Декомпрессионный клапан в самолете (5 видео)

Инженер2010 пишет: Всего-то, перед запуском двигателей, надо проконтролировать закрытие декомпрессионных клапанов на дверях БГО — их только два на самолёте, и расположены они, как раз, на уровне глаз стоящего человека. Пройти вдоль правого борта, провести по крышкам клапанов рукой и проверить на ощупь. Наши техники всегда так делают, поэтому, подобных проблем не возникает. А если, например, в а/п забудут колодки вытащить из под колёс, то что же — опять Суперджет во всём виноват?

На этом видео, начиная с 2:47-3:00 хорошо видно, как техник правильно закрывает этот самый декомпрессионный клапан и проверяет правильность закрытия. Все очень просто.

Пётр пишет: По опыту в подобных случаях выговор получают минимум двое: член экипажа, ответственный за предполётный досмотр, и авиатехник, ставящий подпись про закрытые лючки. Может и инженер-механик получить, как контролёр. Рекодный случай (на моей памяти) — шестеро (комплектовщик, инженер и механик, выполнявшие форму Б, инженер и механик, выполнявшие форму ОВ и бортмех) — прошляпили «кочергу» на ООШ Ту-154, устанавливаемую для подъёма тележки при помощи гидроподъёмника при смене колеса.

Может стоило подумать о месте установки концевика сигнализации положения дверей и люков! У лётчиков сигнализация была в норме,я так понял.

Валерий Попов пишет: И Вы полагаете, что не думали? Грузовые люки не моя епархия, но там очень серьезные требования к сигнализации о том, что дверь закрыта, заперта и зафиксирована. (closed, locked and latched). Влезать в эту сигнлизацию — крайне опасно.

Инженер2010 пишет: Немного добавлю к ответу Валерия Попова.
В конструкции предусмотрены датчики приближения, сигнализирующие о закрытом положении всех пассажирских и сервисных дверей, двух дверей БГО, и всех четырёх люков для доступа в отсеки оборудования, расположенные в гермозоне. Положение всех этих дверей и люков выдаётся на сигнализацию и индикацию пилотам, в виде картинки на страничке «DOORS» и текстовых сообщений на EWD. Кроме этого, сигналы датчиков дверей посылаются по разным адресам — в вычислители КСКВ (для корректной работы САРД), центральные вычислители авионики (для определения фазы полёта), систему регистрации, ACARS. Может, что-то ещё пропустил. На моей памяти, проблем с неправильной работой этих датчиков или индикацией не случалось.

В дополнение к электронике, на самолёте есть механические индикаторы. После закрытия двери, в прямоугольных окошках, прорезанных справа и слева в декоративной окантовке, красный сектор поворачивается и изменяется на зелёный. Такие же механические индикаторы есть и на наружной поверхности люков БГО. Если судить по цитате из «Ленты.ру», то в данном случае, все двери были закрыты, но крышка одного из декомпрессионных клапанов была не дожата до упора и поэтому, по её периметру осталась небольшая щель. И скорее всего, это было на люке БГО, т.к. наличие щели на клапане одной из дверей салона услышали бы члены кабинного экипажа и сразу бы её «дожали». А так, получается, что это промашка техника, который должен был проверить полностью закрытое положение БГО по наличию зелёного сектора на их индикаторах, но возможно, что забыл это сделать. Впрочем, разберутся с этим фактом. Весьма показательно другое — как дружно и резво, ни в чём не разбираясь, различные СМИ подхватили и растиражировали весть об «аварийной посадке», которой не было.

p.s. Как я отмечал выше, наши коллеги в Жуковском, выпуская опытные машины в полёт, для надёжности, всегда проводят ладонью руки по замкам, рукояткам, клапанам и окантовкам люков. Скорее всего, они делают это по старой привычке, т.к. раньше работали на самолётах, где всевозможных сигнализаций, да и самих декомпрессионных клапанов, ещё не было.

Инженер2010 продолжает: Ещё немного о конструктивных особенностях пассажирских самолётов.
Уж и не знаю, полностью, или не совсем полностью, закрыли декомпрессионный клапан БГО в аэропорту г. Казани, как сообщал «знакомый с ситуацией» источник «Ленты.ру», но на соседнем форуме продолжается дискуссия — является ли такая ситуация отказом САРД, или не является. Данный клапан не относится к СКВ или САРД и никак не связан с этими системами (ни механически, ни по проводам), а является частью конструкции дверей — пассажирских, сервисных, БГО. Например, самолёт зарулил на стоянку, подан трап, пытаются открыть двери, а давление внутри салона ещё не сравнялось с наружным. В случае остаточного разрежения в салоне, дверь просто невозможно будет открыть, т.к. она будет прижиматься к окантовке атмосферным давлением, а в случае наддува, наоборот — дверь может резво «выскочить» наружу и травмировать окружающих. Я как то описывал подобный случай, когда открытие двери привело к повреждению её узлов навески.

Чтобы избежать подобных неприятностей, каждая дверь на самолёте снабжена своим декомпрессионным клапаном. Это обычная крышка, размером с ладонь, механически связанная с механизмом запирания. Кинематика устроена таким образом, что перемещение ручки, сначала приводит к открытию створки клапана и только потом, к отпиранию замков двери. При закрывании, всё происходит в обратном порядке — сначала, запирается сама дверь, а потом, захлопывается створка её декомпрессионного клапана.
Так что, оплошность с неполным закрытием клапана, если она, конечно, имела место, может привести к нарушению герметичности гермокабины, но совсем не является отказом САРД.

… У нас установлено по клапану на каждой из 6 дверей — на 2 пассажирских, на 2 сервисных и на 2 БГО.

… Нет никакой отдельной рукоятки. Клапана механически связаны с рукояткой открытия двери (она только одна снаружи и одна внутри). На начальном этапе её перемещения открывается створка клапана, а дальше открываются замки. То же самое относится и к БГО.

04 Aug 2012 16:11 (опубликовано: skydiver000)

Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»

Содержание

Герметизация кабины — Cabin pressurization
Необходимость герметизации кабины
Высота кабины
Самолет
Космический корабль
Механика
Незапланированная декомпрессия
История
🌟 Видео

Видео:Полеты на самолёте Можно людям с искусственным механическим клапаном сердца Жизнь клапанщикаСкачать

Герметизация кабины — Cabin pressurization

Герметизация кабины — это процесс, при котором кондиционированный воздух закачивается в кабину самолета или космического корабля , чтобы создать безопасные и комфортные условия для пассажиров и экипажа, летящих на больших высотах. Для самолетов этот воздух обычно отводится из газотурбинных двигателей на ступени компрессора, а для космических аппаратов он переносится в резервуарах высокого давления, часто в криогенных . Воздух охлаждается, увлажняется и, при необходимости, смешивается с рециркуляционным воздухом, прежде чем он поступит в кабину одной или несколькими системами контроля микроклимата . Давление в кабине регулируется сливным клапаном.

Хотя первые экспериментальные системы наддува использовались в 1920-х и 1930-х годах, только в 1938 году был представлен Boeing 307 Stratoliner , первый коммерческий самолет, оснащенный герметичной кабиной. Эта практика получила широкое распространение десять лет спустя, особенно с появлением в 1949 году британского авиалайнера de Havilland Comet , первого в мире реактивного лайнера . Хотя изначально они были успешными, две катастрофические неудачи в 1954 году временно остановили мировой флот; Причиной оказалось сочетание прогрессирующей усталости металла и напряжения обшивки самолета, о которых авиационные инженеры в то время имели лишь ограниченное представление. Ключевые инженерные принципы, извлеченные из Comet, были применены непосредственно к конструкции всех последующих реактивных авиалайнеров, таких как Boeing 707 .

Некоторые самолеты представили необычные сценарии повышения давления. Сверхзвуковой авиалайнер « Конкорд» имел особенно высокий перепад давления из-за полета на необычно большой высоте (до 60000 футов (18000 м) при сохранении высоты кабины 6000 футов (1800 м). Это не только увеличило вес планера , но и привело к снижению использование небольших окон салона , чем большинство других коммерческих пассажирских самолетов, предназначенных для замедления скорости декомпрессии , если произошло событие разгерметизации. The Aloha Airlines Flight 243 инцидент, с участием Boeing 737-200 , которые пострадали катастрофический провал кабины в середине полета, в первую очередь вызвано он продолжал работать, несмотря на то, что он набрал более чем в два раза больше летных циклов, чем рассчитан на планер. Для повышения комфорта пассажиров несколько современных авиалайнеров, таких как Boeing 787 Dreamliner и Airbus A350 XWB , также имеют пониженную рабочую высоту кабины. как более высокие уровни влажности; использование композитных планеров способствовало внедрению таких методов повышения комфорта.

Видео:ЖЕСТЬ! ВЫЖИЛА ПОСЛЕ КРУШЕНИЯ САМОЛЕТА! АВИАКАТАСТРОФА DC-9!Скачать

Необходимость герметизации кабины

Создание избыточного давления становится все более необходимым на высотах выше 10 000 футов (3 000 м) над уровнем моря для защиты экипажа и пассажиров от риска ряда физиологических проблем, вызванных низким давлением наружного воздуха на этой высоте. Для частных самолетов, выполняющих полеты в США, члены экипажа должны использовать кислородные маски, если высота в кабине (представление давления воздуха, см. Ниже ) остается выше 12500 футов в течение более 30 минут или если высота кабины достигает 14000 футов в любое время. На высоте более 15 000 футов пассажирам также должны быть предоставлены кислородные маски. На коммерческих самолетах высота кабины должна составлять 8000 футов (2400 м) или меньше. Герметизация грузового отсека также требуется для предотвращения повреждения чувствительных к давлению товаров, которые могут протечь, расшириться, лопнуть или раздавиться при повторном повышении давления. Ниже перечислены основные физиологические проблемы.

Читайте также: Клапан обдува адсорбера приора

Гипоксия Более низкое парциальное давление кислорода на большой высоте снижает альвеолярное давление кислорода в легких, а затем и в головном мозге, что приводит к вялому мышлению, затуманенному зрению, потере сознания и, в конечном итоге, к смерти. У некоторых людей, особенно у людей с заболеваниями сердца или легких, симптомы могут начинаться уже на высоте 5000 футов (1500 м), хотя большинство пассажиров могут переносить высоту 8000 футов (2400 м) без вредных последствий. На этой высоте кислорода примерно на 25% меньше, чем на уровне моря. Гипоксию можно лечить путем введения дополнительного кислорода либо через кислородную маску, либо через назальную канюлю . Без наддува достаточное количество кислорода может быть доставлено на высоту около 40 000 футов (12 000 м). Это связано с тем, что человеку, который привык жить на уровне моря, для нормальной работы требуется парциальное давление кислорода около 0,20 бар, и это давление можно поддерживать на высоте примерно до 40000 футов (12000 м) за счет увеличения мольной доли кислорода в воздухе, который находится в воздухе. дышит. На высоте 40 000 футов (12 000 м) давление окружающего воздуха падает примерно до 0,2 бара, при котором для поддержания минимального парциального давления кислорода 0,2 бара необходимо дышать 100% кислородом с использованием кислородной маски . Маски для аварийной подачи кислорода в пассажирском салоне авиалайнеров не обязательно должны быть масками с повышенным давлением, потому что большинство рейсов остаются на высоте менее 40 000 футов (12 000 м). Выше этой высоты парциальное давление кислорода упадет ниже 0,2 бар даже при 100% -ном содержании кислорода, и во избежание риска гипоксии потребуется некоторая герметизация кабины или быстрый спуск. Высотная болезнь Гипервентиляция , наиболее частая реакция организма на гипоксию, действительно помогает частично восстановить парциальное давление кислорода в крови, но также вызывает выброс углекислого газа (CO ₂ ), повышая pH крови и вызывая алкалоз . Пассажиры могут испытывать усталость, тошноту , головные боли, бессонницу и (на продолжительных рейсах) даже отек легких . Это те же симптомы, которые испытывают альпинисты, но ограниченная продолжительность полета с двигателем делает маловероятным развитие отека легких. Высотную болезнь можно контролировать с помощью скафандра полного давления со шлемом и лицевой панелью, который полностью покрывает тело в условиях повышенного давления; однако это непрактично для коммерческих пассажиров. Декомпрессионная болезнь Низкое парциальное давление газов, в основном азота (N ₂ ), но включая все другие газы, может вызывать выпадение растворенных газов в кровоток, что приводит к газовой эмболии или пузырькам в кровотоке. Механизм такой же, как у водолазов на сжатом воздухе при всплытии с глубины. Симптомы могут включать ранние симптомы «изгибов» — усталость, забывчивость, головную боль, инсульт, тромбоз и подкожный зуд, — но редко — их симптомы в полной мере. Декомпрессионная болезнь также может контролироваться скафандром полного давления, как и высотная болезнь. Баротравма Когда самолет набирает высоту или спускается, пассажиры могут испытывать дискомфорт или острую боль, поскольку газы, попавшие в их тела, расширяются или сжимаются. Наиболее частые проблемы возникают при попадании воздуха в среднее ухо (аэротит) или придаточных пазухах носа из-за закупорки евстахиевой трубы или пазух. Боль также может ощущаться в желудочно-кишечном тракте или даже в зубах ( бародонталгия ). Обычно они недостаточно серьезны, чтобы вызвать настоящую травму, но могут привести к болезненности уха, которая сохраняется после полета и может усугубить или ускорить уже существующие заболевания, такие как пневмоторакс .

Видео:Самолет с дырой 14 часов летел из Дубая в АвстралиюСкачать

Высота кабины

Давление внутри кабины технически называется эквивалентной эффективной высотой кабины или, чаще, высотой кабины . Это определяется как эквивалентная высота над средним уровнем моря при одинаковом атмосферном давлении в соответствии со стандартной атмосферной моделью, такой как Международная стандартная атмосфера . Таким образом, при нулевой высоте кабины давление будет найдено на среднем уровне моря, которое принято равным 101,325 кПа (14,696 фунтов на квадратный дюйм).

Самолет

В авиалайнерах высота кабины во время полета поддерживается над уровнем моря, чтобы уменьшить нагрузку на герметичную часть фюзеляжа ; это напряжение пропорционально разнице давления внутри и снаружи кабины. На типичном коммерческом пассажирском рейсе высота в салоне запрограммирована на постепенное увеличение от высоты аэропорта отправления до нормативного максимума 8000 футов (2400 м). Эта высота кабины сохраняется, пока самолет движется на максимальной высоте, а затем постепенно уменьшается во время снижения до тех пор, пока давление в кабине не будет соответствовать давлению окружающего воздуха в пункте назначения.

Удержание кабины на высоте ниже 8000 футов (2400 м) обычно предотвращает значительную гипоксию , высотную болезнь , декомпрессионную болезнь и баротравму . Правила Федерального управления гражданской авиации (FAA) в США требуют, чтобы при нормальных условиях эксплуатации высота кабины не превышала этот предел на максимальной высоте полета самолета. Эта обязательная максимальная высота кабины не устраняет всех физиологических проблем; Пассажирам с такими заболеваниями, как пневмоторакс, не рекомендуется летать до полного выздоровления, а люди, страдающие от простуды или другой инфекции, могут по-прежнему испытывать боль в ушах и носовых пазухах. Скорость изменения высоты кабины сильно влияет на комфорт, поскольку люди чувствительны к изменениям давления во внутреннем ухе и носовых пазухах, и с этим нужно обращаться осторожно. Аквалангисты, летающие в период запрета полетов после погружения, подвергаются риску декомпрессионной болезни, поскольку накопленный в их теле азот может образовывать пузырьки при пониженном давлении в кабине.

Высота кабины Boeing 767 обычно составляет около 7000 футов (2100 м) при крейсерском движении на высоте 37000 футов (11000 м). Это типично для старых реактивных авиалайнеров. Конструктивная цель многих, но не всех новых самолетов — обеспечить меньшую высоту салона по сравнению с более старыми моделями. Это может быть полезно для комфорта пассажиров. Например, бизнес-джет Bombardier Global Express может обеспечить высоту в салоне до 4 500 футов (1400 м) при крейсерской высоте 41 000 футов (12 000 м). Emivest SJ30 бизнес — джет может обеспечить высоту кабины уровня моря, путешествуя на 41000 футов (12000 м). Одно исследование восьми полетов на самолетах Airbus A380 показало, что средняя барометрическая высота в кабине составляла 6128 футов (1868 м), а 65 полетов на самолетах Boeing 747-400 показали, что средняя высота давления в кабине составила 5159 футов (1572 м).

До 1996 года примерно 6000 крупных коммерческих транспортных самолетов получили сертификат типа, позволяющий выполнять полеты на высоту до 45 000 футов (14 000 м) без необходимости соответствовать высотным особым условиям. В 1996 году FAA приняло поправку 25-87, которая вводила дополнительные требования к давлению в кабине на большой высоте для новых типов самолетов. Воздушное судно, сертифицированное для полетов на высоте более 25 000 футов (7600 м), «должно быть спроектировано таким образом, чтобы находящиеся в кабине люди не подвергались воздействию избыточного давления на высоте более 15 000 футов (4600 м) после любого возможного отказа в системе наддува». В случае декомпрессии, которая является результатом «любого отказа, не являющегося чрезвычайно маловероятным», самолет должен быть спроектирован таким образом, чтобы находящиеся в кабине люди не подвергались воздействию высоты над уровнем моря, превышающей 25 000 футов (7600 м), в течение более 2 минут. ни на высоту более 40 000 футов (12 000 м) в любое время. На практике эта новая поправка к Федеральным авиационным правилам устанавливает эксплуатационный потолок в 40 000 футов (12 000 м) для большинства новых коммерческих самолетов. Производители самолетов могут ходатайствовать об ослаблении этого правила, если того требуют обстоятельства. В 2004 году Airbus получил освобождение от FAA, разрешающее высоте кабины A380 достигать 43 000 футов (13 000 м) в случае декомпрессионного происшествия и превышать 40 000 футов (12 000 м) в течение одной минуты. Это позволяет A380 работать на большей высоте, чем другие недавно разработанные гражданские самолеты.

Читайте также: Редукционный клапан ду 15мм 7bis danfoss

Космический корабль

Российские инженеры использовали подобную воздуху смесь азота и кислорода, постоянно находящуюся в кабине на высоте около нуля, на своих кораблях «Восток» 1961 г. , « Восход» 1964 г. и 1967 г., чтобы представить космические корабли « Союз» . Это требует более тяжелой конструкции космического корабля , потому что конструкция кабины космического корабля должна выдерживать нагрузку 14,7 фунта на квадратный дюйм (1 бар) против космического вакуума, а также потому, что необходимо нести инертную массу азота. Также необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать декомпрессионной болезни, когда космонавты выполняют работу вне космического корабля , поскольку современные мягкие скафандры наполняются чистым кислородом при относительно низком давлении, чтобы обеспечить разумную гибкость.

В отличие от этого, Соединенные Штаты использовали атмосферу чистого кислорода для своих космических кораблей « Меркурий» 1961 г. , « Близнецы 1965 г.» и « Аполлон» 1967 г. , главным образом для того, чтобы избежать декомпрессионной болезни. Меркурий использовал высоту кабины 24 800 футов (7600 м) (5,5 фунтов на квадратный дюйм (0,38 бара)); Близнецы использовали высоту 25 700 футов (7800 м) (5,3 фунта на квадратный дюйм (0,37 бара)); и Apollo использовали 27 000 футов (8 200 м) (5,0 фунтов на квадратный дюйм (0,34 бара)) в космосе. Это позволило создать более легкий космический аппарат. Это возможно, потому что при 100% -ном содержании кислорода в кровоток попадает достаточно кислорода, чтобы астронавты могли нормально работать. Перед запуском давление поддерживалось на уровне чуть выше уровня моря на постоянном уровне 5,3 фунта на квадратный дюйм (0,37 бара) над окружающей средой для Gemini и 2 фунта на квадратный дюйм (0,14 бара) над уровнем моря при запуске для Apollo), и было переведено на высоту космической кабины. во время восхождения. Тем не менее, атмосфера чистого кислорода под высоким давлением оказалась смертельной опасностью пожара на Apollo, что привело к гибели всего экипажа Apollo 1 во время наземных испытаний 1967 года. После этого НАСА пересмотрело свою процедуру, чтобы использовать смесь азота и кислорода на нулевой высоте кабины при запуске, но сохранило атмосферу чистого кислорода низкого давления на уровне 5 фунтов на квадратный дюйм (0,34 бара) в космосе.

После программы Apollo Соединенные Штаты использовали стандартные воздушные кабины для Skylab , орбитального корабля Space Shuttle и Международной космической станции .

Видео:Самолёт. Слив топливаСкачать

Механика

Герметизация достигается за счет конструкции герметичного фюзеляжа, спроектированного для создания давления с помощью источника сжатого воздуха и контролируемого системой экологического контроля (ECS). Наиболее распространенным источником сжатого воздуха для повышения давления является отбираемый воздух из ступени компрессора газотурбинного двигателя, из нижней или средней ступени, а также из дополнительной высокой ступени; точная стадия может варьироваться в зависимости от типа двигателя. К тому времени, когда холодный наружный воздух достигает клапанов стравливающего воздуха, он находится под очень высоким давлением и нагревается примерно до 200 ° C (392 ° F ). Управление и выбор источников с высоким или низким уравновешиванием полностью автоматизированы и регулируются потребностями различных пневматических систем на различных этапах полета.

Часть отбираемого воздуха, которая направляется в ECS, затем расширяется, доводя его до давления в кабине, которое охлаждает его. Конечная подходящая температура затем достигается путем добавления обратного тепла от горячего сжатого воздуха через теплообменник и машину с воздушным циклом, известную как система PAC (наддува и кондиционирование воздуха). В некоторых более крупных авиалайнерах горячий воздух для отделки салона может быть добавлен после кондиционированного воздуха, поступающего из пакетов, если он необходим для обогрева более холодной части салона, чем другие.

По крайней мере, два двигателя обеспечивают сжатый отбираемый воздух для всех пневматических систем самолета, чтобы обеспечить полное резервирование . Сжатый воздух также получают от вспомогательной силовой установки (ВСУ), если таковая имеется, в случае аварии и для подачи воздуха в кабину на земле перед запуском основных двигателей. Большинство современных коммерческих самолетов сегодня имеют полностью дублированные электронные контроллеры для поддержания давления вместе с ручной резервной системой управления.

Весь отработанный воздух сбрасывается в атмосферу через выпускной клапан, обычно в задней части фюзеляжа. Этот клапан регулирует давление в кабине, а также действует как предохранительный клапан в дополнение к другим предохранительным клапанам. Если автоматические регуляторы давления выходят из строя, пилот может вручную управлять клапаном давления в кабине в соответствии с контрольным списком резервных аварийных процедур. Автоматический контроллер обычно поддерживает надлежащую высоту давления в кабине, постоянно регулируя положение выпускного клапана так, чтобы высота кабины была минимальной, насколько это возможно, без превышения максимального предела перепада давления на фюзеляже. Перепад давления варьируется в зависимости от типа самолета, типичные значения составляют от 540 гПа (7,8 фунта на квадратный дюйм ) до 650 гПа (9,4 фунта на квадратный дюйм ). На высоте 39000 футов (12000 м) давление в кабине будет автоматически поддерживаться на уровне примерно 6900 футов (2100 м) (на 450 футов (140 м) ниже, чем в Мехико), что составляет около 790 гПа (11,5 фунтов на квадратный дюйм) атмосферного давления.

На некоторых самолетах, таких как Boeing 787 Dreamliner , повторно использовались электрические компрессоры, которые ранее использовались на авиалайнерах с поршневыми двигателями для обеспечения наддува. Использование электрических компрессоров увеличивает электрическую нагрузку на двигатели и вводит ряд ступеней передачи энергии; поэтому неясно, увеличивает ли это общую эффективность системы обработки воздуха самолета. Однако это устраняет опасность химического загрязнения кабины , упрощает конструкцию двигателя, устраняет необходимость прокладки трубопроводов высокого давления вокруг самолета и обеспечивает большую гибкость конструкции.

Видео:Обход самолёта. #aviation #airplane #flight #пилот #самолетСкачать

Незапланированная декомпрессия

Незапланированная потеря давления в кабине на высоте / в космосе случается редко, но приводит к ряду несчастных случаев со смертельным исходом . Отказы варьируются от внезапной катастрофической потери целостности планера (взрывная декомпрессия) до медленных утечек или неисправностей оборудования, которые приводят к падению давления в кабине.

Любой отказ герметизации кабины на высоте более 10000 футов (3000 м) требует экстренного спуска на высоту 8000 футов (2400 м) или ближайшую к этому с соблюдением минимальной высоты в секторе (MSA) и развертывания кислородной маски для каждого сиденья. Кислородные системы имеют достаточно кислорода для всех на борту и дают пилотам достаточно времени для снижения до высоты ниже 8000 футов (2400 м). Без экстренной подачи кислорода гипоксия может привести к потере сознания и последующей потере управления самолетом. Современные авиалайнеры включают в себя баллон с чистым кислородом под давлением в кабине, что дает пилотам больше времени, чтобы вывести самолет на безопасную высоту. Время полезного сознания варьируется в зависимости от высоты. При падении давления температура воздуха в кабине также может упасть до температуры наружного воздуха, что может привести к переохлаждению или обморожению .

Для авиалайнеров, которым необходимо пролететь над местностью, которая не позволяет достичь безопасной высоты в течение максимум 30 минут, необходимы баллоны с кислородом под давлением, поскольку химические генераторы кислорода, установленные на большинстве самолетов, не могут обеспечить достаточное количество кислорода.

В реактивных истребителях небольшой размер кабины означает, что любая декомпрессия будет очень быстрой и не позволит пилоту надеть кислородную маску. Поэтому пилоты истребителей и экипажи должны постоянно носить кислородные маски.

30 июня 1971 года экипаж космического корабля «Союз-11» , советские космонавты Георгий Добровольский , Владислав Волков и Виктор Пацаев были убиты после того, как вентиляционный клапан кабины случайно открылся перед возвращением в атмосферу.

Видео:Как работает реверс в самолете?Скачать

История

Самолеты, на которых впервые были внедрены системы герметичной кабины, включают:

Packard-Le Père LUSAC-11 , (1920, модифицированная французская конструкция, на самом деле не герметичная, но с закрытой, обогащенной кислородом кабиной)
Инженерное подразделение USD-9A , модифицированный Airco DH.9A (1921 — первый самолет, летавший с добавлением герметичного модуля кабины)
Junkers Ju 49 (1931 — немецкий экспериментальный самолет, специально построенный для проверки концепции наддува кабины)
Farman F.1000 (1932 — французский рекордсмен герметичной кабины, экспериментальный самолет)
Чижевский БОК-1 (1936 — русский экспериментальный самолет)
Lockheed XC-35 (1937 — американский герметичный самолет. Вместо капсулы высокого давления, закрывающей кабину, обшивка фюзеляжа из монокока была сосудом высокого давления).
Renard R.35 (1938 — первый герметичный поршневой авиалайнер, разбившийся в первом полете)
Boeing 307 (1938 — первый герметичный авиалайнер, вступивший в коммерческую эксплуатацию)
Lockheed Constellation (1943 г. — первый герметичный авиалайнер, находящийся на широкой эксплуатации)
Avro Tudor (1946 — первый британский авиалайнер с давлением)
Комета де Хэвилленда (британская, Комета 1 1949 — первый реактивный лайнер, Комета 4 1958 — решение проблем Кометы 1)
Туполев Ту-144 и Конкорд (1968 г. СССР и 1969 г. англо-французский соответственно — первые работали на очень большой высоте)
Cessna P210 (1978) Первый коммерчески успешный герметичный одномоторный самолет
SyberJet SJ30 (2005 г.) Первый гражданский бизнес-джет, сертифицированный для системы наддува 12,0 фунтов на кв. Дюйм, позволяющей использовать кабину на уровне моря на высоте 41 000 футов (12 000 м).

Читайте также: Нет холостого хода ваз 2112 инжектор 16 клапанов

В конце 1910-х годов делались попытки достичь все больших и больших высот. В 1920 году полеты на высоту более 37000 футов (11000 м) были впервые выполнены летчиком-испытателем лейтенантом Джоном А. Макреди на биплане Packard-Le Père LUSAC-11 на McCook Field в Дейтоне, штат Огайо . Полет был возможен за счет выпуска запасенного кислорода в кабину, который выпускался непосредственно в закрытую кабину, а не в кислородную маску, которая была разработана позже. С этой системой полеты на высоте около 40 000 футов (12 000 м) были возможны, но отсутствие атмосферного давления на этой высоте привело к тому, что сердце пилота заметно увеличилось, и многие пилоты сообщали о проблемах со здоровьем от таких высотных полетов. На некоторых ранних авиалайнерах были кислородные маски для пассажиров на обычных рейсах.

В 1921 году разведывательный биплан Wright-Dayton USD-9A был модифицирован с добавлением полностью закрытой герметичной камеры, в которой можно было нагнетать воздух с помощью небольших внешних турбин. В камере был люк диаметром всего 22 дюйма (0,56 м), который должен был быть опломбирован пилотом на высоте 3000 футов (910 м). В камере был только один прибор, высотомер, в то время как все обычные приборы кабины были установлены вне камеры, что было видно через пять небольших иллюминаторов. Первую попытку управлять самолетом снова предпринял лейтенант Джон А. Маккриди, который обнаружил, что турбина нагнетает воздух в камеру быстрее, чем предусмотренный для этого небольшой выпускной клапан может его выпустить. В результате в камере быстро возникло избыточное давление, и полет был прерван. Вторую попытку пришлось прекратить, когда пилот обнаружил на высоте 3000 футов (910 м), что он слишком мал, чтобы закрыть люк камеры. Первый успешный полет наконец совершил летчик-испытатель лейтенант Харролд Харрис, что сделало его первым в мире полетом на самолете с наддувом.

Первым авиалайнером с герметичной кабиной стал Boeing 307 Stratoliner , построенный в 1938 году, до Второй мировой войны , хотя было выпущено всего десять. У 307-го «барометрический отсек находился от носовой части самолета до герметичной переборки в кормовой части прямо перед горизонтальным стабилизатором».

Вторая мировая война стала катализатором развития авиации. Первоначально поршневые самолеты Второй мировой войны, хотя они часто летали на очень больших высотах, не находились под давлением и полагались на кислородные маски. Это стало непрактичным с разработкой более крупных бомбардировщиков, где экипажу приходилось перемещаться по кабине, и это привело к появлению первого бомбардировщика с герметизацией кабины (хотя и ограниченного зонами экипажа) — Boeing B-29 Superfortress . Система управления для этого была разработана компанией Garrett AiResearch Manufacturing Company , частично опираясь на лицензию на патенты Boeing на стратолайнер.

Послевоенные поршневые авиалайнеры, такие как Lockheed Constellation (1943), распространили эту технологию на гражданскую службу. В авиалайнерах с поршневыми двигателями обычно использовались электрические компрессоры для обеспечения сжатым воздухом в салоне. Наддув двигателя и герметизация кабины позволили самолетам, таким как Douglas DC-6 , Douglas DC-7 и Constellation, иметь сертифицированные служебные потолки от 24 000 футов (7300 м) до 28 400 футов (8700 м). Проектирование герметичного фюзеляжа, способного выдержать такой диапазон высот, было в пределах инженерных и металлургических знаний того времени. Внедрение реактивных авиалайнеров потребовало значительного увеличения крейсерских высот до диапазона 30 000–41 000 футов (9 100–12 500 м), где реактивные двигатели более экономичны. Такое увеличение крейсерской высоты потребовало гораздо более тщательного проектирования фюзеляжа, и вначале не все инженерные проблемы были полностью поняты.

Первым в мире коммерческим реактивным авиалайнером был British de Havilland Comet (1949 г.), спроектированный с расчетным потолком 36 000 футов (11 000 м). Это был первый случай, когда герметичный фюзеляж большого диаметра с окнами был построен и летал на такой высоте. Первоначально проект был очень успешным, но в 1954 году произошли две катастрофические поломки планера, приведшие к полной потере самолета, пассажиров и членов экипажа, которые на тот момент составляли весь мировой парк реактивных авиалайнеров. Обширные исследования и новаторский инженерный анализ обломков привели к ряду очень значительных технических достижений, которые решили основные проблемы конструкции герметичного фюзеляжа на высоте. Критическая проблема оказалась сочетанием неадекватного понимания эффекта прогрессирующей усталости металла, когда фюзеляж подвергается повторяющимся циклам напряжений, в сочетании с непониманием того, как напряжения обшивки самолета перераспределяются вокруг отверстий в фюзеляже, таких как окна и отверстия для заклепок.

Критические инженерные принципы, касающиеся усталости металла, извлеченные из программы Comet 1, были применены непосредственно к конструкции Boeing 707 (1957 г.) и всех последующих реактивных авиалайнеров. Например, были введены подробные процессы регулярного осмотра, в дополнение к тщательному визуальному осмотру внешней оболочки, операторы обычно проводили обязательный отбор проб конструкций; необходимость осматривать участки, которые трудно увидеть невооруженным глазом, привела к широкому распространению радиографических исследований в авиации; это также имело то преимущество, что обнаруживало слишком мелкие трещины и дефекты, чтобы их можно было увидеть иначе. Еще одно заметное наследие катастроф с кометами — овальные окна на каждом реактивном авиалайнере; Металлические усталостные трещины, разрушившие Кометы, были вызваны углами малого радиуса на почти квадратных окнах Кометы 1. Фюзеляж Comet был переработан, и Comet 4 (1958 г.) стал успешным авиалайнером, первым из которых был осуществлен трансатлантический реактивный самолет, но программа так и не оправилась от этих бедствий и была заменена Boeing 707.

Даже после катастроф с «Кометой» произошло несколько последующих катастрофических отказов из-за усталости, связанных с повышением давления в кабине. Пожалуй, наиболее ярким примером является рейс 243 авиакомпании Aloha Airlines с самолетом Боинг 737-200 . В этом случае основной причиной была продолжающаяся эксплуатация конкретного самолета, несмотря на то, что до аварии он налетал 35 496 часов, из них более 89 680 летных циклов (взлет и посадка) из-за его использования на коротких рейсах; это более чем вдвое превышает количество циклов полета, на которое рассчитан планер. Aloha 243 смог приземлиться, несмотря на значительный ущерб, нанесенный декомпрессией, в результате которой один член бортпроводника погиб; инцидент имел далеко идущие последствия для политики безопасности полетов и привел к изменениям в эксплуатационных процедурах.

Сверхзвуковому авиалайнеру « Конкорд» пришлось столкнуться с особенно высокими перепадами давления, поскольку он летел на необычно большой высоте (до 60000 футов (18000 м)) и поддерживал высоту кабины 6000 футов (1800 м). Несмотря на это, высота его кабины намеренно поддерживалась на уровне 6000 футов (1800 м). Эта комбинация, обеспечивая повышенный комфорт, потребовала сделать Concorde значительно более тяжелым самолетом, что, в свою очередь, способствовало относительно высокой стоимости полета. Необычно, что Concorde был снабжен окнами кабины меньшего размера, чем у большинства других коммерческих пассажирских самолетов, чтобы снизить скорость декомпрессии в случае выхода из строя оконного уплотнения. Большая крейсерская высота также потребовала использования кислорода под высоким давлением и клапанов подачи на аварийных масках, в отличие от масок с непрерывным потоком, используемых на обычных авиалайнерах. Федеральное управление гражданской авиации США, которое требует минимальных скоростей аварийного снижения для самолетов, определило, что с учетом большей рабочей высоты Concorde, лучшим ответом на инцидент потери давления будет выполнение быстрого снижения.

Расчетная рабочая высота кабины для нового самолета снижается, и ожидается, что это уменьшит любые оставшиеся физиологические проблемы. И в авиалайнерах Boeing 787 Dreamliner, и в Airbus A350 XWB были внесены такие модификации для повышения комфорта пассажиров. Внутреннее давление в кабине 787 эквивалентно высоте 6000 футов (1800 м), что приводит к более высокому давлению, чем на высоте 8000 футов (2400 м) старых обычных самолетов; Согласно совместному исследованию, проведенному Boeing и Государственным университетом Оклахомы , такой уровень значительно повышает уровень комфорта. Airbus заявила, что A350 XWB обеспечивает типичную высоту кабины на уровне 6000 футов (1800 м) или ниже, а также атмосферу в салоне с влажностью 20% и систему управления воздушным потоком, которая адаптирует воздушный поток в салоне к нагрузке пассажира с циркуляцией воздуха без сквозняков. . Использование композитных фюзеляжей устраняет угрозу, создаваемую усталостью металла, которая могла бы усугубиться повышенным давлением в салоне современных авиалайнеров, а также устраняет риск коррозии из-за использования более высоких уровней влажности.