обеспечения давления. [ 36 ] [ 37 ] Использование электрических компрессоров увеличивает нагрузку на электрическую генерацию на двигателях и вводит ряд стадий передачи энергии; [ 38 ] Следовательно, неясно, повышает ли это общая эффективность системы обработки воздуха самолета. Они, однако, удаляют опасность химического загрязнения кабины , упростивают конструкцию двигателя, предотвращают необходимость запуска трубопроводов высокого давления вокруг самолета и обеспечить большую гибкость конструкции.

Незапланированная декомпрессия

[ редактировать ]
Основная статья: неконтролируемая декомпрессия
Типичное развертывание кислородной маски пассажира

Незапланированная потеря давления в салоне на высоте/в пространстве встречается редко, но привела к ряду смертельных несчастных случаев . Сбои варьируются от внезапной катастрофической потери целостности планера (взрывчатая декомпрессия) до замедления утечек или неисправности оборудования, которые позволяют опуститься давление в салоне.

Любой сбой давления в кабине свыше 10 000 футов (3048 м) требует аварийного спуска до 8000 футов (2438 м) или ближе всего к тому, что при сохранении высоты минимального сектора (MSA) и развертывания кислородной маски для каждого места. Кислородные системы имеют достаточное количество кислорода для всех на борту и дают пилотам достаточное время, чтобы спуститься до 8000 футов (2438 м). Без аварийного кислорода гипоксия может привести к потере сознания и последующей потере контроля над самолетом. Современные авиалайнеры включают в себя чистый кислородный бак с под давлением в кабине, который дает пилотам больше времени, чтобы донести самолет на безопасную высоту. Время полезного сознания варьируется в зависимости от высоты. Когда давление падает, температура воздуха салона может также падать до температуры окружающей среды с опасностью гипотермии или обморожения .

Для авиалайнеров, которым необходимо лететь по местности, которая не позволяет достигать безопасной высоты в течение максимум 30 минут, бутылки с кислородом под давлением являются обязательными, поскольку химические генераторы кислорода, установленные для большинства самолетов, не могут поставлять достаточно кислорода.

В самолетах реактивных истребителей небольшой размер кабины означает, что любая декомпрессия будет очень быстрой и не позволит пилотному времени надеть кислородную маску. Таким образом, пилоты и воздушные пилоты истребителя и воздушные заводы всегда должны носить кислородные маски. [ 39 ]

30 июня 1971 года команда Союза 11 , Советских Космонавтов Георги Добровольский , Владислав Волков и Виктор Патсеев были убиты после того, как вентиляционный клапан в кабине был случайно открыт перед повторным въездом в атмосфере. [ 40 ] [ 41 ]

История

[ редактировать ]
Cessna P210 - сначала коммерчески успешная под давлением одномоторные самолеты

Самолет, который впервые подчеркнул системы кабины, включают в себя:

  • Packard-le Père Lusac-11 , (1920, модифицированный французский дизайн, на самом деле не давление, а с закрытой кабиной, обогащенной кислородом)
  • Инженерное подразделение USD-9A , модифицированный Airco DH.9A (1921-первый самолет, который летит с добавлением модуля кабины под давлением) [ 42 ]
  • Junkers Ju 49 (1931-Немецкий экспериментальный самолет, построенный для проверки концепции давления в кабине)
  • Фарман Ф.1000 (1932 - кабина по обновлению рекордных рекордов, экспериментальный самолет)
  • Чижевский бок-1 (1936-российский экспериментальный самолет)
  • Lockheed XC-35 (1937-американский самолет с под давлением. Вместо капсулы давления, окружающей кабину, кожа монокок- фюзеляжа была сосудом давления.)
  • Renard R.35 (1938 - первый авиалайнер поршня под давлением)
  • Boeing 307 Stratoliner (1938 - первый авиалайнер с давлением, который вступил в коммерческий сервис)
  • Constellation Lockheed (1943 - первый авиалайнер с давлением в широком обслуживании)
  • Avro Tudor (1946 - первый британский авиалайнер с давлением)
  • De Havilland Comet (British, Comet 1 1949 - Первая реактивная работа, комета 4 1958 - Решение проблем кометы 1)
  • Tupolev TU-144 и Concorde (1968 СССР и англо-французский 1969 г. соответственно-сначала работая на очень высокой высоте)
  • Cessna P210 (1978) Сначала коммерчески успешная под давлением самолетов с подчеркиванием [ 43 ]
  • Syberjet SJ30 (2005) Первый гражданский бизнес -реактивный характер для сертификации системы давления в 12,0 фунтов на квадратный дюйм, позволяющей получить салон на уровне моря со скоростью 41 000 футов (12 497 м).

В конце 1910 -х годов были предприняты попытки достичь более высоких и более высоких высот. В 1920 году рейсы более 37 000 футов (11 278 м) были впервые достигнуты лейтенантом лейтенантом Джона А. Мак-Македри в биплане Packard-le Père Lusac-11 на McCook Field в Дейтоне, штат Огайо . [ 44 ] Полет был возможен путем выпуска сохраненного кислорода в кабину, которая была выпущена непосредственно в закрытую каюту, а не в кислородную маску, которая была разработана позже. [ 44 ] С этими системами были возможны рейсы, около 40 000 футов (12 192 м), но отсутствие атмосферного давления на этой высоте вызвало заметно увеличение сердца пилота, и многие пилоты сообщили о проблемах со здоровьем на такими высокими полетами. [ 44 ] У некоторых ранних авиалайнеров были кислородные маски для пассажиров для обычных рейсов.

В 1921 году разведка Wright-Dayton USD-9A-разведка была модифицирована с добавлением полностью закрытой воздушной камеры, которая может быть под давлением с воздухом, вынужденным в нем небольшими внешними турбинами. [ 44 ] В камере был люк только 22 в (560 мм) в диаметре, которая была бы запечатана пилотом в 3000 футов (914 м). [ 44 ] В камере содержалась только один инструмент, альтиметр, в то время как обычные инструменты кабины были установлены за пределами камеры, видимыми через пять небольших иллюстраций. [ 44 ] Первая попытка управлять самолетом была снова сделана лейтенантом Джоном А. Маккриди, который обнаружил, что турбина заставляла воздух в камеру быстрее, чем предоставленный небольшой выпускной клапан, может освободить его. [ 44 ] В результате, камера быстро пережила под давлением, и полет был заброшен. [ 44 ] Вторая попытка должна была быть заброшена, когда пилот обнаружил в 3000 футов (914 м), что он был слишком коротким, чтобы закрыть камерный люк. [ 44 ] Первый успешный рейс был наконец совершен лейтенантом -тестовым лейтенантом Харролдом Харрисом, что делает его первым в мире полетом самолетом под давлением. [ 44 ]

Первым авиалайнером, который вступил в коммерческий сервис с каютой под давлением, был Stratoliner Boeing 307 , построенный в 1938 году, до Второй мировой войны , хотя только десять были произведены до прерывания войны. «Ограничение давления 307» было от носа самолета до переборки давления в кормовой части прямо вперед от горизонтального стабилизатора ». [ 45 ]

Эпоха Второй мировой войны летающий шлем и кислородная маска

Вторая мировая война была катализатором для развития самолетов. Первоначально поршневые самолеты Второй мировой войны, хотя они часто летали на очень высоких высотах, не подвергались давлению и полагались на кислородные маски. [ 46 ] Это стало непрактичным с разработкой более крупных бомбардировщиков, где экипаж должен был перемещаться по салоне. Первым бомбардировщиком, построенным с под давлением кабины для высокой высоты, был Vickers Wellington Mark VI в 1941 году, но RAF изменил политику, и вместо того, чтобы выступать в качестве Pathfinders, самолет использовался для других целей. Стратегический бомбардировщик Boeing B-29 Boeing B-29 Long Drange был первым в бомбардировке. Система управления для этого была разработана компанией Garrett Airesearch Manufacturing , частично опираясь на лицензирование патентов, удерживаемых Boeing для Stratoliner. [ 47 ]

Послевоенные поршневые авиалайнеры, такие как Constellation Lockheed (1943), сделали эту технологию более распространенной на гражданской службе. Авиалайнеры с поршнем, как правило, опирались на электрические компрессоры, чтобы обеспечить подчеркивание воздуха в кабине. Нагнетавность двигателя и давление в кабине позволило самолетам Douglas DC-6 , Douglas DC-7 и созвездия, чтобы иметь сертифицированные потолки обслуживания от 24 000 до 28 400 футов (от 7 315 ​​до 8 656 м). Проектирование фюзеляжа под давлением, чтобы справиться с этим диапазоном высоты, находилась в рамках инженерных и металлургических знаний того времени. Внедрение реактивных авиалайнеров потребовало значительного увеличения высоте круиза до диапазона 30 000–41 000 футов (9 144–12 497 м), где реактивные двигатели более эффективны. Это увеличение высоте круиза потребовало гораздо более строгого проектирования фюзеляжа, и вначале не все инженерные проблемы были полностью поняты.

Первым в мире коммерческим самолетным авиалайнером была британская комета De Havilland (1949), разработанная с потолком обслуживания 36 000 футов (11 000 м). Это был первый раз, когда был построен большой диаметр, под давлением фюзеляжа с окнами и пролетал на этой высоте. Первоначально дизайн был очень успешным, но два катастрофических сбоя планера в 1954 году привели к общей потере самолетов, пассажиров и экипажа, обосновывало то, что тогда было весь флот Airliner World Jet. Обширные исследования и новаторский инженерный анализ обломков привели к ряду очень значительных инженерных достижений, которые решали основные проблемы разработки под давлением фюзеляжа на высоте. Критической проблемой оказалась комбинация неадекватного понимания эффекта прогрессирующей усталости металлов , поскольку фюзеляж подвергается повторным циклам напряжения в сочетании с недоразумением того, как нагрузки на кожи самолетов перераспределяются вокруг отверстий в фюзеляже, таких как окна и отверстия для приплеск.

Критические инженерные принципы, касающиеся усталости от металлов, извлечены из программы Comet 1 [ 48 ] были применены непосредственно к дизайну Boeing 707 (1957) и всех последующих реактивных авиалайнеров. Например, были введены подробные обычные процессы проверки, в дополнение к тщательным визуальным проверкам внешней кожи, операторы обычно проводили обязательную структурную выборку; Необходимость осмотреть области, не легко просмотреть невооруженным глазом, привела к введению широко распространенного экспертиза в авиации; Это также имело преимущество в обнаружении трещин и недостатков, чтобы их можно было увидеть. [ 49 ] Другим заметно заметным наследием комет катастрофы являются овальные окна на каждом реактивном авиалайнере; Металлическая усталость трещины, которые разрушали кометы, были инициированы небольшими уголками радиуса на почти квадратных окнах кометы 1. [ 50 ] [ 51 ] Комета фюзеляж был переработан, и Комета 4 (1958) стала успешным авиалайнером, новаторским первым трансатлантическим реактивным служением, но программа никогда не оправилась от этих бедствий и была нагнана Boeing 707. [ 52 ] [ 53 ]

Даже после катастрофы кометы было несколько последующих катастрофических сбоев усталости, связанных с давлением кабины. Возможно, наиболее выдающимся примером был Aloha Airlines Flight 243 с участием Boeing 737-200 . [ 54 ] В этом случае основной причиной стала продолжение работы конкретного самолета, несмотря на то, что он накапливал 35 496 часов полета до аварии, эти часы включали более 89 680 полетов (взлеты и посадки) из -за его использования на коротких рейсах; [ 55 ] Это составило более чем в два раза большее количество полетных циклов, которые был предназначен для вынесения планера. [ 56 ] Aloha 243 смог приземлиться, несмотря на существенный ущерб, нанесенный декомпрессией, которая привела к потере одного члена кабинета; Инцидент оказал далеко идущее влияние на политики авиационной безопасности и привел к изменениям в эксплуатационных процедурах. [ 56 ]

Supersonic Airliner Concorde пришлось иметь дело с особенно высокими различиями давления, потому что он вылетел на необычайно высокой высоте (до 60 000 футов (18 288 м)) и поддерживал высоту кабины 6000 футов (1 829 м). [ 57 ] Несмотря на это, его высота кабины была преднамеренно сохранена на уровне 6000 футов (1829 м). [ 58 ] Эта комбинация, обеспечивающая увеличение комфорта, потребовала сделать Concorde значительно более тяжелым самолетом, что, в свою очередь, способствовала относительно высокой стоимости полета. Необычно, Concorde был обеспечен меньшими окнами салона, чем большинство других коммерческих пассажирских самолетов, чтобы замедлить скорость декомпрессии в случае сбоя уплотнения окон. [ 59 ] Высокая крейсерская высота также требовала использования кислорода высокого давления и клапанов спроса на аварийных масках, в отличие от масок с непрерывным потоком, используемыми в обычных авиалайнерах. [ 60 ] FAA, которая обеспечивает соблюдение минимальных аварийных скоростей спуска для самолетов, определил, что в отношении более высокой эксплуатационной высоты Конкорда наилучшим ответом на инцидент с потерей давления будет быстрое спуск. [ 61 ]

Расширенная эксплуатационная высота кабины для новых самолетов падает, и ожидается, что это снизит любые оставшиеся физиологические проблемы. Как Dreamliner Boeing 787 , так и Airbus A350 XWB Airliners внесли такие модификации для повышения комфорта пассажиров. Внутреннее давление в кабине 787 эквивалентно 6000 футов (1829 м) высоте, что приводит к более высокому давлению, чем на высоту 8000 футов (2438 м) более старых обычных самолетов; [ 62 ] Согласно совместному исследованию, проведенному Боином и Университетом штата Оклахома , такой уровень значительно улучшает уровень комфорта. [ 63 ] [ 64 ] Airbus заявил, что A350 XWB обеспечивает типичную высоту кабины на уровне или ниже 6000 футов (1829 м), а также атмосфера салона с влажностью 20% и системой управления воздушным потоком, которая адаптирует воздушный поток салона к пассажирской нагрузке со свободным от дурака. Полем [ 65 ] Принятие композитных фюзеляжей устраняет угрозу, созданую усталостью металла , которая была бы усугублена более высоким давлением в салоне, принятых современными авиалайнерами, также исключает риск коррозии от использования более высоких уровней влажности. [ 62 ]

Смотрите также

[ редактировать ]

Сноски

[ редактировать ]
  1. ^ Мозг, Маршалл (12 апреля 2011 г.). «Как работает давление в салоне самолета» . Как работает вещи. Архивировано с оригинала 15 января 2013 года . Получено 31 декабря 2012 года .
  2. ^ «Почему самолеты используют давление в кабине» . Aerospace.honeywell.com . Получено 2022-08-24 .
  3. ^ Jump up to: а беременный RMJG20 (2012-06-09). "Dehavilland Comet Crash" . Блог аэрокосмической инженерии . Архивировано из оригинала 2022-09-10 . Получено 2022-08-26 . {{cite web}}: CS1 Maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  4. ^ FAA (1989). Отчет о авиационных авариях-Aloha Airlines, рейс 243, Boeing 737-200, N73711, недалеко от Мауи, Гавайи, 28 апреля 1988 года . FAA. п. 1
  5. ^ К. Бэйли и А. Симпсон. «Высокий кислородный калькулятор» . Получено 2006-08-13 . - Интерактивный онлайн -калькулятор кислорода на онлайн
  6. ^ "Баротраума, что это?" Полем Harvard Health Publishing . Гарвардская медицинская школа . Декабрь 2018 года . Получено 2019-04-14 . На самолете, баротраума к уху, также называемую аэро-аэротитом или баротитом, может произойти, когда самолет спускается для посадки.
  7. ^ Auld, DJ; Шринивас, К. (2008). «Свойства атмосферы» . Архивировано с оригинала 2013-06-09 . Получено 2008-03-13 .
  8. ^ «Глава 7: Авиационные системы». Руководство пилота по авиационным знаниям (FAA-H-8083-25B Ed.). Федеральное авиационное управление . 2016-08-24. п. 36. Архивировано из оригинала 2023-06-20.
  9. ^ Медицинское руководство 9 -е издание (PDF) . Международная ассоциация воздушного транспорта. ISBN  978-92-9229-445-8 .
  10. ^ Бэгшоу М (2007). «Коммерческая высота салона самолетов» . Журнал Королевского общества медицины . 100 (2): 64. doi : 10.1177/014107680710000207 . PMC   1790988 . PMID   17277266 .
  11. ^ «Коммерческая система экологического контроля авиалайнеров: инженерные аспекты качества воздуха в кабине» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-05-24.
  12. ^ «Производители стремятся к более удобному климату в салоне» . Flightglobal. 19 марта 2012 года.
  13. ^ «Расширение Bombardier на Global Express Global Express XRS» . Aero-News Network . 7 октября 2003 г.
  14. ^ «Bombardier Global Express xrs Fitshetese» (PDF) . Бомбардира. 2011. Архивировано из оригинала (PDF) 2010-02-16 . Получено 2012-01-09 .
  15. ^ «Системы управления экологическим самолетом» (PDF) . Карлтонский университет. 2003.
  16. ^ Летный тест: Emivest SJ30-Ракета на большие расстояния, полученная 27 сентября 2012 года.
  17. ^ SJ30-2, Соединенные Штаты Америки Получено 27 сентября 2012 года.
  18. ^ «Авиакомпании - это сокращение затрат - пациенты с респираторными заболеваниями платят цену?» Полем Европейское респираторное общество . 2010 год.
  19. ^ «Окончательная политика далеко 25, с. 25.841 07/05/1996 | Приложение 4» .
  20. ^ Jump up to: а беременный "FARS, 14 CFR, часть 25, раздел 841" .
  21. ^ Jump up to: а беременный «Освобождение № 8695» . Рентон, Вашингтон: Федеральная авиационная администрация . 2006-03-24. Архивировано из оригинала на 2009-03-27 . Получено 2008-10-02 .
  22. ^ Стив Хэпни (2006-03-24). "PS-ANM-03-112-16" . Федеральное авиационное управление . Получено 2009-09-23 .
  23. ^ Гатленд, Кеннет (1976). Пилотируемый космический корабль (второе изд.). Нью -Йорк: Макмиллан. п. 256
  24. ^ Гатленд, с. 134
  25. ^ Catchpole, John (2001). Project Mercury - первая пилотируемая космическая программа НАСА . Чичестер, Великобритания: Springer Praxis. п. 410 . ISBN  1-85233-406-1 .
  26. ^ Гиблин, Келли А. (весна 1998). "Огонь в кабине!" Полем Американское наследие изобретения и технологий . 13 (4). Архивировано с оригинала 20 ноября 2008 года . Получено 23 марта 2011 года .
  27. ^ Гатленд, с. 264
  28. ^ Гатленд, с. 269
  29. ^ Гатленд, с. 278, 284
  30. ^ "Аполлон 1 Огонь -" .
  31. ^ Belew, Leland F., ed. (1977). «2. Наша первая космическая станция». SP-400 Skylab: наша первая космическая станция . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. п. 18 ​Получено 15 июля 2019 года .
  32. ^ Гернхардт, Майкл Л.; Дервали, Джозеф П.; Валигора, Джеймс М.; Фицпатрик, Даниэль Т.; Конкин, Джонни (2013). «5.4 Чрезвычайная деятельность» (PDF) . EVA Operations . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. п. 1
  33. ^ «Глава 7: Авиационные системы». Руководство пилота по авиационным знаниям (FAA-H-8083-25B Ed.). Федеральное авиационное управление . 2016-08-24. С. 34–35. Архивировано из оригинала 2023-06-20.
  34. ^ Jump up to: а беременный «Коммерческая система экологического контроля авиалайнеров: инженерные аспекты Cabin Air» . 1995. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2012 года.
  35. ^ «Характеристики дифференциального давления самолета» .
  36. ^ Огандо, Джозеф, изд. (4 июня 2007 г.). «Боинг« Более электрический »787 Dreamliner Evolution Evolution: на 787 Boeing исключил кровотечение и сильно полагался на электрические стартовые генераторы» . Дизайн новости . Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 года . Получено 9 сентября 2011 года .
  37. ^ Дорнхайм, Майкл (27 марта 2005 г.). «Массовая 787 электрическая система давления кабины» . Авиационная неделя и космическая технология .
  38. ^ "Boeing 787 с нуля"
  39. ^ Jedick MD/MBA, Рокки (28 апреля 2013 г.). «Гипоксия» . goflightmedicine.com . Go Flight Medicine . Получено 17 марта 2014 года .
  40. ^ «Триумф и трагедия Союз 11» . Время . 12 июля 1971 года. Архивировано из оригинала 18 марта 2008 года . Получено 20 октября 2007 года .
  41. ^ "Союз 11" . Энциклопедия Астронавца . 2007. Архивировано из оригинала 30 октября 2007 года . Получено 20 октября 2007 года .
  42. ^ Харрис, бригадер-генерал Гарольд Р. ВВС США (в отставке), «Шестьдесят лет истории авиации, воспоминания одного человека», журнал Американского исторического общества Авиации, зима, 1986, стр. 272-273
  43. ^ Новый, Пол (17 мая 2018 г.). "Все взорвалось" . Авиационные услуги Теннесси . Получено 21 мая 2021 года . P210 не был первым производственным самолетом с одним двигателем, но он был определенно первым успешным.
  44. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж Cornelisse, Diana G. (2002). Облаженное зрение, непоколебимая цель; Разработка воздушной энергии для ВВС США в первом веке полезных полетов . База ВВС-Паттерсон, штат Огайо: публикации ВВС США. С. 128–29. ISBN  0-16-067599-5 .
  45. ^ Уильям А. Шонебергер и Роберт Р.Х. Шолл, из воздуха: первые 50 лет Гарретта , Феникс: Гарретт Корпорация, 1985 (1985 (1985 (1985 (1985 (1985 ISBN   0-9617029-0-7 ), P. 275
  46. ^ Некоторые чрезвычайно высокие летающие самолеты, такие как Уэстленд Велкин, использовали частичное давление, чтобы уменьшить усилия по использованию кислородной маски.
  47. ^ Сеймур Л. Чапин (август 1966 г.). «Гарретт и под давлением полет: бизнес, построенный на воздухе». Тихоокеанский исторический обзор . 35 (3): 329–43. doi : 10.2307/3636792 . JSTOR   3636792 .
  48. ^ RJ Atkinson, WJ Winkworth и GM Norris (1962). «Поведение усталости кожи трещится в углах окон в комете фюзеляжа». Совет по авиационным исследованиям отчеты и меморандумы . Citeseerx   10.1.1.226.7667 .
  49. ^ Jefford, CG, ed. RAF и ядерное оружие, 1960–1998. Лондон: Историческое общество Королевских ВВС, 2001. С. 123–125.
  50. ^ Дэвис, Рег и Филипп Дж. Биртлз. Комета: первый в мире реактивный авиалайнер . Маклин, Вирджиния: Paladwr Press, 1999. ISBN   1-888962-14-3 . С. 30–31.
  51. ^ Мансон, Кеннет. Гражданские авиалайнеры с 1946 года. Лондон: Blandford Press, 1967. с. 155
  52. ^ «Вехи в целостности самолетов» . Researchgate . Получено 22 марта 2019 года .
  53. ^ Вера, Николас. Черный ящик: почему безопасность воздуха не является случайностью, книга, который должен прочитать каждый авиационный путешественник . Лондон: Boxtree, 1996. ISBN   0-7522-2118-3 . п. 72
  54. ^ «Отчет о авиационных авариях AAR8903: Aloha Airlines, Flight 243, Boeing 737-200, N73711» (PDF) . NTSB . 14 июня 1989 года.
  55. ^ Aloha Airlines Flight 243 Отчет об инциденте - Aviationsafety.net , доступ 5 июля 2014 года.
  56. ^ Jump up to: а беременный «Отчет о авиационных авариях, Aloha Airlines Flight 243, Boeing 737-100, N73711, недалеко от Мауи, Гавайи, 28 апреля 1998 года» (PDF) . Национальный совет по безопасности на транспорте . 14 июня 1989 года. NTSB/AAR-89/03 . Получено 5 февраля 2016 года .
  57. ^ Хепберн, (1967). «Человеческий фактор в согласии». Профессиональная медицина . 17 (2): 47–51. doi : 10.1093/occmed/17.2.47 .
  58. ^ Хепберн, (1967). «Человеческий фактор в Конкорде». Профессиональная медицина . 17 (2): 47–51. doi : 10.1093/occmed/17.2.47 .
  59. ^ Нанн, Джон Фрэнсис (1993). Прикладная физиология дыхания Нанна . Баттерворт-Хейнеман. п. 341 . ISBN  0-7506-1336-х .
  60. ^ Nunn 1993 , p. 341.
  61. ^ Хапенни, Стив (24 марта 2006 г.). «Промежуточная политика по декомпрессии высокой кабины - соответствующая прошлая практика» . Федеральное авиационное управление.
  62. ^ Jump up to: а беременный Адамс, Мэрилин (1 ноября 2006 г.). «Дышите легко, говорит Боинг» . USA сегодня .
  63. ^ Крофт, Джон (июль 2006 г.). «Airbus и Boeing Spar для среднего веса» (PDF) . Американский институт аэронавтики и космонавтики . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2007 года . Получено 8 июля 2007 года .
  64. ^ «Boeing 7e7 предлагает предпочтительную среду кабины, находит исследования» (пресс -релиз). Boeing. 19 июля 2004 года. Архивировано с оригинала 6 ноября 2011 года . Получено 14 июня 2011 года .
  65. ^ «Принимая лидерство: презентация A350XWB» (PDF) . Eads. Декабрь 2006 года. Архивировано из оригинала (PDF) 2009-03-27.

Общие ссылки

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cabin_pressurization&oldid=1245873606"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4a3841c3deb75d1078802f8e554def24__1726409040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4a/24/4a3841c3deb75d1078802f8e554def24.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cabin pressurization - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)