Наддув кабины

Система контроля давления в Boeing 737-800

Наддув кабины — процесс, в котором воздух закачивается в кабину/салон самолета или космического корабля, для создания безопасной и комфортной среды для людей на больших высотах.

В самолетах отбор воздуха обычно осуществляется от компрессора работающего газотурбинного двигателя, для космического корабля воздух привозится в сжатом или сжиженном виде.

Необходимость в наддуве

Воздухозаборник воздухо-воздушного радиатора (ВВР) в крыле Ту-154

Воздухо-воздушный радиатор и турбохолодильник (ТХ) системы кондиционирования техотсека бомбардировщика Ту-95

Безопасной (по давлению воздуха) считается высота менее 4 км. Любой подъем на высоту более 4 км требует применения различных систем жизнеобеспечения.

С подъёмом на высоту более 3 км у человека появляются признаки кислородного голодания (хочется спать). На высотах более 9 км из жидкости организма возможно выделение пузырьков газа (аэроэмболизм). На высотах более 19 км наблюдается закипание подкожной жидкости. Температура воздуха на высоте более 11 км может достигать −60 °C. Для полёта на летательном аппарате в таких неблагоприятных для жизни условиях и потребовалось создать бортовые системы жизнеобеспечения.

Авиация

В большинстве летательных аппаратов устанавливается сложная система кондиционирования воздуха (рус. СКВ, анг. ECS). Отбираемый от двигателей горячий воздух охлаждается, осушается, дозированно смешивается и поступает в кабину. Давление в кабине регулируется автоматическим клапаном, который сбрасывает излишний воздух в забортное пространство.

Необходимо отметить, что при полёте на самолёте до высоты около 2000 метров наддува кабины обычно нет (хотя бывают исключения), затем система начинает подавать воздух, поддерживая постоянное давление приблизительно на уровне 570 мм. рт. ст. до высот в районе 7000-8000 метров. С дальнейшем подъёмом система кондиционирования поддерживает переменное давление, постепенно уменьшающееся в возрастанием высоты. Так, на высоте 11 км давление в кабине будет приблизительно около 0,7 от нормального.

В самолётах, для контроля давления воздуха в кабине, применяется указатель высоты и перепада давления (УВПД), а для упрощения применяется термин высота в кабине — то есть давление воздуха, соответствующее некоторой высоте.

Конечно, было бы предпочтительнее поддерживать в салоне самолёта нормальное, на уровне земного, давление в течение всего полёта, но это не делается по целому ряду причин. Одной из существенных причин является техническая проблема прочности фюзеляжа, которая способна выдержать избыточное давление в разрежённом воздухе на большой высоте, что неизбежно повлечёт значительное усложнение конструкции и её утяжеление.

На военных самолётах воздух первоначально подавался исключительно с целью обогрева — на остекление кабины и к ногам лётчика (как пример), а экипажи при полётах выше 4 км всегда использовали кислородные маски. Постепенно почти на всех типах летательных аппаратов военного назначения также внедрили систему кондиционирования, работающую также, как и на пассажирских лайнерах, но при выполнении боевых вылетов предусмотрен специальный боевой режим наддува. В боевом режиме давление в кабине будет значительно уменьшено — это делается для предотвращения баротравм у экипажа при резкой разгерметизации на больших высотах в случае, например, попадания снарядов. Экипаж весь полёт использует кислородные маски или экипируется в высотные костюмы, а система наддува по большей части поддерживает температурный режим в кабине.

Повреждения гермокабины пулемётно-пушечным огнём истребителей при полёте на больших высотах вызывали взрывную декомпрессию и гибель экипажей бомбардировщиков Второй Мировой войны.

Космонавтика

В советских/российских пилотируемых КА атмосфера полностью соответствует земной.

В американских КА атмосфера первоначально была полностью кислородной, с пониженным давлением, что позволяло облегчить конструкцию. После кислородного пожара на КА «Аполлон-1» НАСА применила газовую смесь из 40% азота и 60% кислорода при старте корабля, с переходом на чистый кислород в космосе.

На МКС используется азотно-кислородная атмосфера с нормальным давлением.

См. также

• Гермошлем
• Кислородное оборудование
• Система кондиционирования воздуха (авиация)
• Гермокабина
• Высотная болезнь

Ссылки

• Видео-демонстрация наддува кабины и изменения давления в самолете Boeing 737-800 на YouTube