Дышать без кислорода: откуда берется воздух в салоне самолета
Средняя высота полета пассажирского самолета составляет 9-12 тысяч метров. Воздух в этой части атмосферы уже значительно разрежен, а его температура ниже минус 45 0С. Тем не менее в салоне лайнера условия всегда относительно комфортные. Обусловлено это не только хорошей изоляцией, но и сложной системой, позволяющей преобразовывать воздух за бортом в пригодный для дыхания. И все же, если разобраться, созданные условия не совсем соответствуют привычной земной атмосфере.
В самом начале эры авиации воздушные суда делали полностью герметичными, но за счет сильной разницы давлений внутри и вне самолета металл растягивался, что приводило к разрушению конструкции. Поэтому на данный момент в салоне поддерживают более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта.
Однако слишком малое сжатие воздуха в салоне может доставлять пассажирам сильный дискомфорт за счет уменьшения силы, с которой кислород давит на стенки сосудов. Высота 2500 метров соответствует верхней точке давления, когда кровь еще нормально насыщается кислородом, а человек не испытывает головной боли, одышки, тошноты и сильной усталости. Чаще всего при полете поддерживается давление, соответствующее высоте 1300-1800 метров, то есть 600-650 миллиметров ртутного столба.
При вдохе взрослый человек потребляет в среднем 0,0005 кубического метра воздуха. В минуту мы совершаем в среднем 18 дыхательных циклов, перерабатывая за это время 0,009 кубического метра воздуха. Кажется, что это немного. Но салон лайнера рассчитан в среднем на 600 пассажиров, следовательно, в минуту им всем требуется уже 5,4 кубического метра воздуха. Воздух постепенно "загрязняется", содержание кислорода в нем падает и через некоторое время дышать станет просто невозможно. Следовательно, для комфорта (а в целом для поддержания жизнедеятельности) пассажиров необходим приток свежего воздуха в салон.
Все современные самолеты снабжены системой, которая одновременно обеспечивает салон кислородом и поддерживает работу двигателя, так как топливо в нем сжигается только при окислении кислородом. Когда воздух из атмосферы попадает во внутренний контур двигателя, он сильно сжимается и за счет этого нагревается. Далее от одной из ступеней компрессора (устройство для сжатия газообразных веществ) воздух отбирается уже для салона. При этом забор происходит до смешения с топливом, поэтому абсолютно безвреден и чист, но на всякий случай его все равно прогоняют через фильтры.
Температура нагретого в двигателе воздуха составляет около 500 0С. Поэтому перед поступлением в салон он отправляется на радиатор (устройство для рассеивания тепла), где охлаждается, а затем попадает на турбохолодильник, вращая турбину самолета за счет своего расширения. Энергия воздуха уменьшается, температура падает до 2 0С.
В результате в салон попадают два разных воздушных потока: горячий, который не проходил турбохолодильник, и холодный — прошедший через него. Пилот контролирует температуру в салоне, смешивая горячий и холодный воздух в необходимых пропорциях.
Главный недостаток системы заключается в том, что, воздух, попадающий в кабину, слишком сухой. Разреженный в атмосфере, он содержит меньше влаги, а при доставке в салон осушается дополнительно. Делается это для того, чтобы в патрубках системы кондиционирования не намерзал лед, который может привести к ее закупорке. Именно поэтому многие пассажиры жалуются на сухость в глазах и горле при полете.