03.02 坐飛機9小時,飛機上氧氣哪來的?

阿巍旅行記


坐飛機9小時,飛機上氧氣哪來的?

中短距的客機飛行高度約為6000M-9600M左右,中長距客機高度為7000M-12600M,高度越高氣壓越低大家應該有很直觀的認識,下圖為大氣壓與高度的關係:

從上文可以看出,只要到達6000M以上,氧氣即只有海平面的一半水平,到9000M左右即只有海平面1/3,氣壓也只有原來1/3....從中您看出什麼門道來了嗎?在客機巡航的高度並非沒有氧氣,只是氣壓下降導致氧氣含量一併下降,因此只要將氣體加壓即可,這就有為後來的加壓技術做鋪墊了!

這是客機所用的渦輪風扇發動機,這個客機涵道比相對比較大,2/3以上的推力都有這個大風扇產生,客機機艙所需的加壓空氣就有這個發動機內部引出....當然您不要認為發動機內部都是高溫高壓的,其實在前幾級風扇處溫度和壓力還是不高的,引入的空氣進入飛機的空調系統,通過空氣過濾、溫度和溼度調節之後,新鮮空氣進入機艙,同時會把機艙內汙濁的空氣排出去,保證機艙內的空氣交換與流通!

因此別說9小時,只要飛機燃油足夠即可繼續維持....但大氣壓並非與海平面的一致,而是大概約為2000-3000M處的0.8個大氣壓左右,因此起飛與下降過程中,機艙氣壓逐漸改變會導致耳膜不舒服,此時只要嚼一片口香糖,讓內耳與口腔處的氣壓通過平衡通道過渡下馬上就恢復了!

因此您乘坐飛機時完全不需要擔心呼吸的問題,唯一要擔心的時氣流顛簸.....


星辰大海路上的種花家


其實飛機在高空飛行時,肯定需要大量的氧氣。

一是為了提供發動機燃料燃燒,二是為了給乘客供氧。

其實在大氣層高度20公里以下,空氣中氧氣的比例不會改變,只是空氣密度整體降低,所以氧氣含量也就少了。

飛機在高速飛行時,進氣口會在單位時間內吸收的氧氣甚至比地面還多。


可以這樣理解,雖然高空中氧氣含量少,但是飛機速度快,可以靠速度彌補氧氣密度的不足。

其實飛機發動機還伴隨著壓氣機,就是把原本密度稀薄的空氣進行壓縮。一般飛機採用渦輪壓縮,也就是靠廢氣的滯後性進行二次動力利用。


壓縮後的空氣密度甚至比地面還大。所以飛機的發動機也是個極其複雜的工程學技術,全世界能掌握製造航空發動機技術的國家並不多,可見難度之大。

壓縮後的大部分空氣供發動機燃料使用,一小部分連接機艙內的空調系統,並調節艙內的氣壓與地面保持相同狀態,乘客吸的氧氣一般就來自壓縮機。


但是飛機為了以防意外還配備了兩種氧氣應急系統。

一種就是氧氣瓶,氧氣罩,用於飛機艙失壓後給乘客使用的。比如客艙的玻璃碎了等突發情況。

還有一種是機組人員的應急供養系統。

所以一般情況下,飛機內消耗的氧氣來自壓縮機。出現意外情況還有氧氣罩,氧氣瓶之類的應急方案!


科學認識論



這個問題我自己總結後,又特地諮詢了專業人士@瘦駝 先生,以防說錯話,免得誤導大家。

大家知道,我們在地面上呼吸的是一個標準大氣壓的空氣,越往上氣壓就越低,密度也越小,萬米高空的空氣十分稀薄,而且氣溫很低,人這個環境上是不能生存的,但在飛機裡就不一樣了。

飛機機艙是嚴格密封的,這時飛機會從發動機壓縮段直接提取高溫、高壓的空氣,經過自動加壓後再進入飛機的空調系統,通過空氣過濾、溫度和溼度調節等之後,把適宜的新鮮空氣釋放進入機艙,同時會把機艙內不新鮮的空氣排出去,保證機艙內的空氣流通。

由於飛機機艙屬於空間薄壁結構,像個高空氣球一樣,飛機內外壓差還不能過大,這也為了飛機的結構壽命,所以加壓空氣的時候並不會把艙內氣壓完全加和地面一樣的標準大氣壓,比如萬米高空艙外0.2個大氣壓,機艙內是0.8大氣壓,這時乘客也是可以適應的。

瘦駝先生對這個回答亦有貢獻。


震長


氧氣主要來源座艙增壓和應急氧氣供應系統,其中主要是分子篩製氧系統,後者在應急時啟用。機載製氧系統主要由氣源部分、製氧部分、供氧部分、備用氧部分和控制部分組成。

人的生存離不開氧氣。地球上空有一層大氣,每平米承受約10噸壓力,以海平面為準約等於760毫米汞柱。在海拔高度0米時,空氣含氧量約為20.95%。當海拔高度10000米時,空氣含氧量4.95%,這相當於0米的23.6%。而遠程客機飛行高月約在10000米,如果不對客艙進行增壓,人的生存就會面臨威脅。

現代客機主要選擇分子篩製氧系統,這也是變壓吸附製氧法,它基於分子篩對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。客機增壓機艙都是全密閉式,發動機的葉片會對進入的空氣進行壓縮,某級壓氣機會對壓縮空氣進行降溫和降壓,並去除空氣中的水和雜質。製氧部分則通過分子篩製氧裝置,採用變壓吸附的方式分離出氧氣。其中一部分輸送給客機的空調系統。空調系統對空氣進行升溫過濾後,將新鮮空氣送入艙內。

我們知道隨著高度增加大氣壓力會降低,這會直接導致氧氣濃度降低。人在高海拔時,一旦缺氧很快便會失去意識,嚴重的還能造成空難事故——例如太陽神航空522號航班。應急供氧系統則為客艙突然失壓而準備的,當意外發生時,客艙中就會彈出氧氣面罩其中直接連著便攜式氧氣瓶。但這僅供應急使用,氧氣會維持12~20分鐘,這需要客機儘快下降到低海拔水平。


航空之家


通過飛機發動機,將部分高空空氣加壓加溫調試得當後,直接導入飛機內部即可。


我們都知道,高度越高,也就意味著呼吸困難,倒不是因為空氣的含氧比減少,而是因為空氣變少了,稀薄了。

那作為民航飛機,內部大批乘客的呼吸該怎麼保證呢?

首先飛機內部直接生產是不行的,除了加重飛機載重負擔之外,一旦機器出現什麼毛病後果不堪設想。

因此設計師就想到了利用飛機外的空氣。因為即便是高空,空氣的含氧比和地面不會有太大的差別,都是21%。因此我們只要想辦法將稀薄的高空大氣引入飛機內部即可。

於是就看中飛機發動機,因為發動機前部的壓氣機,可以吸入高空大氣並且加壓(目的是為了充足的燃燒),我們可以將一部分高壓空氣直接導入飛機的空調通風系統,進過一系列調試,就能提供給乘客呼吸。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


首先要明確一點,飛機即便是關閉艙門起飛後,客艙也不是一個完全密閉的環境,客艙是有和大氣相通的地方。哪怕是十幾個小時的長途飛行,飛機上的氧氣依然來自於外界環境的大氣中。

當飛機在一萬米高度巡航時,外界大氣依然含有氧氣,只不過這裡大氣壓力要遠遠低於地面的大氣壓力,氧氣濃度也極低,這樣的壓力是無法使人存活的,人如果長時間暴露在一萬米高度的大氣壓下的話,最終會因為缺氧而窒息導致死亡。因此,飛機從外界大氣中引入空氣的同時,還要給客艙進行加壓,使客艙內的氣壓加到人不會感覺不適為止。這裡就需要飛機的增壓系統來幫忙了。

(海拔高度和大氣壓力、含氧量的關係)

現代飛機的增壓系統一般由氣源系統、溫度控制系統、客艙空氣分配系統和壓力控制系統的協同工作來實現客艙增壓功能。首先發動機和輔助動力裝置(APU)負責引入加壓空氣。接著溫度控制系統會像空調一樣負責對引入的空氣進行溫溼度調節,使空氣達到使人感到舒適的溫度和溼度。再由客艙空氣分配系統將經調溫後的空氣分配供入客艙的各個區域。

而壓力控制系統則是整套客艙增壓系統的核心,它由壓力調節器和排氣活門組成。如果客艙氣壓加得過高的話,由於外界大氣壓力很低,內外壓差會使機身結構發生疲勞,久而久之損傷機身結構影響飛行安全。因此,當客艙內氣壓大於設定值時,排氣活門會自動打開,把多餘的壓力釋放掉,防止客艙內外壓力差過大而影響飛機結構安全。這個的原理就好比壓力鍋的安全閥。

(飛機引氣系統)

一般情況下,飛機巡航時客艙內的氣壓會增壓到和地面上海拔2400m處的氣壓相當。而像波音787、空客A350這樣的最新型的飛機,由於機身採用了大比例複合材料來製造,能夠忍受更強的客艙內外壓差。因此它們在巡航時客艙內的氣壓可以增壓到和地面上海拔1800m處的氣壓相當,這樣乘客就感覺更舒適一些。

(波音787)

(空客A350)

另外,飛機的確也是有自己的製氧系統的,飛機的製氧裝置位於機腹中,但這個製氧系統是用於緊急情況發生時輸送給氧氣面罩,供機上人員應急使用的,比如客艙失壓。製氧裝置的氧氣只能維持全機人員使用大約二十分鐘。飛行員必須在氧氣面罩中的氧氣使用完之前把飛機降低到安全的高度。飛機是不可能依靠自身的製氧系統給幾百號人供氧十幾個小時的。


熊貓愛飛行


自然是從空氣中來的,我們常說高空中空氣比較稀薄,但高空中的氧氣含量,和地面的氧氣含量是一樣的,它們都為21%。

所以無論是海拔1米還是海拔1萬米,氧氣的比例並沒有出現變化,既然說氧氣的比例沒有變化,為什麼人在海拔高的地方還會呼吸困難呢?

答案是氧氣的比例雖然沒變,但氧氣的含量卻變少了,一般來說大氣壓是隨著海拔的升高而降低,所以海拔的高度越高,氣壓也就越低。

氣壓低就導致了空氣稀薄,空氣稀薄也就意味著氧氣稀薄,例如人在正常情況下,每分鐘需要吸5升的空氣,但一旦到了海拔3000米的地方,就需要吸收7.5升的空氣。

那麼由於需要多吸2.5升的空氣,才能滿足人的生理需求,人就必然加快呼吸的頻率,所以人到了高原地區,就會出現呼吸急促的感覺。

然後人在飛機上的時候,飛機的發動機會將稀薄的空氣壓縮,然後其中一部分的空氣,會被加熱釋放到機艙當中去,然後供給人們呼吸。

但考慮到經過發動機壓縮的空氣,一般溫度都比較的高,如果直接釋放到機艙當中,恐怕飛機上的人都要烤熟。

所以飛機上都有一套空氣調節系統,這些系統可以將加熱的空氣冷卻,然後再釋放到機艙當中,這就是為什麼飛機上不缺氧氣的原因了.......


種植恆星


低層大氣的空氣成分基本上是固定的,也就是說都是約21%的氧,78%的氮,外加二氧化碳等其他氣體。

在高山上、飛機上(比如早期那種敞篷飛機)上的缺氧是因為高空的空氣整體變稀薄了,並不是因為氧氣相對於氮氣變少了,所以這時候如果能把稀薄的空氣集中一下、壓縮一下,把空氣密度增加到地面上的水平,那麼就沒有缺氧的問題了,可以正常呼吸了。

現代飛機上正好有可以用來壓縮空氣的東西,那就是發動機。機艙外稀薄的空氣通過發動機之後密度變大,再通過空調系統送到機艙內。如果空調系統被關閉了,那麼機艙內的氣壓就會降低,乘客就可能會缺氧,這時候座位上方的氧氣面罩就會掉下來,人工產生氧氣來維持乘客的呼吸,這種人工產生的氧氣只能用一段時間,一旦用光了就比較危險了。前段時間國航香港飛大連航班就發生了這樣的事,副駕駛誤關了空調,導致機艙壓力降低,乘客紛紛戴上氧氣面罩,機組在發現問題後沒有按規定及時降落,而是選擇繼續飛,將整個飛機上的人都至於危險之中,最後被嚴肅處理了。

值得一提的是,雖然理論上說,機艙內應該和地面上的氣壓一樣並且保持不變,但是實際上會有一定的波動。比如起飛和降落時,有些人會感到耳朵不舒服,這就是由於機艙內氣壓變化導致的。

此外,飛機在高空的時候,機艙內的氣壓可能會比一個大氣壓低一些,相當於幾百甚至一兩千米的山上的氣壓,一般人對這種氣壓降低不會有太大不適。如果你手邊正好有密封的充氣袋子(比如袋裝薯片),那麼可能會看到袋子在高空變胖,等飛機降落後袋子又瘦回來了,這一胖一瘦反映的就是機艙內氣壓的變化。


喬小海


氧氣還是空氣中的氧氣,只不過在千米高空上的空氣十分充足但氣壓過低不能直接吸入,需要經過一系列處理才能最終輸送到客艙內,否則一個成年人一天就需要0.75公斤的氧氣,九個小時就是約0.3公斤的氧氣,一架飛機怎麼說也要坐200人以上,就需要至少60kg的氧氣,注意!是至少,一般而言150kg的氧氣才能保證萬無一失,飛機起碼得騰出一大塊地方來裝這些氣體,這對於寸土如金的機艙來說是十分不划算的。

因此,真正屬於飛機上自然攜帶的氣體就只有座位頭頂氧氣罩中的氧氣,這些氧氣只能供給飛機內乘客15分鐘呼吸使用,如果超過15分鐘危險還沒解除就真的涼涼了,頭頂的氧氣是通過化學反應燃燒製氧,雖然是燃燒反應,但安全性一樣很高完全不必擔心,在空中的氧氣十分有限並且僅供飛機發生重大事故時才能使用,總的來說就是除非遇到緊急情況,否則絕對不會使用飛機上攜帶的氧氣。

除了自攜的氧氣之外,我們在飛機上呼吸的氧氣都是由渦輪發動機經過壓縮,然後通過一組淨化設備進行全方位的處理,最後輸入客艙內的就是適宜呼吸的氧氣,因為氧氣經過溫度及濃度劑量的處理,因此飛機上的氧氣通常比較乾冷,吸久了容易嗓子疼,同時,因為空中氣壓和地面相差很多,很容易造成情緒低落,耳鳴,莫名其妙的煩躁等情況,及時調節自己的狀態才是最佳選擇。


鎂客網


還是從飛機外面的空氣中來的,只不過不是直接從外部獲取的,而是經過發動機壓縮升溫之後輸送到飛機內的!

為什麼要經過壓縮升溫呢?

飛機飛行的高度在10000米左右,這個高度飛機外的溫度在零下50度左右,而且只有0.2個大氣壓,顯然這樣的空氣條件根本不適合我們呼吸!

一萬米的高空氧氣比例也是21%,只不過由於空氣稀薄含氧量也會少很多,普通人一分鐘要吸入5升空氣,這是在地球表面的條件下!而隨著高度增加空氣稀薄,我們就需要吸入更多的空氣以獲取更多的氧氣,一分鐘就需要吸入更多的空氣,這也是為什麼在高山上(比如珠穆朗瑪峰)呼吸急促的原因!

而在一萬米高空的空氣更加稀薄了,即使急促的呼吸也滿足不了我們的需求,更別說溫度如此之低了!這時候就需要利用飛機的發動機對外界空氣進行壓縮到大約0.8個大氣壓左右,然後經過空調系統的過濾,溼度個溫度的調節之後,輸送到飛機內!

當然這是一般情況下氧氣的來源。在緊急情況下,比如空調系統出現問題,不能輸送空氣了,就會用到緊急氧氣供應,飛機座位上方的氧氣罩就會派上用場,不會用不了太長時間!

還有一點,飛機外起飛降落的過程中機艙內大氣壓並不穩定,會有一個逐漸變化的過程,這會造成我們耳膜的不舒服,會出現“耳鳴”,有時會持續相當長時間,甚至直到下飛機以後還會有這種情況!


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