Pytanie:
Czy wewnątrz kadłuba jest utrzymywane stałe ciśnienie powietrza?
shabby
2014-01-12 23:51:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Właśnie gdzieś to usłyszałem, ale nie jestem tego pewien. Jeśli tak, to dlaczego nie zbudują hermetycznych kadłubów?

Interesujące byłoby uzyskanie odpowiedzi rozróżniających samoloty pasażerskie, towarowe i wojskowe.
Pięć odpowiedzi:
#1
+14
Lnafziger
2014-01-13 00:02:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ze względu na ciśnienie powietrza w statkach powietrznych podzielono je na dwie szerokie kategorie:

  • Bezciśnieniowe - te samoloty są zazwyczaj napędzane tłokami i nie mogą jechać bardzo wysoko, więc nie nawet próbować regulować ciśnienie powietrza wewnątrz kadłuba.
  • Pod ciśnieniem - te samoloty utrzymują ciśnienie w kadłubie, ale nie jest ono stałe powyżej określonego punktu.

Kategoria określa odpowiedź na Twoje pytanie:

Samoloty bezciśnieniowe

Samoloty bez hermetyzacji nie są hermetyczne z kilku powodów:

  • Bardzo trudno jest uczynić coś tak dużego jak samolot prawdziwie szczelnym i tak to utrzymać. Z biegiem czasu uszczelki zaczną przeciekać, poluzować się mocowania itp.
  • Kadłub musiałby być znacznie mocniejszy, aby wytrzymać różnicę ciśnień między wnętrzem a zewnętrzem. To uczyniłoby je cięższymi i droższymi.
  • Nie ma takiej potrzeby. Te samoloty nie latają wystarczająco wysoko, aby naprawdę wymagać kadłuba pod ciśnieniem, a osoba może oddychać mniej więcej normalnie, nawet jeśli nie jesteś na poziomie morza. (Pomyśl o ludziach mieszkających w górach).

Samoloty z kabiną ciśnieniową

Bez wchodzenia w szczegóły dotyczące sposobu , w jaki samolot jest poddawany działaniu ciśnienia (który nie ma znaczenia dla twojego pytania), ciśnienie powietrza wewnątrz kadłuba samolotu z kabiną ciśnieniową jest zwykle utrzymywane na poziomie ciśnienia na poziomie morza do pewnego punktu. Jednak kadłub jest tak skonstruowany, aby wytrzymać określoną maksymalną różnicę ciśnień powietrza, więc aby go chronić (zasadniczo zapobiegać „pękaniu”, gdy ciśnienie na zewnątrz samolotu spadnie zbyt nisko), dopuszcza się obniżenie ciśnienia w razie potrzeby.

W typowych samolotach odrzutowych ciśnienie wewnątrz części samolotu (zwykle w przedziale pasażerskim, niektórych ładowniach i może w komorze awioniki) na wysokości przelotowej jest utrzymywane na poziomie odpowiadającym zewnętrznemu ciśnieniu powietrza przy wysokość około 5000-8000 stóp (określana jako „ kabina w alt itude”), w zależności od wysokość przelotowa i konstrukcja samolotu.

#2
+12
egid
2014-01-13 01:41:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wiele samolotów nie jest pod ciśnieniem, a zatem nie jest hermetycznych. Pasażerowie udusiliby się, jeśli nic innego, a większość samolotów bezciśnieniowych nie działa regularnie na wysokościach wymagających zwiększania ciśnienia.

W przypadku samolotu z kabiną ciśnieniową jest to faktycznie konieczne że kabina nie jest hermetyczna . Zamiast tego są niemal hermetyczne i mogą wytrzymać znaczne różnice ciśnień.

Zwiększanie ciśnienia w kabinie działa poprzez upuszczanie powietrza pod wysokim ciśnieniem z silników, które jest następnie przepuszczane przez pakiety (wymienniki ciepła i maszyny z obiegiem powietrza), aby go schłodzić. Po kondycjonowaniu powietrze trafia do kabiny. To właśnie powoduje niższą wysokość kabiny w stosunku do atmosfery zewnętrznej.

Ponieważ do kadłuba jest stale dodawane więcej powietrza, wymagany jest ciśnieniowy zawór wylotowy i ciągle zrzuca powietrze z wnętrza samolotu . W normalnych warunkach jest sterowany automatycznie, ale w sytuacjach awaryjnych można go zmienić ręcznie.

Świetna odpowiedź, ale nie jestem pewien, czy się udusić. Ludzie na łodziach podwodnych i małych łodziach podwodnych nie wydają się zbyt często dusić.
@DanPichelman: Wczesne okręty podwodne z silnikiem wysokoprężnym musiały regularnie wypływać na powierzchnię, aby odświeżyć dopływ powietrza; nowoczesne łodzie jądrowe (i prawdopodobnie diesle) mają [na pokładzie instalacje oczyszczające CO2 i / lub wytwarzające tlen] (http://en.wikipedia.org/wiki/Submarine#Life_support_systems). Minisuby, podobnie jak nurkowie z akwalungiem, przenoszą powietrze z butli i prawdopodobnie również używają skruberów. Samoloty, które byłyby rzeczywiście szczelne, musiałyby posiadać * dużo * więcej sprzętu.
Atomowe okręty podwodne @egid mogą wytwarzać tlen, ponieważ elektrownia nie wykorzystuje tlenu. Po prostu wykorzystując zasadę zachowania energii, możemy pokazać, że łódź podwodna z silnikiem wysokoprężnym nie jest w stanie wytworzyć wystarczającej ilości energii elektrycznej do wytworzenia tlenu. W rzeczywistości większość łodzi podwodnych z silnikiem Diesla nie uruchamia silnika pod wodą, ale używa akumulatorów, aby oszczędzać tlen.
Myślę, że przekonacie się, że praktycznie wszystkie obecnie eksploatowane okręty podwodne z silnikiem wysokoprężnym mogą obsługiwać swoje silniki przy zanurzonych kadłubach, a także działać na zasilaniu akumulatorowym po zanurzeniu na większą głębokość. Używają urządzenia do nurkowania, którego pionierami byli Niemcy podczas II wojny światowej. Nie zmienia to jednak ważności twojej odpowiedzi dotyczącej okrętów podwodnych atomowych.
#3
+4
casey
2014-01-13 03:39:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Samoloty z kabiną ciśnieniową nie są hermetyczne ani nie mają stałego ciśnienia. Jednym z kluczowych aspektów, który uniemożliwiałby uzyskanie szczelności, jest konieczność zmiany ciśnienia w kabinie.

Aby zmienić ciśnienie w kabinie, powietrze jest pompowane przez pakiety (w innej odpowiedzi), a powietrze jest wypuszczany przez zawory odpływowe. Na wejściu jest dość stały przepływ, a ciśnienie jest modulowane przez to, jak otwarty / zamknięty jest zawór wylotowy.

Ciśnienie w kabinie musi się zmieniać, ponieważ płatowiec ma maksymalną różnicę ciśnień między kabiną a na zewnątrz (7,8 PSI w EMB -145) iw miarę wspinania się ciśnienie w kabinie musi być zmniejszane. Podczas rejsu wysokość ciśnieniowa kabiny wynosi zazwyczaj 8000 stóp. Następnie ciśnienie w kabinie jest zwiększane do lotniska lądowania podczas zniżania.

Towarzyszące tym zmianom ciśnienia są zmiany temperatury naturalnie zachodzące w wyniku zmiany ciśnienia (patrz: prawo gazu doskonałego). Można to zauważyć podczas zjazdów odrzutowcami regionalnymi, ponieważ zwykle bardzo się nagrzewają, gdy kabina jest ściśnięta.

Aby regulować temperaturę, potrzebujesz klimatyzacji, więc masz paczki i maszyny do cyrkulacji powietrza, które dostarczają powietrze o odpowiedniej temperaturze do kabiny. Teraz, gdy trzeba zapewnić powietrze do kabiny, nie warto nawet myśleć o skruberach CO2 i zbiornikach O2, ponieważ paczki dbają o to na świeżym powietrzu.

Powinno to obejmować samoloty, które nie są hermetyczne, dlaczego nie są hermetyczne i że również nie mają stałego ciśnienia.

#4
+3
falstro
2014-01-13 02:26:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dotychczasowe odpowiedzi dotyczyły różnic między samolotami z kabiną ciśnieniową i bez niej, jednak aby odpowiedzieć na pytanie, dlaczego nie są one hermetyczne:

Odpowiedź jest dwojaka , po pierwsze, jak wskazał egid, różnica ciśnień byłaby prawdopodobnie zbyt duża, aby kadłub mógł wytrzymać.

Po drugie, i moim zdaniem, co ważniejsze, ludzie zużywają tlen i emitują dwutlenek węgla (i wodę). Szczelność statku spowodowałaby, że wszyscy w środku powoli, ale pewnie dusiliby się z powodu zatrucia dwutlenkiem węgla i braku tlenu, ponieważ niewielka ilość tlenu przenoszona w samolocie powoli zostaje wydychana. Musisz więc ciągle wymieniać to powietrze, a najłatwiejszym sposobem na to jest wypuszczenie starego powietrza i wprowadzenie nowego.

Edytuj

Jak zauważa Dan Pichelman, ludzie w okręcie podwodnym nie padają jak muchy. To prawda, że ​​nie, ale w rzeczywistości zastępują również powietrze. Prawie. Usuwają CO2 (za pomocą skruberów) i dodają tlen (ze zbiorników tlenu). Prawdopodobnie dałoby się to rozwiązać w ten sposób również w przypadku samolotów. Pozostaje pytanie, czy jest to wykonalne ze względu na wagę i czy łatwiej jest po prostu zwiększyć ciśnienie w samolocie za pomocą upuszczonego powietrza i zrzucić stare powietrze za burtę.

To dlatego ludzie na łodziach podwodnych ciągle umierają?
@Dan; cóż, tak, jeśli skończą się zbiorniki tlenu, które niosą, najprawdopodobniej zginą. Samoloty również mają butle z tlenem, ale tylko dla pilotów w sytuacjach awaryjnych.
Przepraszam, złośliwy komentarz z mojej strony - usunę za minutę. Chodzi mi o to, jak długo zajmie zużywanie O2, biorąc pod uwagę objętość kabiny? Jeśli osiągnięcie niebezpiecznego poziomu CO2 w samolocie z 3 godzinami paliwa zajmie 6 godzin ...
Spróbuję wykopać jakieś dane, byłoby interesujące wiedzieć.
737-800 ma (mniej niż) 1,6 metra sześciennego powietrza na pasażera (przyjąłem kwadratowy przekrój kabiny i wykorzystałem całą długość samolotu). Więc powiedzmy około 1500 litrów / osobę, a wdychamy około 8 litrów / minutę 20% tlenu i wydychamy 15% tlenu, jeśli nie zastąpiliśmy go CO2 i po prostu wyrzuciliśmy 2 litry powietrza, które wystarczy 13 godzin bez tlenu. Nie jestem lekarzem, ale założę się, że umrzesz z powodu zatrucia CO2 dużo wcześniej. Prawdopodobnie MOŻNA to rozwiązać jak w przypadku subwooferów, ale tak jak w odpowiedzi, łatwiej jest go po prostu wymienić.
@roe tak, prawie na pewno * lżejszy *, aby go zastąpić, i * zdecydowanie * wymaga mniej energii.
Niektóre łodzie podwodne dodają tlen ze zbiorników, ale wiele z nich generuje go w wyniku elektrolizy wody.
@egid; ciekawe, tego nie wiedziałem. Pierwsze trafienie google mówiło o butlach z tlenem .. :) Co oni robią z wodorem? Wyrzucić za burtę?
@Dan, jeśli chodzi o to, dlaczego ludzie umierają w subwooferze, Hollywood zapewnia materiał bez końca, ale jeśli chodzi o realizm * nic * nie może pokonać [Das Boot] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Das_Boot).
#5
+2
abelenky
2014-01-13 00:17:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W wielu samolotach General Aviation (małych samolotach, które nie przekraczają wysokości około 12 000 stóp), ciśnienie powietrza w kadłubie jest takie samo jak na zewnątrz.

Większość ludzi nie ma problemów na wysokościach do 12 000 stóp, więc nie ma potrzeby utrzymywania środowiska pod ciśnieniem.

Szczegółowe zasady stanowią, że samoloty bezciśnieniowe mają dostęp do dodatkowego tlenu, w zależności od jak wysoko jest samolot, jak długo i czy lata w dzień czy w nocy.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...