Questão:
A pressão do ar constante é mantida dentro da fuselagem?
shabby
2014-01-12 23:51:54 UTC
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Acabei de ouvir em algum lugar, mas não tenho certeza sobre isso. Se for, por que eles não constroem fuselagens herméticas?

Seria interessante ter respostas que diferenciassem aeronaves de passageiros, carga e militares.
Cinco respostas:
#1
+14
Lnafziger
2014-01-13 00:02:21 UTC
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Para fins de pressão de ar dentro da aeronave, eles são divididos em duas grandes categorias:

  • Não pressurizado - essas aeronaves são normalmente movidas a pistão e não podem ir muito alto, então não até tentar regular a pressão do ar dentro da fuselagem.
  • Pressurizado - essas aeronaves mantêm a pressurização na fuselagem, mas não é constante além de um certo ponto.

A categoria determina a resposta à sua pergunta:

Aeronaves não pressurizadas

Aeronaves não pressurizadas não são feitas hermeticamente por alguns motivos:

  • É muito difícil fazer algo tão grande quanto um avião realmente hermético e mantê-lo assim. Com o tempo, as vedações começarão a vazar, as conexões se soltarão, etc.
  • A fuselagem teria que ser muito mais resistente para suportar a diferença de pressão entre o interior e o exterior. Isso os tornaria mais pesados ​​e mais caros.
  • Não há muita necessidade. Esses aviões não voam alto o suficiente para realmente exigir uma fuselagem pressurizada e uma pessoa pode respirar mais ou menos normalmente, mesmo que você não esteja no nível do mar. (Pense nas pessoas que vivem nas montanhas.)

Aeronave pressurizada

Sem entrar nos detalhes de como uma aeronave é pressurizada (qual não é realmente relevante para a sua pergunta), a pressão do ar dentro da fuselagem de uma aeronave pressurizada é normalmente mantida no nível do mar até um certo ponto. No entanto, a fuselagem é projetada para suportar uma pressão diferencial máxima específica, portanto, para protegê-la (basicamente evitar que "estale" quando a pressão do ar fora do avião cair muito), permite-se que a pressão diminua quando necessário.

Em aviões a jato típicos, a pressão dentro das porções do avião (normalmente o compartimento do passageiro, alguns dos porões de carga e talvez um compartimento de aviônicos) na altitude de cruzeiro é mantida a uma pressão que corresponde a uma pressão de ar externa a um altitude de cerca de 5.000 - 8.000 pés (referido como " cab em alt itude"), dependendo do altitude de cruzeiro e o design do avião.

#2
+12
egid
2014-01-13 01:41:33 UTC
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Muitas aeronaves não são pressurizadas e, portanto, não são herméticas. Os ocupantes sufocariam, se nada mais, e a maioria das aeronaves despressurizadas não operam regularmente em altitudes que exigem pressurização.

No caso de aeronaves pressurizadas, é realmente necessário que a cabine não é hermética . Em vez disso, eles são quase herméticos e podem suportar diferenciais de pressão significativos.

A pressurização da cabine funciona sangrando o ar de alta pressão dos motores, que é então executado através de pacotes (trocadores de calor e máquinas de ciclo de ar) para resfriá-lo. Após o condicionamento, o ar é enviado para a cabine. Isso é o que cria a menor altitude da cabine em relação à atmosfera externa.

Como mais ar está constantemente sendo adicionado à fuselagem, uma válvula de saída de pressão é necessária e está constantemente despejando ar de dentro da aeronave . Em operações normais, ele é controlado automaticamente, mas pode ser substituído manualmente em situações de emergência.

Ótima resposta, mas não tenho certeza sobre sufocamento. Pessoas em submarinos e mini-submarinos não parecem sufocar com muita frequência.
@DanPichelman: Os primeiros submarinos a diesel tinham que emergir regularmente para renovar seu suprimento de ar; barcos nucleares modernos (e possivelmente diesel) têm [plantas a bordo que eliminam CO2 e / ou geram oxigênio] (http://en.wikipedia.org/wiki/Submarine#Life_support_systems). Minisubs, assim como mergulhadores SCUBA, carregam ar engarrafado e provavelmente também usam purificadores. Aeronaves que fossem genuinamente herméticas precisariam carregar * muito * mais equipamento.
Os submarinos nucleares @egid podem gerar oxigênio porque a usina não usa oxigênio. Simplesmente usando a conservação de energia, podemos mostrar que é impossível para um submarino a diesel gerar eletricidade suficiente para gerar oxigênio. Na verdade, a maioria dos submarinos a diesel não coloque o motor debaixo d'água, mas use baterias para conservar o oxigênio.
Acho que você descobrirá que praticamente todos os submarinos a diesel em operação hoje podem operar seus motores com os cascos submersos, bem como operar com bateria quando submersos a uma profundidade maior. Eles usam um dispositivo de mergulho com snorkel criado pelos alemães na segunda guerra mundial. Isso não muda a validade de sua resposta em relação aos submarinos nucleares.
#3
+4
casey
2014-01-13 03:39:41 UTC
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Aeronaves pressurizadas não são herméticas, nem são pressão constante. Uma faceta chave que tornaria a vedação impossível é a necessidade de alterar a pressão na cabine.

Para alterar a pressão na cabine, o ar é bombeado por meio dos pacotes (coberto em outra resposta), e o ar é deixe sair através de válvulas de saída. A entrada é um fluxo razoavelmente constante e a pressurização é modulada por quão aberta / fechada a válvula de saída é.

A pressão da cabine deve mudar porque a fuselagem tem um diferencial de pressão máximo entre a cabine e o exterior (7,8 PSI no EMB -145) e conforme você sobe, a pressão na cabine deve ser reduzida. A cabine tem geralmente uma altitude de pressão de 8.000 pés durante o cruzeiro. Posteriormente, a pressão da cabine é aumentada para o aeroporto de pouso durante a descida.

Acompanhando essas mudanças na pressão, estão as mudanças de temperatura que ocorrem naturalmente como resultado da mudança de pressão (consulte: lei dos gases ideais). Você pode notar isso durante as descidas em jatos regionais, pois eles tendem a ficar muito quentes à medida que a cabine é comprimida.

Para regular a temperatura, você precisa de ar-condicionado e, portanto, tem pacotes e máquinas de ciclo de ar para fornecer ar na temperatura adequada para a cabine. Agora que é preciso colocar ar na cabine, nem vale a pena pensar em purificadores de CO2 e tanques de O2, pois os packs cuidam disso com ar puro.

Isso deve abranger os aviões que não são herméticos, porque eles não são herméticos e que também não são uma pressão constante.

#4
+3
falstro
2014-01-13 02:26:44 UTC
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As respostas até agora falam sobre as diferenças entre aviões pressurizados e não pressurizados, no entanto, para responder à sua pergunta por que eles não são herméticos:

A resposta é dupla , primeiro como egid apontou, o diferencial de pressão provavelmente seria muito grande para o casco suportar.

Em segundo lugar, e na minha opinião, o que é mais importante, os humanos consomem oxigênio e produzem dióxido de carbono (e água). Manter o seu navio hermético faria com que todos dentro do avião, lenta mas seguramente, sufocassem com o envenenamento por dióxido de carbono e a falta de oxigênio, pois o pouco oxigênio transportado pela aeronave seria lentamente expelido. Portanto, você precisa continuar substituindo esse ar, e a maneira mais fácil de fazer isso é deixar o ar antigo sair e inserir um ar novo.

Editar

Como Dan Pichelman aponta, as pessoas em Subs não estão caindo como moscas. É verdade que não estão, mas na verdade também estão substituindo o ar. Quase. Eles estão removendo o CO2 (usando purificadores) e adicionando oxigênio (dos tanques de oxigênio). Provavelmente seria possível resolver dessa forma também para aeronaves. Resta saber se é viável em termos de peso e se é mais fácil apenas pressurizar a aeronave usando o ar de sangria e despejar o ar antigo no mar.

É por isso que pessoas em submarinos estão morrendo constantemente?
@Dan; bem, sim, se os tanques de oxigênio que eles carregam se esgotarem, eles provavelmente morrerão. Os aviões também carregam tanques de oxigênio, mas apenas para os pilotos em emergências.
Desculpe, comentário sarcástico da minha parte - vou remover em um minuto. Meu ponto é quanto tempo vai demorar para consumir O2 dado o volume da cabine? Se levar 6 horas para atingir níveis perigosos de CO2 em um avião com 3 horas de combustível ...
Vou tentar desenterrar alguns dados, seria interessante saber.
Um 737-800 tem (menos de) 1,6 metros cúbicos de ar por passageiro (assumi a seção transversal quadrada da cabine e usei o comprimento total da aeronave). Então, digamos cerca de 1500 litros / pessoa, e inalamos cerca de 8 litros / minuto de oxigênio a 20% e expiramos oxigênio a 15%, se não o substituíssemos por CO2, e simplesmente descartássemos 2 litros do ar que duraria 13 horas com 0 oxigênio restante. Não sou médico, mas apostaria que você morreria de envenenamento por CO2 muito antes disso. Provavelmente PODE ser resolvido como com subs, mas como na resposta, é mais fácil apenas substituí-lo.
@roe sim, é quase certo também * mais leve * para substituí-lo e * definitivamente * requer menos energia.
Alguns submarinos adicionam oxigênio dos tanques, mas muitos na verdade o geram por meio da eletrólise da água.
@egid; interessante, não sabia disso. O primeiro hit do google disse tanques de oxigênio .. :) O que eles fazem com o hidrogênio? Despejar ao mar?
@Dan quanto ao motivo de as pessoas morrerem em submarinos, Hollywood fornece um material sem fim, mas em relação ao realismo * nada * pode superar [Das Boot] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Das_Boot).
#5
+2
abelenky
2014-01-13 00:17:37 UTC
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Em muitas aeronaves da Aviação Geral (pequenos aviões que não vão acima de aproximadamente 12.000 pés), a pressão do ar na fuselagem é igual à do ar externo.

A maioria das pessoas não tem dificuldades em altitudes de até 12.000 pés, então não há necessidade de manter um ambiente pressurizado.

Regras específicas afirmam que aviões não pressurizados têm oxigênio suplementar disponível, dependendo qual a altura do avião, por quanto tempo e se ele está voando durante o dia ou à noite.



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