Кабинаның қысымы - Cabin pressurization

Ұшақ фюзеляжы, мысалы Boeing 737, цилиндрлік пішінді құрайды қысымды ыдыс

Кабинаның қысымы ішіне шартты ауа айдалатын процесс кабина ұшақтың немесе ғарыш кемесі, биікте ұшатын жолаушылар мен экипаж үшін қауіпсіз және жайлы жағдай жасау мақсатында. Әуе кемесі үшін бұл ауа әдетте қолданылады қан кетті бастап газ турбиналы қозғалтқыштар компрессор сатысында, ал ғарыштық аппараттар үшін ол жоғары қысымда, жиі тасымалданады криогендік цистерналар. Ауаны салқындатады, ылғалдандырады және қажет болған жағдайда циркуляцияланған ауамен араластырады, оны кабинаға бір немесе бірнеше бөліп таратпас бұрын қоршаған ортаны бақылау жүйелері.[1] Кабинаның қысымы шығатын клапанмен реттеледі.

Алғашқы эксперименттік қысым жасау жүйелері 1920-1930 жж. Қолданыла бастаған кезде, 1938 ж. Дейін ғана Boeing 307 Stratoliner, қысыммен салонмен жабдықталған алғашқы коммерциялық ұшақ енгізілді. Бұл практика онжылдан кейін, әсіресе британдықтардың енуімен кең таралатын еді де Гавиллэнд кометасы 1949 жылы әлемдегі алғашқы реактивті лайнер. Бастапқыда сәтті болғанымен, 1954 жылғы екі апатты сәтсіздік дүниежүзілік флотты уақытша жерге қондырды; себебі прогрессивті тіркесім деп табылды металдың шаршауы және әуе кемелерінің тері стресстері, олардың екеуі де сол кезде аэронавигациялық инженерлер туралы шектеулі түсінікке ие болды. Құйрықты жұлдыздан алынған негізгі инженерлік қағидалар барлық келесі реактивті лайнерлердің дизайнына тікелей қолданылды, мысалы Boeing 707.

Кейбір ұшақтар ерекше қысым сценарийлерін ұсынды. Дыбыстан жоғары әуе лайнері Конкорде 6000 фут (1800 м) биіктігін сақтай отырып, ерекше биіктікте (18000 м) дейін ұшқандықтан, әсіресе жоғары қысым дифференциалына ие болды. аэродром салмағы, сонымен қатар басқа да коммерциялық жолаушылар ұшағына қарағанда кішігірім салондық терезелерді қолдануды көрді, егер бұл депрессия жағдайында декомпрессия жылдамдығын төмендетуге арналған. The Aloha Airlines авиакомпаниясының 243-рейсі қатысты оқиға, а Boeing 737-200 ұшу кезінде кабинаның апаттық апатына ұшыраған, ең алдымен, оның ұшу циклі шыдай алатын ұшу циклдарының санынан екі еседен астам жинақталғанына қарамастан, оның үздіксіз жұмысынан туындады. Жолаушыларға ыңғайлы болу үшін бірнеше заманауи лайнерлер, мысалы Boeing 787 Dreamliner және Airbus A350 XWB, жұмыс кабинасының биіктігінің төмендеуі, сондай-ақ ылғалдылықтың жоғарылығы; пайдалану құрама ұшақтар осындай жайлылықты арттырудың тәжірибесін қабылдауға көмектесті.

Салонға қысым жасау қажет

Қысыммен басқару а Boeing 737-800

Жоғарыда 3000 метр биіктікте қысым жасау қажеттілігі арта түседі теңіз деңгейі экипажды және жолаушыларды сол биіктіктен тыс ауа қысымының төмен болуынан болатын бірқатар физиологиялық проблемалар қаупінен қорғау. АҚШ-та жұмыс жасайтын жеке әуе кемелері үшін экипаж мүшелері салонның биіктігі болса (ауа қысымының көрінісі), оттегі маскаларын қолдануға міндетті. төменде қараңыз ) 12,500 футтан 30 минуттан астам уақытты сақтайды немесе егер кабинаның биіктігі кез келген уақытта 14000 футқа жетсе. 15 000 футтан жоғары биіктікте жолаушыларға оттегі маскаларын беру қажет. Коммерциялық әуе кемелерінде салонның биіктігі 8000 фут (2400 м) немесе одан аз жерде сақталуы керек. Сондай-ақ, жүк ұстамасының қысымы қысымға сезімтал тауарлардың ағып кетуі, кеңеюі, жарылуы немесе қайта қысымда ұсақталуы мүмкін зақымдарға жол бермеу үшін қажет.[дәйексөз қажет ] Негізгі физиологиялық мәселелер төменде келтірілген.

Гипоксия
Төменгі ішінара қысым биіктікте оттегі азаяды альвеолярлы өкпеде және кейіннен мидағы оттегі кернеуі, баяу ойлауға, көру қабілетінің нашарлауына, сананың жоғалуына және ақыр соңында өлімге әкеледі. Кейбір адамдарда, әсіресе жүрек немесе өкпе аурулары кезінде белгілер 1500 футтан басталуы мүмкін, дегенмен жолаушылардың көпшілігі 8000 фут (2400 м) биіктікке зиянсыз әсер етеді. Бұл биіктікте оттегі теңіз деңгейіне қарағанда шамамен 25% -ға аз болады.[2]
Гипоксияны қосымша оттегіні енгізу арқылы шешуге болады оттегі маскасы немесе а мұрын канюлясы. Қысым болмаса, жеткілікті оттегіні 12000 м биіктікке дейін жеткізуге болады. Себебі теңіз деңгейінде өмір сүруге дағдыланған адамға 0,20 шамасы керекбар ішінара оттегі қысымы қалыпты жұмыс істеуі үшін және қысымды 12000 м-ге дейін жоғарылату арқылы ұстап тұруға болады моль фракциясы тыныс алатын ауадағы оттегі. 12000 м-де қоршаған ауаның қысымы шамамен 0,2 барға дейін төмендейді, бұл кезде оттегінің минималды ішінара қысымын 0,2 бар ұстап тұру үшін 100% оттегімен тыныс алуды қажет етеді. оттегі маскасы.
Әуе лайнерлерінің салонында оттегімен қамтамасыз ететін төтенше маскалар қажет емес қысыммен талап етілетін маскалар өйткені рейстердің көпшілігі 12 000 метрден төмен тұрады. Осы биіктіктен оттегінің ішінара қысымы 100% оттегі кезінде де 0,2 бардан төмен түседі және кабинаның белгілі бір қысымы немесе жылдам түсуі гипоксия қаупін болдырмау үшін маңызды болады.
Биіктік ауруы
Гипервентиляция, дененің гипоксияға ең көп тараған реакциясы қандағы оттегінің ішінара қысымын ішінара қалпына келтіруге көмектеседі, бірақ сонымен қатар Көмір қышқыл газы (CO2) қанның рН жоғарылатып, индукциялайтын газға дейін алкалоз. Жолаушылар әлсіздікке ұшырауы мүмкін, жүрек айну, бас ауруы, ұйқысыздық және (ұзартылған рейстерде) өкпе ісінуі. Бұл альпинистерге кездесетін белгілер, бірақ ұшудың шектеулі ұзақтығы өкпе ісінуінің дамуын екіталай етеді. Биіктік ауруы толықтай басқарылуы мүмкін қысым костюмі денені қысымды ортада толығымен қоршайтын дулыға және бет тақтайшаларымен; дегенмен, бұл коммерциялық жолаушылар үшін практикалық емес.
Декомпрессиялық ауру
Газдардың ішінара қысымы, негізінен азот (N2), бірақ барлық басқа газдарды қосқанда, қан ағымындағы еріген газдардың тұнбаға түсуіне әкелуі мүмкін газ эмболиясы, немесе қан айналымындағы көпіршіктер. Механизм тереңдіктен көтерілу кезінде сығылған ауа сүңгуірлерімен бірдей. Симптомдарға «иілудің» алғашқы белгілері - шаршау, ұмытшақтық, бас ауруы, инсульт, тромбоз және тері астындағы қышу кіруі мүмкін, бірақ сирек олардың толық белгілері. Декомпрессионды ауру биіктік ауруы сияқты толық қысымды костюммен басқарылуы мүмкін.
Баротравма
Ұшақ көтерілу немесе түсу кезінде жолаушылар ыңғайсыздықты сезінуі немесе өткір ауырсынуы мүмкін, өйткені олардың денелеріндегі газдар кеңейіп немесе жиырылады. Көбінесе ақаулар ауада пайда болады ортаңғы құлақ (аэротит) немесе бітелген параназальды синус Евстахия түтігі немесе синус. Ауырсыну сезімі де болуы мүмкін асқазан-ішек жолдары немесе тіпті тістер (бародонталгия ). Әдетте, бұл ауыр жарақат алу үшін жеткіліксіз, бірақ ұшудан кейін құлақтың ауыруы мүмкін[3] сияқты медициналық жағдайларды күшейтуі немесе тездетуі мүмкін, мысалы пневмоторакс.

Кабинаның биіктігі

11000 метрге (37000 фут) мөрленген бос бөтелке бастапқы күйіндегімен салыстырғанда теңіз деңгейіне түскенде ұсақталады.

Кабинаның ішіндегі қысым техникалық деп аталады балама тиімді биіктік немесе жиі кабина биіктігі. Бұл жоғарыдағы эквивалентті биіктік ретінде анықталады теңіздің деңгейі сол сияқты атмосфералық қысым сияқты стандартты атмосфералық модельге сәйкес Халықаралық стандартты атмосфера. Осылайша, кабинаның нөлдік биіктігі теңіз деңгейінде 101,325 килопаскаль (14,696 psi) болып табылатын қысымға ие болады.[4]

Ұшақ

Жылы лайнерлер, ұшу кезінде кабинаның биіктігі теңіз бөлігінен жоғары деңгейде сақталады, қысымның қысылған бөлігіндегі стрессті азайту үшін фюзеляж; бұл кернеу кабинаның ішіндегі және сыртындағы қысымның айырмашылығына пропорционалды. Әдеттегі коммерциялық жолаушылар рейсінде салон биіктігі шыққан әуежайдың биіктігінен ең жоғары деңгейге дейін 2400 м-ге дейін біртіндеп көтерілу үшін бағдарламаланған. Бұл кабинаның биіктігі әуе кемесі ең жоғары биіктікте крейсер болған кезде сақталады, содан кейін ұшу кезінде кабинаның қысымы тағайындалған жердегі атмосфералық ауа қысымына сәйкес келгенше біртіндеп азаяды.[дәйексөз қажет ]

Кабинаның биіктігін 2400 м-ден төмен ұстау, әдетте, елеулі жағдайларға жол бермейді гипоксия, биіктік ауруы, декомпрессиялық ауру, және баротравма.[5] Федералды авиациялық әкімшілік (FAA) АҚШ-тағы нормативті құжаттарға сәйкес, қалыпты пайдалану жағдайында кабинаның биіктігі ұшақтың максималды жұмыс биіктігінде осы шектен аспауы керек.[6] Бұл кабинаның міндетті биіктігі барлық физиологиялық мәселелерді жоймайды; сияқты жағдайлары бар жолаушылар пневмоторакс толық сауыққанға дейін ұшпауға кеңес беріледі, ал суықтан немесе басқа инфекциядан зардап шегетін адамдар әлі күнге дейін құлақ пен синус аймағында ауырсынуды сезінуі мүмкін.[дәйексөз қажет ] Кабина биіктігінің өзгеру жылдамдығы жайлылыққа қатты әсер етеді, өйткені адамдар қысымның өзгеруіне сезімтал ішкі құлақ және синусын және мұны мұқият басқару керек. Аквалант сүңгуірден кейін «ұшуға болмайды» кезеңінде ұшатын сүңгуірлерге қауіп төнеді декомпрессиялық ауру өйткені олардың денесінде жинақталған азот кабина қысымының төмендеуіне ұшырағанда көпіршіктер түзуі мүмкін.

Кабинаның биіктігі Boeing 767 Әдетте, 7000 футты (2100 м) 37000 футта (11000 м) саяхаттаған кезде құрайды.[7] Бұл ескі реактивті лайнерлерге тән. Көптеген жаңа ұшақтардың дизайнерлік мақсаты - ескі үлгілерге қарағанда салонның төменгі биіктігін қамтамасыз ету. Бұл жолаушылардың жайлылығына пайдалы болуы мүмкін.[8] Мысалы, Bombardier Global Express іскери ұшақ 41000 футта (12000 м) крейсер кезінде кабинаның биіктігін 4500 фут (1400 м) қамтамасыз ете алады.[9][10][11] The Emivest SJ30 іскери ұшақ 41000 футта (12000 м) крейсер кезінде теңіз деңгейіндегі кабина биіктігін қамтамасыз ете алады.[12][13] Сегіз рейсті бір зерттеу Airbus A380 әуе кемесі кабинаның қысымының орташа биіктігін 6 128 фут (1868 м), ал 65 ұшуды тапты Boeing 747-400 әуе кемесі салонның қысымының орташа биіктігін 5 159 фут (1572 м) тапты.[14]

1996 жылға дейін шамамен 6000 ірі коммерциялық көлік ұшағына биіктіктегі ерекше шарттарды орындамай, 45000 фут (14000 м) дейін ұшуға типтік сертификат берілді.[15] 1996 жылы FAA 25-87 түзетуді қабылдады, ол жаңа типтегі ұшақтардың конструкцияларына қосымша биіктікте кабинаның қысым сипаттамаларын енгізді. 25000 футтан (7.600 м) жоғары пайдалану үшін сертификатталған әуе кемелері «қысым жасау жүйесіндегі ықтимал ақаулық жағдайынан кейін ұшқыштар салон қысымының биіктігі 15000 футтан (4600 м) асып кетпейтін етіп жасалуы керек».[16] Декомпрессия болған жағдайда, «кез келген істен шығу жағдайлары өте мүмкін емес», ұшақ салондар биіктігі 25000 футтан (7600 м) асатын жерде 2 минуттан артық болмайтындай етіп жасалынуы керек, сондай-ақ кез-келген уақытта 12000 м-ден асатын биіктікте.[16] Іс жүзінде бұл жаңа Федералдық авиациялық ережелер түзету жедел жүктейді төбе жаңа құрастырылған коммерциялық ұшақтардың көпшілігінде 40,000 фут (12,000 м).[17][18] Әуе кемесін жасаушылар осы ережені жеңілдетуге өтініш бере алады, егер жағдайлар бұған негіз болса. 2004 жылы, Airbus А380 кабинасының биіктігі декомпрессиялық инцидент кезінде 43000 футқа (13000 м) жетуге және бір минут ішінде 40 000 футтан (12000 м) асуға мүмкіндік беру үшін FAA босатылуын алды. Бұл А380-ге басқа биіктіктегі басқа азаматтық авиацияға қарағанда жоғары биіктікте жұмыс істеуге мүмкіндік береді.[17]

Ғарыш кемесі

Орыс инженерлері 1961 жылы өздері әуе тәрізді азот / оттегі қоспасын барлық уақытта нөлдік деңгейге жақын жерде қолданды Восток, 1964 Восход және 1967 жылға дейін Союз ғарыш кемесі.[19] Бұл одан да ауырды қажет етеді ғарыш көлігі дизайн, өйткені ғарыш аппараттарының кабинасының құрылымы кеңістіктің вакуумына қарсы шаршы дюймге (1 бар) 14,7 фунт стресске төтеп беруі керек, сонымен қатар инертті азот массасын тасымалдау керек. Бұған жол бермеу үшін де мұқият болу керек декомпрессиялық ауру ғарышкерлер өнер көрсеткен кезде экстрасифулярлық белсенділік, ағымдағы сияқты ғарыш костюмдері ақылға қонымды икемділікті қамтамасыз ету үшін салыстырмалы түрде төмен қысымда таза оттегімен қысым жасайды.[20]

Керісінше, Америка Құрама Штаттары 1961 жылы таза оттегі атмосферасын пайдаланды Меркурий, 1965 Егіздер, және 1967 Аполлон ғарыш кемесі, негізінен, декомпрессиялық ауруды болдырмау үшін.[21][22] Меркурий салонның биіктігін 24 800 фут (7600 м) қолданды (бір дюймге 5,5 фунт (0,38 бар));[23] Егіздер 25,700 фут (7,800 м) биіктікті пайдаланды (5,3 psi (0,37 бар));[24] және Аполлон 27000 фут (8200 м) пайдаланды (5,0 psi (0,34 бар))[25] ғарышта. Бұл ғарыштық көліктің жеңіл дизайнына мүмкіндік берді. Бұл мүмкін, өйткені 100% оттегі кезінде ғарышкерлердің қалыпты жұмыс істеуі үшін қанға оттегі жетеді. Ұшырудың алдында қысым теңіз деңгейінен сәл жоғары, егіздер үшін қоршаған ортадан тұрақты 5,3 psi (0,37 бар), ал Аполлон үшін ұшырылған кезде теңіз деңгейінен 2 psi (0,14 бар) жоғары деңгейде ұстап, ғарыш кабинасының биіктігіне көшті. көтерілу кезінде. Алайда, жоғары қысымды таза оттегі атмосферасы Аполлонда өрттің қауіпті екенін көрсетті, бұл бүкіл экипаждың қазасына себеп болды Аполлон 1 1967 жылы жердегі сынақ кезінде. Осыдан кейін, НАСА ұшыру кезінде азот / оттегі қоспасын нөлдік кабина биіктігінде пайдалану процедурасын қайта қарады, бірақ төмен қысымды таза оттегі атмосферасын кеңістіктегі 5 пси (0,34 бар) деңгейінде ұстады.[26]

Кейін Аполлон бағдарламасы, Америка Құрама Штаттары стандартты ауаға ұқсас пайдаланды[бұлыңғыр ] кабина атмосфералары Skylab,[27] The Space Shuttle орбитасы, және Халықаралық ғарыш станциясы.[28]

Механика

Қысымға ауа қысылған ауа көзімен қысым жасау үшін құрастырылған герметикалық фюзеляждың дизайны арқылы қол жеткізіледі. қоршаған ортаны бақылау жүйесі (ECS). Қысымды ауаның ең көп таралған көзі болып табылады ауаны қан а-ның компрессорлық сатысынан алынған газ турбинасы төмен немесе аралық сатыдан, сонымен қатар қосымша жоғары сатыдан қозғалтқыш; нақты кезең қозғалтқыш түріне байланысты өзгеруі мүмкін. Сыртқы суық ауа қан кететін клапандарға жеткен кезде, ол өте жоғары қысымға ие және 200-ге дейін қызады° C (392 ° F ). Жоғары немесе төмен қан кету көздерін басқару және таңдау толығымен автоматты болып табылады және ұшудың әртүрлі кезеңдеріндегі әртүрлі пневматикалық жүйелердің қажеттіліктерімен басқарылады.[29]

Қан шығаратын ауаның ECS-ге бағытталған бөлігі оны салқындататын кабинаның қысымына жеткізу үшін кеңейтіледі. Ақырғы, қолайлы температураға ыстық сығылған ауадан кері жылуды қосу арқылы қол жеткізіледі жылу алмастырғыш және ауа циклі бар машина PAC (қысым және ауа баптау) жүйесі ретінде белгілі. Кейбір үлкен әуе лайнерлерінде салонның бөлігін басқаларға қарағанда салқындату үшін қажет болса, қаптамалардан шығатын кондиционерленген ауа ағынына ыстық тримдік ауаны қосуға болады.

Шығу және қысымды төмендету клапаны а Boeing 737-800

Кем дегенде екі қозғалтқыш толығымен қамтамасыз ету үшін барлық ұшақтың пневматикалық жүйелерін сығылған ауамен қамтамасыз етеді қысқарту. Сонымен, сығылған ауа алынады қосалқы қуат блогы (APU), егер ол жабдықталған болса, төтенше жағдай кезінде және негізгі қозғалтқыштар іске қосылмай тұрып, жерге кабина ауасын беру үшін. Қазіргі заманғы коммерциялық ұшақтардың көпшілігінде қысымды сақтауға арналған резервтік көшірмені басқару жүйесімен бірге толық резервтелген, қайталанған электронды контроллерлер бар.

Шығарылатын барлық ауа атмосфераға ағызылатын клапан арқылы, әдетте фюзеляждың артқы жағына жіберіледі. Бұл клапан кабинаның қысымын бақылайды, сонымен қатар басқа қауіпсіздік клапандарынан басқа қауіпсіздік клапанының рөлін атқарады. Егер автоматты қысым реттегіштері істен шыққан болса, ұшқыш төтенше жағдайларды бақылау тізіміне сәйкес кабинаның қысым клапанын қолмен басқара алады. Автоматты контроллер, әдетте, фюзеляждағы қысымның максималды дифференциалды шегінен аспай, кабинаның биіктігі практикалық деңгейге дейін төмен болатындай етіп шығатын клапанның күйін үнемі реттеп отыру арқылы кабинаның қысымының тиісті биіктігін сақтайды. Қысымның дифференциалы әуе кемелерінің түрлерінде өзгереді, типтік мәндер 540 аралығындаhPa (7.8 psi ) және 650hPa (9.4 psi ).[30] 39000 футта (12000 м) кабинаның қысымы автоматты түрде 6900 футта (2100 м) (Мехикодан 450 фут (140 м) төмен) сақталады, бұл атмосфера қысымы шамамен 790 гПа (11,5 psi) құрайды.[29]

Сияқты кейбір ұшақтар Boeing 787 Dreamliner, қысымды қамтамасыз ету үшін поршенді қозғалтқыштарда бұрын қолданылған электр компрессорларын қайтадан енгізді.[31][32] Электр компрессорларын қолдану қозғалтқыштарға электр генерациясының жүктемесін жоғарылатады және энергия тасымалдаудың бірқатар кезеңдерін енгізеді;[33] сондықтан бұл әуе кемелерімен әуе өңдеу жүйесінің жалпы тиімділігін арттыра ма, жоқ па белгісіз. Алайда, бұл қауіпті жояды кабинаның химиялық ластануы, қозғалтқыштың дизайнын жеңілдетіңіз, ұшақтың айналасында жоғары қысымды құбыр желісін жүргізу қажеттілігін болдырмаңыз және дизайнның үлкен икемділігін қамтамасыз етіңіз.

Жоспарланбаған декомпрессия

Жолаушыларға арналған оттегі маскасы

Биіктікте / кеңістіктегі кабинаның қысымының жоспарланбаған жоғалуы сирек кездеседі, бірақ а өліммен аяқталған жазатайым оқиғалардың саны. Ақаулар кеңістіктің тұтастығын кенеттен, катастрофалық жоғалтудан (жарылғыш декомпрессия) баяу ағып кетуден немесе кабинаның қысымының төмендеуіне мүмкіндік беретін жабдықтың ақауларынан тұрады.

10 000 футтан (3000 м) жоғары салондағы қысымның сәтсіздігі үшін ең төменгі қауіпсіз биіктікті (MSA) сақтай отырып, 8000 футтан (2400 м) немесе соған жақын қашықтықтан апаттық түсіруді қажет етеді. оттегі маскасы әр орынға. Оттегі жүйесінде бортта барлығы үшін жеткілікті оттегі бар және ұшқыштарға 2400 метрден төмен түсуге жеткілікті уақыт беріледі. Төтенше оттегі жоқ, гипоксия сананың жоғалуына және кейіннен ұшақты басқаруды жоғалтуға әкелуі мүмкін. Қазіргі әуе лайнерлерінде ұшқыштар кабинасына қысымды таза оттегі сыйымдылығы кіреді, бұл ұшқыштарды қауіпсіз биіктікке жеткізуге көп уақыт береді. The пайдалы сананың уақыты биіктікке байланысты өзгеріп отырады. Қысым төмендеген сайын салондағы ауа температурасы қоршаған орта температурасына дейін төмендеуі мүмкін гипотермия немесе үсік.

Қауіпсіз биіктікке кем дегенде 30 минут ішінде жетуге мүмкіндік бермейтін жер бедерімен ұшып өтуі керек әуе лайнерлері үшін қысымды оттегі бөтелкелері химиялық оттегі генераторлары көптеген ұшақтарға қондырылған жеткілікті оттегі бере алмайды.

Жылы реактивті истребитель ұшақ, шағын өлшемді кабина кез келген декомпрессия өте жылдам болады және ұшқышқа оттегі маскасын киюге уақыт бермейді дегенді білдіреді. Сондықтан истребитель ұшқыштары мен экипаж мүшелері әрдайым оттегі маскаларын киюі керек.[34]

1971 жылы 30 маусымда экипаж Союз 11, Кеңес ғарышкерлері Георгий Добровольский, Владислав Волков, және Виктор Пацаев салондық желдеткіш клапан атмосфераға қайта кіргенге дейін кездейсоқ ашылғаннан кейін қаза тапты.[35][36]

Тарих

Қысыммен салон жүйелерін құрған әуе кемелеріне:

  • Packard-Le Père LUSAC-11, (1920, өзгертілген француз дизайны, шын мәнінде қысыммен емес, қоршалған, оттегімен байытылған кокпитімен)
  • Инженерлік бөлім USD-9A, өзгертілген Airco DH.9A (1921 - қысылған кокпит модулі қосылған алғашқы ұшақ)[37]
  • 49. Жұлдыздар (1931 - салонда қысым жасау тұжырымдамасын тексеру үшін арнайы жасалған неміс тәжірибелік ұшақ)
  • Фарман Ф.1000 (1932 ж. - Францияның рекордтық қысымды кокпитті, эксперименттік ұшақты жаңартуы)
  • Чижевский БОК-1 (1936 - ресейлік эксперименттік ұшақ)
  • Lockheed XC-35 (1937 - американдық қысымды ұшақ. Кокпитті қысатын капсуладан гөрі монокок фюзеляждың терісі қысымды ыдыс болды.)
  • Renard R.35 (1938 - бірінші рейсте апатқа ұшыраған алғашқы қысымды поршенді лайнер)
  • Boeing 307 (1938 ж. - коммерциялық қызметке келген алғашқы қысымды лайнер)
  • Lockheed Constellation (1943 - кең қызметтегі алғашқы қысымды лайнер)
  • Авро Тюдор (1946 - алғашқы британдық қысымды лайнер)
  • де Гавиллэнд кометасы (Британия, Comet 1 1949 - бірінші реактивті ұшақ, Comet 4 1958 - Comet 1 мәселелерін шешу)
  • Туполев Ту-144 және Конкорде (1968 КСРО және 1969 ағылшын-француз сәйкесінше - өте жоғары биіктікте жұмыс істейді)
  • SyberJet SJ30 (2005) 12,0 psi қысыммен жүйені сертификаттаған алғашқы азаматтық іскери ұшақ, теңіз деңгейіндегі кабинаға 41000 фут (12000 м) мүмкіндік берді.

1910 жылдардың аяғында биік және биік биіктерге жету әрекеттері жасалды. 1920 жылы 37000 футтан (11000 м) асатын ұшуларға алғашқы рет ұшқыш-сынақшы Л. Джон А. ішінде Packard-Le Père LUSAC-11 қос жазықтық Мак-Кук өрісі жылы Дейтон, Огайо.[38] Ұшу кабинадағы жинақталған оттегін босату арқылы мүмкін болды, ол кейіннен жасалған оттегі маскасына емес, жабық салонға шығарылды.[38] Осы жүйенің көмегімен 12000 м-ге жақын ұшулар мүмкін болды, бірақ бұл биіктікте атмосфералық қысымның болмауы ұшқыштың жүрегін көрнекі үлкейтуге мәжбүр етті және көптеген ұшқыштар осындай биіктікке ұшу кезінде денсаулығына байланысты мәселелер туралы хабарлады.[38] Кейбір әуе лайнерлерінде тұрақты рейстерде жолаушыларға оттегі маскалары болған.

1921 жылы Wright-Dayton USD-9A барлау бипланы оған сыртқы сыртқы турбиналармен қысым жасайтын ауа өткізбейтін толығымен жабық камера қосылып өзгертілді.[38] Камераның диаметрі 226 дюйм болатын (0,56 м), оны пилот 3000 фунтпен (910 м) герметикалайтын.[38] Камерада тек бір ғана аспап, яғни биіктік өлшеуіш болған, ал кәдімгі кокпиттік аспаптар барлығы бес кішкене иллюминаторлар арқылы көрінетін камерадан тыс орнатылған.[38] Ұшақты басқарудың алғашқы әрекетін лейтенант Джон А.Маккиди қайтадан жасады, ол турбинаның камераға ауаны жылдам жіберетіндігін, ол босатылған клапанның шығарғанынан гөрі жылдамырақ екенін анықтады.[38] Нәтижесінде камера тез арада қысымға ұшырады және ұшу тоқтатылды.[38] Ұшқыш камералық люкті жабу үшін өте қысқа екенін 910 метрде анықтаған кезде екінші әрекеттен бас тартуға тура келді.[38] Алғашқы сәтті ұшуды сынақшы-ұшқыш лейтенант Харрольд Харрис жасады, бұл оны әлемдегі алғашқы қысымды ұшақпен жасады.[38]

Салоны қысымы бар алғашқы әуе лайнері болды Boeing 307 Stratoliner дейін, 1938 жылы салынған Екінші дүниежүзілік соғыс дегенмен, он ғана шығарылды. 307-ші «қысым бөлімі ұшақтың мұрнынан қысымға дейін болды қалқан көлденең тұрақтандырғыштың артқы жағында ».[39]

Екінші дүниежүзілік соғыс дәуірі, шлем мен оттегі маскасы

Екінші дүниежүзілік соғыс авиацияның дамуына катализатор болды. Бастапқыда, Екінші дүниежүзілік соғыстың поршенді ұшақтары, олар өте жоғары биіктікте жиі ұшқанымен, қысымға ұшырамады және оттегі маскаларына сүйенді.[40] Бұл экипаж кабинада қозғалуы керек болатын үлкен бомбардировщиктердің дамуына байланысты практикалық емес болып қалды және бұл кабинаның қысымы бар бірінші бомбалаушыға әкелді (экипаж аумағында ғана болса да) Boeing B-29 Superfortress. Бұл үшін басқару жүйесін құрастырған Garrett AiResearch өндірістік компаниясы, Boeing компаниясының Stratoliner-ге берген патенттерін лицензиялау бойынша ішінара сурет салу.[41]

Соғыстан кейінгі поршенді авиалайнерлер Lockheed Constellation (1943) технологияны азаматтық қызметке дейін кеңейтті. Поршеньді қозғалтқыш әуе лайнерлері салонның қысымды ауасын қамтамасыз ету үшін электр компрессорларына сүйенеді. Қозғалтқышты қатты зарядтау және кабинаның қысымы осындай ұшақтарға мүмкіндік берді Дуглас DC-6, Дуглас DC-7 және жұлдыз шоғыры 24000 футтан (7300 метрден) 28.400 футқа (8.700 метрге дейін) дейін қызмет көрсететін сертификатталған. Сол биіктікке қарсы тұру үшін қысымды фюзеляжды жобалау сол кездегі инженерлік-металлургиялық білім шеңберінде болды. Реактивті лайнерлерді енгізу круиздік биіктіктерді реактивті қозғалтқыштар отынды үнемдейтін 30,000–41,000 фут (9,100–12,500 м) диапазонына дейін едәуір арттыруды талап етті. Круиздік биіктіктердің өсуі фюзеляжды әлдеқайда қатал жасауды қажет етті, ал басында барлық инженерлік мәселелер толық түсінілмеген.

Әлемдегі алғашқы коммерциялық реактивті лайнер ағылшындар болды де Гавиллэнд кометасы (1949) 36000 фут (11000 м) қызмет ету төбесімен жобаланған. Бұл биіктікте үлкен диаметрлі, қысыммен фюзеляждың бірінші рет салынуы және ұшуы болды. Бастапқыда дизайн өте сәтті болды, бірақ 1954 ж. апаттық апаттың екі апаты Нәтижесінде әуе кемесі, жолаушылар мен экипаж толықтай шығынға ұшырады, бұл бүкіл әлемдегі реактивті лайнердің флотына негізделген. Ұшақ сынықтарын жан-жақты зерттеу және жаңашыл инженерлік талдау биіктікте фюзеляждың қысыммен жобалануының негізгі мәселелерін шешетін бірқатар өте маңызды инженерлік жетістіктерге әкелді. Маңызды мәселе прогрессивті әсерді жеткіліксіз түсінудің жиынтығы болды металдың шаршауы өйткені фюзеляж стресстік циклдарды бірнеше рет бастан кешіреді және ұшақтардың терінің кернеулері фюзеляждың саңылауларына, мысалы терезелер мен тойтармаларға қалай қайта бөлінетіндігін түсінбейді.

Comet 1 бағдарламасынан алынған металдың шаршауына қатысты маңызды инженерлік принциптер[42] дизайнына тікелей қолданылды Boeing 707 (1957) және барлық кейінгі реактивті лайнерлер. Мысалы, егжей-тегжейлі жоспарлы тексеру процестері енгізілді, сыртқы теріні мұқият визуалды тексеруден басқа, міндетті түрде құрылымдық сынамалар операторлармен жүргізілді; қарапайым көзбен көрінбейтін аймақтарды тексеру қажеттілігі кеңінен таралған рентгенография авиациядағы емтихан; бұл сондай-ақ басқаша көрінбейтін жарықтар мен кемшіліктерді анықтайтын артықшылыққа ие болды.[43] Кометадағы апаттардың тағы бір айқын байқалатын мұрасы - әрбір реактивті лайнердің сопақ терезелері; Құйрықты жұлдыздарды бұзатын металл шаршау жарықтары Комета 1-дің төртбұрышты терезелеріндегі кішігірім радиустық бұрыштардан басталды.[44][45] Comet фюзеляжы қайта жасақталды және Comet 4 (1958) алғашқы трансатлантикалық реактивті қызметтің бастауын табысты лайнерге айналды, бірақ бағдарлама бұл апаттардан ешқашан қалпына келмеді және Boeing 707 оны басып озды.[46][47]

Кометадағы апаттардан кейін де кабинаның қысымына байланысты бірнеше бірнеше апатты шаршау сәтсіздіктері болды. Мүмкін, ең көрнекті мысал болған шығар Aloha Airlines авиакомпаниясының 243-рейсі, қатысатын а Boeing 737-200.[48] Бұл жағдайда басты себеп - апатқа дейін 35 496 ұшу сағаты жиналғанына қарамастан, белгілі бір әуе кемесінің үздіксіз жұмыс істеуі болды, бұл сағаттарға қысқа рейстерде пайдаланудың арқасында 89680-ден астам ұшу циклі (ұшу және қону) кірді;[49] бұл ұшу циклі төзуге арналған ұшу циклдарының санынан екі еседен көп болды.[50] Aloha 243 кабинаның экипажының бір мүшесін жоғалтуға әкеп соқтырған декомпрессияның айтарлықтай залалына қарамастан қонуға мүмкіндік алды; бұл оқиға үлкен әсер етті авиациялық қауіпсіздік саясат және жұмыс процедураларының өзгеруіне әкелді.[50]

Дыбыстан жоғары әуе лайнері Конкорде ерекше жоғары қысымды дифференциалдармен күресуге тура келді, өйткені ол ерекше биіктікте ұшып өтті (18000 м) және кабинаның биіктігін 6000 фут (1800 м) ұстап тұрды.[51] Осыған қарамастан, оның биіктігі әдейі 6000 фут (1800 м) деңгейінде сақталды.[52] Бұл үйлесім, жайлылықты жоғарылатуды қамтамасыз ете отырып, Concorde-ді едәуір ауыр ұшаққа айналдыруды қажет етті, бұл өз кезегінде рейстің салыстырмалы түрде жоғары бағасына ықпал етті. Конкордта әдеттегіден басқа терезе тығыздағышы істен шыққан жағдайда декомпрессияның жылдамдығын бәсеңдету үшін басқа коммерциялық жолаушылар ұшағына қарағанда кішігірім салон терезелерімен қамтамасыз етілді.[53] Жоғары круиздік биіктік сонымен қатар жоғары қысымды оттегі мен пайдалануды талап етті сұраныс клапандары төтенше жағдай маскаларында үздіксіз ағынды маскалар кәдімгі әуе лайнерлерінде қолданылады.[54] Әуе кемелеріне апаттық түсудің минималды жылдамдығын қамтамасыз ететін FAA Конкорденің жоғары жұмыс биіктігіне байланысты қысымның төмендеуіне ең жақсы жауап жылдам түсу болатынын анықтады.[55]

Жаңа ұшақтарға арналған салонның жобаланған биіктігі құлдырайды және бұл қалған физиологиялық мәселелерді азайтады деп күтілуде. Екі Boeing 787 Dreamliner және Airbus A350 XWB әуе лайнерлері жолаушылардың жайлылығын арттыру үшін осындай өзгертулер жасады. 787 ішкі салонының қысымы 6000 футқа (1800 м) биіктікке тең, бұл ескі кәдімгі әуе кемелерінің 8000 фут (2400 м) биіктігіне қарағанда жоғары қысым;[56] бірлескен зерттеу бойынша Boeing және Оклахома мемлекеттік университеті, мұндай деңгей жайлылық деңгейін айтарлықтай жақсартады.[57][58] Airbus A350 XWB кабинаның әдеттегі биіктігін 6000 футтан (1800 м) төмен және 20% ылғалдылықтағы кабинаның атмосферасымен және салонның ауа ағынын жолаушылар жүктемесіне бейімдейтін ауа ағындарын басқару жүйесімен қамтамасыз етеді деп мәлімдеді. .[59] Қабылдау құрама фюзеляждар туындайтын қауіпті жояды металдың шаршауы бұл қазіргі заманғы әуе лайнерлері қабылдаған кабина қысымының жоғарылауымен күшейе түсетін еді, бұл сонымен қатар үлкен ылғалдылық деңгейлерін пайдаланудан коррозия қаупін жояды.[56]

Сондай-ақ қараңыз

Сілтемелер

  1. ^ Ми, Маршалл (2011 ж. 12 сәуір). «Ұшақ кабинасының қысымы қалай жұмыс істейді». Stuff қалай жұмыс істейді. Архивтелген түпнұсқа 2013 жылдың 15 қаңтарында. Алынған 31 желтоқсан, 2012.
  2. ^ К.Байлли және А.Симпсон. «Биіктіктегі оттегі калькуляторы». Алынған 2006-08-13. - Интерактивті биіктіктегі оттегі калькуляторы
  3. ^ «Баротраума» бұл не?. Гарвард денсаулық баспасы. Гарвард медициналық мектебі. Желтоқсан 2018. Алынған 2019-04-14. Ұшақта құлаққа баротравма, оны аэро-отит немесе баротит деп те атайды - ұшақ қону үшін түскен кезде орын алуы мүмкін.
  4. ^ Олд, Дж .; Шринивас, К. (2008). «Атмосфераның қасиеттері». Архивтелген түпнұсқа 2013-06-09. Алынған 2008-03-13.
  5. ^ Медициналық нұсқаулық 9-шы шығарылым (PDF). Халықаралық әуе көлігі қауымдастығы. ISBN  978-92-9229-445-8.
  6. ^ Bagshaw M (2007). «Ұшақтың коммерциялық биіктігі». Корольдік медицина қоғамының журналы. 100 (2): 64. дои:10.1258 / jrsm.100.2.64-а. PMC  1790988. PMID  17277266.
  7. ^ «Коммерциялық авиалайнерлердің қоршаған ортаны бақылау жүйесі: кабина ауасының инженерлік аспектілері» (PDF). Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2011-05-24.
  8. ^ «Өндірушілер салонның климатын жайлы етуге тырысады». Flightglobal. 19 наурыз 2012.
  9. ^ «Global Express Global Express XRS-те Bombardier-дің созылу ауқымы». Aero-News Network. 2003 жылғы 7 қазан.
  10. ^ «Bombardier Global Express XRS мәліметтер парағы» (PDF). Bombardier. 2011 жыл.
  11. ^ «Әуе кемелерін қоршаған ортаны бақылау жүйелері» (PDF). Карлтон университеті. 2003 ж.
  12. ^ Ұшу сынағы: Emivest SJ30 - ұзақ қашықтыққа ұшатын зымыран Тексерілді, 27 қыркүйек 2012 ж.
  13. ^ SJ30-2, Америка Құрама Штаттары Тексерілді, 27 қыркүйек 2012 ж.[сенімсіз ақпарат көзі ме? ]
  14. ^ «Авиакомпаниялар шығындарды азайтып жатыр - респираторлық аурулары бар науқастар бағасын төлей ме?». Еуропалық тыныс алу қоғамы. 2010.
  15. ^ «Қорытынды саясат FAR Part 25 сек. 25.841 07/05/1996 | 4-қосымша».
  16. ^ а б «FARs, 14 CFR, 25-бөлім, 841-бөлім».
  17. ^ а б «№ 8695 босату». Рентон, Вашингтон: Федералдық авиация басқармасы. 2006-03-24. Алынған 2008-10-02.
  18. ^ Стив Хаппенни (2006-03-24). «PS-ANM-03-112-16». Федералдық авиация басқармасы. Алынған 2009-09-23.
  19. ^ Гэтланд, Кеннет (1976). Адам басқаратын ғарыш кемесі (Екінші басылым). Нью-Йорк: Макмиллан. б. 256.
  20. ^ Гатланд, б. 134
  21. ^ Catchpole, Джон (2001). Меркурий жобасы - НАСА-ның алғашқы басқарылатын ғарыштық бағдарламасы. Чичестер, Ұлыбритания: Springer Praxis. б.410. ISBN  1-85233-406-1.
  22. ^ Гиблин, Келли А. (көктем 1998). «Кабинеттегі от!». Өнертабыс пен технологияның американдық мұрасы. 13 (4). Архивтелген түпнұсқа 20 қараша, 2008 ж. Алынған 23 наурыз, 2011.
  23. ^ Гатланд, б. 264
  24. ^ Гатланд, б. 269
  25. ^ Гатланд, б. 278, 284
  26. ^ «Аполлон 1 оты -».
  27. ^ 0,3 атм ауаға ұқсас: Белев, Леланд Ф., ред. (1977). «2. Біздің алғашқы ғарыш станциясы». SP-400 Skylab: Біздің алғашқы ғарыш станциясы. Вашингтон: НАСА. б. 18. Алынған 15 шілде, 2019.
  28. ^ 1 атм
  29. ^ а б «Коммерциялық авиалайнердің қоршаған ортаны бақылау жүйесі: салонның инженерлік аспектілері». 1995. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2012 жылғы 31 наурызда.
  30. ^ «Әуе кемелерінің дифференциалды қысым сипаттамалары».
  31. ^ Огандо, Джозеф, ред. (2007 жылғы 4 маусым). «Boeing-тің 'More Electric' 787 Dreamliner Spurs Engine Evolution: 787-де Boeing қан кететін ауаны жойып, электр стартер генераторларына көп сүйенді». Дизайн жаңалықтары. Алынған 9 қыркүйек, 2011.
  32. ^ Дорнхайм, Майкл (27.03.2005). «Massive 787 электр жүйесі кабинаға қысым жасайды». Авиациялық апталық және ғарыштық технологиялар.
  33. ^ «Боинг-787» жерден «
  34. ^ Джедик MD / MBA, Рокки (28 сәуір 2013). «Гипоксия». goflightmedicine.com. Ұшу медицинасына барыңыз. Алынған 17 наурыз 2014.
  35. ^ «Союз 11 салтанаты және трагедиясы». Уақыт. 12 шілде 1971 ж. Алынған 20 қазан 2007.
  36. ^ «Союз 11». Энциклопедия Astronautica. 2007. мұрағатталған түпнұсқа 2007 жылғы 30 қазанда. Алынған 20 қазан 2007.
  37. ^ Харрис, бригадир генерал Харольд Р. USAF (Рет.), «Алпыс жылдық авиация тарихы, бір адамды еске алу», американдық авиация тарихи қоғамының журналы, Қыс, 1986, 272-273
  38. ^ а б c г. e f ж сағ мен j Корнелиссе, Диана Г. (2002). Кеңейтілген пайым, бұлжымас мақсат; Бірінші ғасырдағы Америка Құрама Штаттарының әуе күштері үшін әуе қуатын дамыту. Райт-Паттерсон авиабазасы, Огайо: АҚШ әуе күштерінің жарияланымдары. 128–29 бет. ISBN  0-16-067599-5.
  39. ^ Уильям А. Шонебергер және Роберт Р. Х. Шолл, Жіңішке ауадан: Гарреттің алғашқы 50 жылы, Феникс: Гаррет корпорациясы, 1985 (ISBN  0-9617029-0-7), б. 275.
  40. ^ Сияқты өте жоғары ұшатын ұшақтар Вестланд Уэлкин оттегі маскасын пайдалану күшін азайту үшін ішінара қысым қолданды.
  41. ^ Чейпин Сеймур (1966 ж. Тамыз). «Гаррет және қысыммен ұшу: Жіңішке ауада салынған бизнес». Тынық мұхиты тарихи шолуы. 35 (3): 329–43. дои:10.2307/3636792. JSTOR  3636792.
  42. ^ Р.Дж. Аткинсон, В.Дж. Винкворт және Г.М. Норрис (1962). «Кометалық фюзеляждағы Windows бұрыштарындағы терінің шаршауының жарықтары». Аэронавигациялық кеңестің есептері мен меморандумдары. CiteSeerX  10.1.1.226.7667.
  43. ^ Джефорд, К.Г., ред. РАФ және ядролық қару, 1960–1998 жж. Лондон: Корольдік әуе күштерінің тарихи қоғамы, 2001. 123–125 бб.
  44. ^ Дэвис, Р.Э.Г. және Филип Дж. Бирлз. Комета: Әлемдегі алғашқы реактивті лайнер. Маклин, Вирджиния: Paladwr Press, 1999 ж. ISBN  1-888962-14-3. 30-31 бет.
  45. ^ Мунсон, Кеннет. 1946 жылдан бастап азаматтық әуе лайнерлері. Лондон: Бландфорд Пресс, 1967. б. 155.
  46. ^ «(PDF) Ұшақтың құрылымдық тұтастығындағы маңызды кезеңдер». ResearchGate. Алынған 22 наурыз 2019.
  47. ^ Сенім, Николай. Қара жәшік: Неліктен әуе қауіпсіздігі апат емес, әр саяхатшы оқуы керек кітап. Лондон: Бокстри, 1996 ж. ISBN  0-7522-2118-3. б. 72.
  48. ^ «AAR8903 авиациялық апат туралы есеп: Aloha Airlines, 243 рейс, Boeing 737-200, N73711» (PDF). НТСБ. 14 маусым 1989 ж.
  49. ^ Aloha Airlines авиакомпаниясының 243 рейсі туралы оқиға - AviationSafety.net, қол жеткізілді 5 шілде 2014 ж.
  50. ^ а б «Әуе кемелері туралы есеп, Aloha Airlines рейсі 243, Boeing 737-100, N73711, Мауи маңында, Гавайи, 1998 ж. 28 сәуір» (PDF). Ұлттық көлік қауіпсіздігі кеңесі. 14 маусым 1989. NTSB / AAR-89/03. Алынған 5 ақпан, 2016.
  51. ^ Хепберн, А.Н. (1967). «Адам факторлары келісімде» (PDF). Еңбек медицинасы. 17 (2): 47–51. дои:10.1093 / оксед / 17.2.47.
  52. ^ Хепберн, А.Н. (1967). «Конкордтағы адам факторлары» (PDF). Еңбек медицинасы. 17 (2): 47–51. дои:10.1093 / оксед / 17.2.47.
  53. ^ Нанн, Джон Фрэнсис (1993). Наннның қолданбалы тыныс физиологиясы. Баттеруорт-Хайнеман. б.341. ISBN  0-7506-1336-X.
  54. ^ Нанн 1993, б. 341.
  55. ^ Хаппенни, Стив (2006 ж. 24 наурыз). «Жоғары биіктіктегі кабинаны декомпрессиялау жөніндегі уақытша саясат - өткен тәжірибе». Федералды авиациялық әкімшілік.
  56. ^ а б Адамс, Мэрилин (2006 жылғы 1 қараша). «Тыныс ал, Боинг айтады». USA Today.
  57. ^ Крофт, Джон (2006 ж. Шілде). «Эйрбас пен Боингтің орта салмаққа арналған спарты» (PDF). Американдық аэронавтика және астронавтика институты. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 10 шілде 2007 ж. Алынған 8 шілде, 2007.
  58. ^ «Boeing 7E7 әуе кемесі кабинаның қолайлы ортасын ұсынады, оқу нәтижелері» (Ұйықтауға бару). Боинг. 19 шілде 2004 ж. Мұрағатталған түпнұсқа 2011 жылдың 6 қарашасында. Алынған 14 маусым, 2011.
  59. ^ «Көшбасшылық ету: A350XWB презентациясы» (PDF). EADS. Желтоқсан 2006. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2009-03-27.

Жалпы сілтемелер

Сыртқы сілтемелер