飛機增壓系統有多重要?美軍曾吃過大虧

之前,我們曾寫過文章,談過因為機艙失壓導致飛機內人員昏迷、休克,導致飛機失事的「幽靈飛行」事件——由於飛機未正常增壓,在爬升過程中艙內陷入低壓狀態,飛行員迅速失去意識,使得飛機無人操控失事。詳見【什麼是「幽靈飛行」?為何飛機會直飛直到墜毀?】

其實,這也引出了一個問題,現在飛機是不是都需要客艙增壓?客艙增壓具體有什麼用?而戰鬥飛機和民航客機的增壓系統又一樣嗎?今天,我們就簡單探討下。

首先,我們可以很肯定的說,現代飛機大部分都有增壓系統,不論是民航飛機還是軍用飛機。當然,這裡說的是大部分,並不是全部,因為還有些飛的較低的(通常來說低於5000米)的小型飛機出於種種原因考慮沒有增壓系統

增壓系統已經成為飛機標配

為什麼要客艙增壓?其實很好理解,高空中氣壓低空氣稀薄,不加壓人供氧不足就會出現上文提過的昏迷、休克現象。想像下不背氧氣瓶爬珠峰是什麼狀況,就可以理解不加壓的危害了。

現在民航飛機通常維持艙內壓力接近海拔2000米左右,即便這樣,不少人還是會感覺有一定不適感。比如很多人起飛後就會感到耳朵脹脹的,還有人會覺得吃東西沒有味道、昏昏欲睡。

味蕾在高空中可能沒有那麼敏感,導致人們覺得飛機餐不好吃

為何不把艙內壓力再加高一點使得其接近地面的壓力水平呢?其實,這也是平衡過的結果。想像把一個高壓氣球放飛到高空中會出現什麼情況?到一定高度氣球通常都會因為球內壓力過大而炸掉。在客艙增壓的情況下,飛機實際上就成了那個氣球。

不少飛機在地面橫截面看起來是橢圓的,到了空中就變圓形了,客艙增壓水平越大,飛機的結構強度要求也會成大幅增加。因此,不少公務機也以機艙內壓力作為其舒適性的證明,打出艙內壓力等於海拔1500米之類的廣告。

如果結構強度不夠會怎樣?參考一眾空中解體空難給我們帶來的教訓,典型的就有因錯誤維修艙尾壓力圓蓋,空中壓力過大破裂並導致尾翼脫落而發生的世上最大單機空難——JAL123空難事故。

我們談了這麼久的民航飛機增壓系統又是什麼樣呢?其實通常來說它就是飛機的空調系統。駕駛艙一般會有有壓力調節伐供飛行員調節全機的壓力,當飛機在高空飛行時,發動機抽取並壓縮空氣,經過加熱後輸送到客艙內。飛機也會有出氣口,維持艙內壓力平衡。

上面的例子都是民航方面,那麼戰鬥飛機方面又是怎麼樣呢

其實我們也可以把戰鬥飛機分為兩個方面看,一個是如轟炸機、運輸機、偵察機這類從構造上有點類似民航飛機的客機,另外就是在空中呼呼飛的戰鬥機了。

運輸機轟炸機等起碼在駕駛艙會有增壓系統

其實大部分轟炸機、運輸機、偵察機都與民航飛機相同,除了增壓系統還會有加熱系統維持飛機內的溫度。

當然,早期的飛機可就沒有這麼幸運了,別說增壓系統,連加熱系統都沒有。當然,通常來說因為早期飛機飛的低也沒什麼關係,但是,許多飛機有時也需要飛到6000乃至8000米高,這時要怎麼辦呢

只能靠土辦法解決了:氧氣瓶+厚衣服,呼吸靠氧氣瓶,保溫靠厚衣服。看下面的圖或許能更好的幫大家理解。在高空飛行時,必須要戴好氧氣面罩、手套、保溫帽,穿好皮襖外套。不過這樣,低壓的問題被解決了,但凍傷的問題依舊還是難以解決。

後來波音推出的B-29開始對機艙進行部分加壓,這樣B-29就能飛到別的飛機難以到達的高度。

早期的戰鬥機也是如此,需要高空作戰時,飛行員通過氧氣面罩呼吸,氧氣來源是起飛前裝好的氧氣罐。

不過,現代戰機也經過了升級。從三代機開始,戰鬥機座艙普遍採用了加壓密封的方式,使得其能適應高空作戰的環境。但是,考慮到作戰需要,以及重量結構的限制,戰鬥機的增壓效果有限,依舊要靠飛行服、頭盔、面罩輔助來保持合理的座艙環境。

不過,一般來講,雖然增壓系統能提供一定氧氣,戰鬥機飛行員還是通過氧氣面罩吸收氧氣瓶和制氧裝備產生的氧氣呼吸。這主要是考慮到可能戰機飛行過程中有可能會出現失壓,另外也能保證戰鬥時飛行員能吸到充足的氧氣。

說到戰鬥機的增長制氧設備,F-22可以說是比較典型的一個,其據說是通過引氣設備吸收空氣中的氧來供氧,但由於裝置不靠譜,導致飛行員飛著飛著就「暈」了。因此,美軍多次停飛F-22,並限制其訓練時飛行高度在7600米之下。不知道幾年過去,F-22的供氧問題是否得到了解決。


作者:Henry Lin

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