Чем дышат люди в самолете
Воздух в самолетах: чем дышат пассажиры
Салоны самолетов — замкнутые пространства, где пассажиры проводят не меньше нескольких десятков минут даже на коротких рейсах. В условиях пандемии многие задаются вопросом, каким воздухом они дышат во время перелетов, как часто он сменяется и откуда берется на крейсерской высоте, где атмосфера разряжена?
Один из крупнейших мировых производителей авиалайнеров Airbus рассказал, как функционируют системы кондиционирования в современных самолетах.
Воздушная смесь
В салон он попадает через сложную систему. Вначале проходит через компрессор двигателя, где подогревается до 200-250 градусов, далее направляется в катализатор, где из него удаляется вредный для человека озон. Затем воздух попадает в турбохолодильник, там охлаждается, увлажняется и попадается на смешивание с рециркулируемым воздухом из салона.
Как работает система кондиционирования в современном самолете. Инфографика Airbus
Система вентиляции, забирая воздух из салона, 50% направляет наружу через специальный клапан, а другую половину очищает через HEPA-фильтры (High Efficiency Particulate Air — фильтры высокоэффективного удержания частиц). По заявлению Airbus, они способны задерживать до 99,97% частиц, включая бактерии и вирусы и являются эквивалентами масок уровня защиты FFP2 и FFP3. HEPA-фильтры используются в операционных современных больниц для обеспечения чистоты воздуха.
Как воздух циркулирует в салоне?
Воздух в самолетах подается сверху над креслами и выводится через специальные клапаны под креслами. Такое распределение называется поперечным.
При продольном распределении воздух может подаваться в начале салона, а выводиться в конце, но такая система больше актуальна для наземного транспорта.
Использование поперечной подачи и вывода воздуха обеспечивает фактически разную атмосферу в разных частях салона — воздух в носовой части и хвостовой части будет другим. Т.е. если кто-то чихнул в 8 ряду, в 20 ряду вряд ли кто-то вдохнет микрокапли. К тому же использование пассажирами масок значительно ограничивает разлет частиц.
Как подается и выводится воздух в салоне самолета. Инфографика Airbus 
Как подается и выводится воздух в салоне самолета. Инфографика Airbus
По заявлению Airbus, воздух в салоне обновляется каждые 2-3 минуты и в процессе полета становится чище, чем на земле, т.к. постоянно проходит фильтрацию.
Однако важную роль играет своевременная смена HEPA-фильтров. Они имеют свой ресурс и установленный регламент замены, который должны выполнять авиакомпании.
Помимо этого, из-за большого ресурса самолетов не все они используют эту технологию. Например, у Airbus такие фильтры ставятся во все авиалайнеры, которые поставляются с 1994 года.
Следите за тем, что происходит с авиацией в эти непростые времена в Telegram, Twitter, Facebook и Instagram. Подписывайтесь сейчас!
Дышать без кислорода: откуда берется воздух в салоне самолета
МОСКВА, 19 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. Средняя высота полета пассажирского самолета составляет 9-12 тысяч метров. Воздух в этой части атмосферы уже значительно разрежен, а его температура ниже минус 45 0 С. 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.
Кислородные маски в самолетах: откуда там кислород, на сколько его хватает и что будет, если не надеть маску
Апрельский инцидент с самолетом Southwest Airlines, когда обломок взорвавшегося двигателя разбил иллюминатор, вызвав разгерметизацию и гибель одной из пассажирок, поднял важную тему: как на самом деле работают инструкции по безопасности. Трагедия продемонстрировала, что в экстремальной ситуации не все пассажиры следуют правилам, хотя уверены в том, что хорошо их знают. В Twitter было опубликовано фото из салона, где видно, что почти все надели свои кислородные маски неправильно. Издание The Telegraph разбирается в устройстве кислородных масок и в правилах поведения при разгерметизации.
По мнению пользователя, опубликовавшего фото, все пассажиры надели маски неправильно из-за того, что не слушали бортпроводника. «Прекратите делать селфи, положите телефон и слушайте!» — написал юзер. Тем не менее большинство авиапассажиров слышали эти инструкции так много раз, что могут рассказать их по памяти.
PEOPLE: Listen to your flight attendants! ALMOST EVERYONE in this photo from @SouthwestAir #SWA1380 today is wearing their mask WRONG. Put down the phone, stop with the selfies.. and LISTEN. **Cover your NOSE & MOUTH. #crewlife #psa #listen #travel #news #wn1380 pic.twitter.com/4b14lZulGm
— Bobby Laurie (@BobbyLaurie) April 17, 2018
Вероятно, что пассажиры Southwest просто запаниковали. Многие цепенеют перед лицом опасности и не могут следовать инструкциям. Те, кто пережил жесткую посадку на самолете, рассказывали, что многие пассажиры искали на своих ремнях безопасности кнопку, как в автомобиле. Однако ремни в самолетах работают не так. Некоторые просто неподвижно сидят на своих местах, шокированные происходящим, даже если бортпроводник кричит, чтобы они эвакуировались.
Как работают кислородные маски?
Так как же работают кислородные маски, при каких обстоятельствах их выбрасывают и сколько на самом деле кислорода в них? Действительно ли они обеспечивают безопасность или просто опьяняют пассажиров, пока падает самолет? Последний вопрос — цитата из «Бойцовского клуба», Тайлер Дёрден тоже задавался этим вопросом.
«Кислород опьяняет. В катастрофических ситуациях люди впадают в панику и бешено глотают воздух, и вдруг эйфория, покой, и ты смиряешься с судьбой. Вот рисунок. Аварийное приводнение — 600 миль в час. А на лицах спокойствие, как у коров в Индии».
Конспирологи расстроятся: кислородные маски действительно нужны для безопасности в самолетах. Их нужно использовать, когда давление в самолете скачет — о чем и было сказано пассажирам рейса Southwest.
На больших высотах уровень кислорода в воздухе очень низкий; обычно в самолетах автоматически поддерживается давление уровня 1,5–2,5 километра над уровнем моря. То есть перелет — это как посетить Мехико или Денвер.
Падение давления — это серьезная и потенциально опасная проблема. Если оно происходит внезапно, например из-за разбитого иллюминатора, самолет может быть поврежден или полностью уничтожен. К счастью, чаще всего такие случаи не столь разрушительны, и экипаж может с ними справиться.
«Авиакатастрофы, связанные с падением давления, встречаются крайне редко. Даже если в корпусе самолета появляется пробоина, с этим можно справиться, — рассказывает Патрик Смит, пилот и автор книги «Говорит командир корабля» (Cockpit Confidential). — Если давление снизится ниже определенного уровня, с потолка упадут кислородные маски. Маску стоит надеть, а затем попытаться расслабиться. Скоро самолет вернется на прежнюю высоту, а запаса кислорода хватит на всех».
На сколько хватит кислорода?
Несколько минут? Гораздо меньше, чем кажется. Поэтому, вероятно, пилоты будут вынуждены сделать спуск на безопасную высоту достаточно быстро.
«Пилоты тоже наденут свои маски и снизятся до трех километров, — говорит Смит. — Аварийный спуск ощущается достаточно жестко не потому, что самолет падает, а потому, что экипаж действует по инструкции».
Смит говорит с позиции опыта. Он вспоминает перелет из Южной Америки в США: «Над Карибским морем в самолете неожиданно раздался громкий свист, который, казалось, исходил из ниоткуда и отовсюду. Приборы показывали, что мы стремительно теряем давление. Мы с капитаном начали резко снижаться до трех километров над уровнем морем. Уверен, что для пассажиров это было как американские горки, однако мы все контролировали. Все это время был включен автопилот».
Данные об авариях (к примеру, о крушении самолета Helios Airways в 2005 году) свидетельствуют, что кислорода хватит на 12–15 минут.
Что произойдет, если не надевать кислородную маску при резком снижении?
Если в салоне упало давление, гипоксия (нехватка кислорода в мозге) быстро напомнит о себе тошнотой и головными болями. В редких случаях гипоксия может вызвать эйфорию.
Пользователь сайта Quora Трейси Брайан описала свои ощущения при разгерметизации и резком снижении: «Я была необычайно спокойна. Помню даже свой смех, шутки над другими пассажирами, которые надевали кислородные маски, и разговоры о том, что надевать их необязательно. На самом деле я испытывала кислородное голодание. В конце концов мой друг заставил меня надеть маску, и к тому моменту, когда гипоксия начала проходить, я стала нервничать».
Кислородные маски работают благодаря нагреванию
В самолетах не хранятся баллоны с кислородом — они весят слишком много. Все немного сложнее. В панели над каждым сиденьем содержится сочетание химических элементов, которое выделяет кислород при нагревании. Там может быть пероксид бария, который используется в фейерверках, хлорат натрия, который применяют для борьбы с сорняками, а также хлорат калия, который часто встречается в школьных экспериментах (он бурно реагирует в контакте с сахаром).
Не стоит ждать, что кислородный баллон будет надуваться. Многие пассажиры снимали маски, поскольку считали, что они не работают из-за пустого баллона, и в результате страдали от гипоксии. При этом предупреждение о том, что баллон не будет надуваться, содержится в любой предполетной инструкции.
По словам представителя British Airways, кислород в маски подается постоянным потоком. Баллон для этого газа не надувается, как в больницах. Его объем зависит от дыхания пассажира. Если он будет дышать слишком часто, баллон будет оставаться почти пустым. Если же пассажир будет дышать медленно, емкость может успеть наполниться.
Генератор кислорода также может сильно нагреваться, поэтому в салоне самолета может возникать запах гари. Беспокоиться из-за него не стоит.
Опасны ли генераторы кислорода? Отчасти. В 1996 году катастрофа самолета ValuJet 592 унесла жизни 110 человек. Причиной несчастного случая стало возгорание в генераторе кислорода. Пожар, однако, начался с грузового отсека: загорелись приборы, у которых давно закончился срок годности, а упаковка не соответствовала стандартам безопасности. Из-за толчка загорелся один, а затем огонь перекинулся на остальные. Кислородные маски не выдают пассажирам, если на борту наблюдается возгорание. В этом случае они могут только усугубить положение — кислород усиливает огонь.
Насколько безопасно вдыхать воздух из кислородных масок? «Есть риск вдохнуть небольшие частицы химикатов», — говорил эксперт Арч Карсон в интервью The Huffington Post в прошлом году. Однако, по его словам, это лучше, чем потерять сознание от недостатка кислорода.
Чем мы дышим в самолете: специалисты развенчали популярные мифы
Миф первый: В самолете совсем нет свежего воздуха
Как бы удивительно это ни звучало, но в салоне самолета, летящего на высоте 10 км, есть свежий воздух! Если быть совсем точными, то воздух в салоне представляет собой смесь свежего воздуха, поступающего извне, и рециркулируемого воздуха салона в пропорции примерно 50% на 50%. Свежий воздух поступает в салон через компрессор двигателя, где температура достигает порядка 200-250 градусов. Естественно, таким горячим воздухом дышать невозможно, поэтому его нужно охладить до комфортной температуры. Именно с этой задачей справляются турбохолодильники. Когда свежий воздух охладился, он отправляется в смеситель, где смешивается с рециркулируемым воздухом перед подачей в салон.
Миф второй: Мы дышим одним и тем же воздухом на протяжении всего полета. Разница лишь в том, что он постоянно прогоняется через систему кондиционирования
Это далеко от истины. Воздух в салоне самолетов полностью обновляется каждые 2-3 минуты. Именно так работает система кондиционирования, которая постоянно смешивает свежий воздух с рециркулируемым. Каждые две-три минуты часть использованного воздуха выводится из самолета, часть отправляется на повторную очистку и рециркуляцию в систему кондиционирования, после чего она опять смешивается со свежим воздухом и подается в салон. Для сравнения, в офисных помещениях замещение воздуха происходит каждые 20 минут. Так что пассажиры самолета, подчеркивают в Airbus, дышат гораздо более чистым и свежим воздухом, чем офисные сотрудники бизнес-центра.
На самом деле, воздух в самолете практически стерильный, ведь система кондиционирования самолета изначально была спроектирована таким образом, чтобы пассажиры дышали в полете исключительно чистым воздухом. Все современные самолеты оснащены высокоэффективными HEPA-фильтрами, которые удаляют до 99,97% всех частиц (даже размера микро- и нано-), включая бактерии и вирусы.
По своему действию и эффективности HEPA-фильтры эквиваленты защитным маскам высокого класса защиты (FFP2 и FFP3). Именно эти фильтры используются в больницах, в том числе и в операционных. HEPA-фильтры являются самыми эффективными фильтрами для очистки воздуха от патогенной среды на сегодняшний день. Так что можно не бояться: система фильтрации воздуха в самолете не дает шансов патогенной среде.
Интересный факт: компания Airbus проводила специальные исследования и замеры качества воздуха до полета и после него, используя испытательный самолет А340. Оказалось, что после полета воздух в салоне самолета был намного чище, чем до него.
Миф четвертый: Если пассажир сзади стоящего кресла чихает, то я обязательно заражусь, ведь все его микробы попадут на меня
Распределение воздуха в салоне в поперечном направлении считается более безопасным, чем в продольном, поскольку это препятствует распространению вредных частиц и вирусов между соседними рядами и создает дополнительный комфорт для пассажиров (позволяет избежать сквозняков). Эффективность такого распределения воздуха была доказана в ходе многочисленных испытаний, проводимых Airbus в специальной научной лаборатории в Гамбурге, где испытывают перспективные системы для пассажирских салонов.
Существуют определенные регламенты по замене HEPA-фильтров, что является неотъемлемой частью технического обслуживания самолета. Эти регламенты обязательны к выполнению, как и любые другие виды технических работ. Ведь безопасность в авиационной отрасли превыше всего как для авиапроизводителей, так и для авиакомпаний.
Откуда в салоне самолета, летящего на высоте 10 000 метров, берется кислород
Представьте, что вы удобно расположились в кресле самолета и наслаждаетесь полетом, мечтая о приближающемся отпуске на морском берегу или о встрече с близкими. А для того, чтобы вам было удобно и комфортно, так же как и на земле, в авиалайнерах предусмотрены специальные системы, отвечающие за качество воздуха в салоне.
Пассажирские самолеты летают на высоте от 9 до 12 тысяч метров. Все зависит от модели, поскольку у каждой из них есть своя «идеальная» высота, на которой лайнер расходует минимальное количество топлива и испытывает небольшое сопротивление. После того, как самолет взлетел и набрал высоту, он оказывается в атмосферном воздухе, параметры которого сильно отличаются от таковых у поверхности. Того воздуха, который есть в салоне, хватает примерно на 15-20 минут полета, а дальше в нем падает содержание кислорода и им становится невозможно дышать. Но для того, чтобы добавить свежего воздуха в салон, не получится просто открыть для проветривания люк. Дело в том, что содержание кислорода на такой высоте уменьшается до 7-8%, в то время как внизу этот показатель равен 21%. А атмосферное давление за бортом (второй не менее важный показатель воздуха) снижается до 170-250 мм. рт. ст., вместо привычных для нас 740-760 мм. рт. ст.
Но с увеличением высоты даже при неизменном процентном соотношении компонентов воздуха парциальное давление кислорода падает, что приводит к общему снижению уровня кислорода в крови человека, да и любого другого живого существа. Поэтому недостаточно просто обогатить атмосферный воздух кислородом, необходимо привести в норму и давление.
Для обеспечения комфортных условий во всех авиалайнерах работает специальная система кондиционирования воздуха. Система забирает воздух, который находится за бортом и сжимает его с помощью компрессоров. Благодаря этому плотность кислорода в нем повышается до приемлемых значений. Одновременно с этим происходит выравнивание параметров температуры до комфортного уровня.
Что касается давления, то в салоне авиалайнера поддерживается более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта. Как правило, это 600-650 мм. рт. ст., что соответствует высоте 1300-1800 метров над уровнем моря. Считается, что это нижняя граница комфортного для человека атмосферного давления воздуха.
Но у системы кондиционирования есть один существенный недостаток: воздух, попадающий в салон, 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. Поэтому некоторые пассажиры испытывают постоянную жажду во время полета, а также жалуются на сухость в глазах и горле.