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小編的世界 優質文選 地球

飛機在萬米高空怎麼供氧?數百人在密閉空間中,為何不會缺氧


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2024年8月04日 -
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作者:背包旅行呀

青藏高原空氣稀薄,這是因為海拔過高,人類在5000米的高度,都會因缺氧引發高原反應,海拔達到8000米以上就會感到呼吸困難,那麼為何飛機在萬米以上的高空,還能給人類提供氧氣呢?

飛行高度

隨著現代科學的進步,人們出行的交通工具在不斷地更新換代,目前速度最快的就要數飛機了,而客機的飛行高度都是在平流層,如果是短的航線那麼它的飛行高度會在6000-9600米之間,長線高度是在8000-126000米,越是大型飛機那麼它的飛行高度就越高。

所以很多人就好奇,飛機上沒有窗戶屬於密閉空間,那麼上面的氧氣是從何而來的。按照正常的情況來算,一個成年人每小時需要消耗0.031Kg的氧氣,而我國的客機載客量一般是在200人左右,短的航班是幾個小時,長的話就要達到十幾個小時。

amocity
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氧氣儲存裝置

由此可見,機艙內存留的氧氣根本就沒辦法滿足人們的正常需求,所以必須要有其他的供氧途徑,難道飛機上裝有氧氣儲存裝置嗎?

目前能儲存氧氣的裝置主要是高壓氧氣罐和液氧儲罐兩種,而這樣的裝置都不能夠帶到高空之中,前面咱們也說了客機的飛行高度,所以如果攜帶這樣的裝置會有易燃易爆的風險,從而威脅人們的安全,那麼想要通過這些裝置在飛機上提供氧氣是不可能的。

高空氧氣稀薄?

我們一直認為高空的空氣比較稀薄,其實不然,因為高空中的氧氣含量和地方上的是一樣的,都是21%,所以無論是在海拔一米還是海拔1萬米,氧氣的比例是沒有發生變化的,那麼既然氧氣的比例不變,為什麼人們在海拔高的地方會感覺呼吸困難呢?

比如我們原本每小時需要吸入2.5升空氣,但到了高原地區需要吸入5升,這樣才能滿足人們的生理需求,但想要多吸入那麼就要加快呼吸的頻率,這就導致了人們到了高原地區會出現呼吸急促的感覺。

飛機如何提供氧氣

所以在飛機上為了確保乘客和機組人員的安全,就要提供充足的氧氣,那麼飛機是如何操作的呢?

其實飛機上的氧氣主要是來自於飛機發動機的壓氣機,也就是提高空氣壓力的部件,一般都是采用渦噴或渦扇的發動機,現在大部分的飛機都是渦扇發動機,這種發動機它適合絕大多數的飛行航線,是在渦噴高的基礎上,增加了一個低速的低壓渦輪,為的是帶動風扇工作。

簡單地說,就是這兩種發動機前部分是一樣的,是由很多葉片組成的,在進入到工作狀態下,葉片會通過高速旋轉來吸收外部的空氣,然後持續加壓輸送到飛機內部。

這種方式聽起來很容易,但大家不知道的是,為了確保飛機正常運行,發動機需要付出多大的努力,咱們就拿空客A350這樣機型作比喻,它可以容納335人。

如果按照一個人每分鐘呼吸16次,吸收氧氣為250毫升來算,那麼335人一分鐘就要吸收83750毫升的氧氣 ,那麼發動機就需要拼命地吸收空氣,才能夠讓乘客毫無壓力地呼吸。

所以它需要每秒吸入1.4噸的空氣,才能夠確保人們正常呼吸,這還不是最關鍵的,之前蘇聯制造的安225飛機,吸收空氣甚至可以達到2噸。

但是在加壓的這個過程中,空氣體積隨之變小,同時,壓縮空氣的溫度卻不斷地上升,甚至達到了上百攝氏度,如果將這樣的氧氣給乘客呼吸,那他們可能就只有死路一條了。

所以,吸入的空氣還需要進行溫度調節和過濾等一系列操作,等待氧氣達標後,再減壓到標准大氣值,通過機艙內的通風口慢慢地提供給乘客。

飛機的發動機都是相當強悍的,它不光是能夠提供動力,保護著飛機的安全,同時它還負責飛機內氧氣的循環和提供,正因為飛機內的氧氣是由發動機負責,為了盡可能將發動機的這部分功率降低,飛機內部的氣壓值一般都要低於標准大氣壓。

大概只有標准大氣壓的75%左右,這樣的氣壓已經能夠滿足人們的生存需求,除此之外,在飛機上我們還有一些我們看不到的通風口也在運行,這樣可以穩定艙內的正常氣壓值。

緊急情況

在特殊情況下,如果飛機在高空中遇到緊急情況,那麼供氧系統就會啟動化學氧氣發生器,為乘客提供額外的氧氣,確保艙內氧氣充足。

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遇到緊急情況時,供氧系統的穩定性非常重要,而機組人員也會受到嚴格的培訓,熟練掌握供氧設備的使用方法,確保在緊急情況下能夠快速且有效地為乘客提供氧氣。

缺氧是非常危險的,其實在高空飛行時,這會嚴重影響乘客和機組人員的生命安全,在缺氧的情況下,人會因為供氧不足導致失去意識,身體機能受損甚至死亡,所以,飛機的供氧系統尤為重要。

氧氣面罩

為了給乘客提供最大程度的安全保障,每架飛機上都會配備緊急氧氣供應系統,在飛機發生緊急情況時,氧氣面罩就會自動脫落,為乘客提供氧氣。

但值得注意的是,氧氣面罩提供的氧氣並不是由發動機提供的,氧氣面罩是由一個乾癟的塑料袋和一根軟管組成,軟管連接的並不是一個帶有開關閥門的氧氣瓶,而是連接機艙上方的氧氣發生裝置。

我國的客機大多采用的是氯酸鈉、過氧化鋇與氯酸鉀作為發生裝置的化學原料,這三種物質的混合體相當於一個氧氣蠟燭。當面罩掉落時,就會觸發內部的開關,使內部化學物質迅速混合發生劇烈的化學反應,從而釋放氧氣。

一般的氧氣面罩能夠在12-20分鐘內提供氧氣,超過這個時間段就會停止供氧,所以在這個時間裏,飛機必須采取緊急迫降的手段,讓飛機降至3000米以下,這樣才能夠確保乘客不會因缺氧發生意外。

可能有很多會有這樣的疑問,既然飛機飛得那麼高需要擔心缺氧問題,那麼為什麼我們不直接在低空飛行呢?

其實,飛機的飛行高度是有嚴格規定的,我國規定民航飛機必須在平流層與對流層之間飛行,就是我們所稱的萬米高空,因為在這個區域內氣流相對比較穩定,幾乎不會遇到暴雨雷電的極端天氣。

雖然飛機發生事故後生還概率很小,但是飛機目前仍是安全系數最高的交通工具,隨著時代的發展,人們的生活節奏越來越快,所以選擇坐飛機的人也越來越多,所以大家可以多了解一些關於飛機的常識以備不時之需。