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。