כיצד תאי המטוס נשמרים בטוח: לחץ, חמצן ומערכות גיבוי מוסברות

בגובה התעופה, האוויר בחוץ למטוס דק מדי בשביל להיות ניתן לנשימה וקר מדי בשביל להישרד ללא הגנה. תאי המטוס פותרים זאת על ידי יצירת "גובה תא" מלאכותי ונמוך יותר בתוך הגוף הסגור של המטוס, תוך שימוש באוויר שנשאב מהמנועים ובקרה על ידי מערכת של שסתומים, עם מסכות חמצן וכללים קשוחים כגיבוי אם משהו בא בטעות.

מאיפה בא אוויר התא

ברוב המטוסים ג'ט, אוויר בלחץ "מודיח" משלב הדחס של המנועים, על פי משאב הדרכת הטיסה Boldmethod. אוויר הדליפה הזה עוזב את המנוע חם - בערך 200 מעלות צלזיוס, על פי ערך ויקיפדיה על לחץ התא - ואז מתקרר דרך מחליפי חום ומעורבב עם אוויר תא מושב מחדש לפני שהוא נדחף לתא דרך תעלות.

האוויר הנכנס מסופק בכוונה מהר יותר מאשר הוא רשאי לעזוב. התא מתרוקן דרך שסתום או שסתומים נוספים ליציאת אוויר ליד הקצה האחורי של גוף המטוס, אשר נפתחים וסוגרים כדי לכייל את הלחץ בעדינות: הם סוגרים מעט כאשר המטוס טס לאחסון יותר לחץ, וניתן יותר כאשר הוא יורד, על פי Boldmethod.

למה תאי המטוס לא לחוצים ללחץ גובה הים

כללי הנהלת התעופה הפדרלית של ארה"ב (FAA) דורשים שלחץ התא יישאר בשיעור או נמוך מהשווה של 8,000 רגל של גובה, על פי טקסט הרגולציה של FAA שסוכם דרך מסד נתונים eCFR. לחיצה כל הדרך ללחץ גובה הים תדרוש גוף מטוס כבד יותר ועמיד בכדי להתמודד עם הבדל לחץ הרבה יותר גדול בין פנים לחוץ - סחר אותו יצרני המטוסים הימנעו בעיקרו.

רוב המטוסים הגוף-רחבים הישנים יותר שומרים גובה תא של בערך 7,000-8,000 רגל, כפי שציינת מאמר ויקיפדיה על לחץ התא, תוך ציטוט Boeing 767 כדוגמה ליד 7,000 רגל. מטוסים מרוכבים חדשים יותר יורדים נמוך יותר: Boeing מצהירה באתר שלה שה-787 Dreamliner שומר גובה תא ב-6,000 רגל - בערך 2,000 רגל נמוך יותר מאשר מטוסי אלומיניום קונבנציוניים - מכיוון שמסגרת הרכב שלה עמידה בפני סכנות של עייפות וקורוזיה שהבדלי לחץ גבוהים יותר מהווים לנתונים. Boeing גם אומרת שה-787 מעלה לחות תא, במטרה לעזור לנוסעים להרגיש "ר��ננים יותר" אחרי טיסות ארוכות.

מה קורה אם לחץ אובד

כללי FAA תחת 14 CFR 121.333 דורשים חמצן להיות זמין לפחות 10 אחוז מתושבי תא הנוסעים בגובה לחץ תא בין 10,000 ל-14,000 רגל בעקבות אירוע אובדן לחץ, עם דרישות חמצן עזרה ראשונה נוספות לחלק קטן יותר של תושבים מעל 8,000 רגל, על פי טקסט התקנה דרך מכון המידע המשפטי של אוניברסיטת קורנל. בפועל, חומרי הדרכת חברות תעופה שצוטטו על ידי AOPA מתארים פריסה אוטומטית של מסכה ברגע שגובה התא מגיע ל-13,000-14,000 רגל בערך.

עבור צוות הטיסה, כלל FAA 14 CFR 121.333 דורש אספקת חמצן של שתי שעות לכל בן אדם בצוות מעל 10,000 רגל, המכסה ירידה של 10 דקות מגובה ההפעלה המרבי ל-10,000 רגל ואחריה 110 דקות בגובה זה, על פי סיכום ההוראה דרך מכון המידע המשפטי של אוניברסיטת קורנל. מעל רמת טיסה 250, לפחות טייס אחד חייב ללבוש ולהשתמש במסכת חמצן על גבי הפקדים אלא אם כן מסכות הסרה מהירה - שנדרשות להיות מאובטחות ובמסירת חמצן תוך חמש שניות - זמינות.

למה מהירות חשובה: זמן של התודעה השימושית

ההדחקות מאחורי הכללים הללו נובעות מכמה זמן מעט שלצוותים יש כדי להגיב. משדר בטיחות תעופה AVweb מפרסם טבלה מצוטטת בשכיחות של "זמן התודעה השימושית" - החלון שבו אדם עדיין יכול לפעול בצורה יעילה לפני שחוסר חמצן פוגע בשיפוט. ב-18,000 רגל החלון ההוא הוא בערך 20-30 דקות; ב-25,000 רגל הוא יורד לבערך 3-5 דקות; ב-30,000 רגל זה בערך 1-2 דקות; וב-40,000 רגל הוא כדי בערך 15-20 שניות, על פי נתונים מ-AVweb. ירידה בלחץ פתאומית ומהירה - במקום דליפה איטית - מקצרת את הזמנים הללו עוד יותר, כפי שציינת AVweb, מכיוון שהגוף מאבד חמצן החוצה דרך הריאות באותו זמן שהחמצן המושנה כן יורד.

זה גם הסיבה למה טייסים מאומנים ללבוש חמצן ולהתחיל ירידת חרום מיד לאחר כל אירוע אובדן לחץ במקום לאבחן את הסיבה קודם.

קביעות מובנות

מערכות לחץ עוצבו עם גיבויים. ערך ויקיפדיה על לחץ התא מציין שלפחות שני מנועים בדרך כלל מסופקים אוויר דליפה כך שהמערכת סובלת כשל מנוע, וכי רוב מטוסי הג'ט המודרניים מפעילים בקרות לחץ אלקטרוניים משוכפלים עם מצב גיבוי ידני. שסתום הפלט אוויר עצמו משמש גם כשסתום שחרור בטיחות, מונע את ההפרש בלחץ בין התא ואוויר חיצוני מחריגה מגבולות מבניים - בדרך כלל מצוטטים בטווח 7.8-9.4 psi בהתאם לסוג המטוס.

שיעורים היסטוריים עיצבו את ההגנות הללו. אותו ערך ויקיפדיה מצביע על תאונות de Havilland Comet של 1954, שבהן מחזורי לחץ חוזרים גרמו לעייפות מתכת וכשל הגוף, כנקודת מפנה שהובילה לשיפור פרוטוקולי בדיקה, שיטות בדיקה רדיוגרפיה ושינויים בעיצוב - כולל חלונות תא אליפטיים שהם עכשיו סטנדרטיים על מטוסים בלחץ.

מספרים חיוניים במבט אחד