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2023-03-26 21:48:48 来源:科普启示录

万米高空空气稀薄,那飞机飞行十几个小时,舱门又是密闭的,又不能开窗透气,乘客所需氧气从何而来?

其实,无论是万米高空还是普通地面,空气中氧气比例都是一样的,都是20.9%,只不过随着海拔升高,相对地大气压就会下降12%左右,空气密度也会下降10%,氧气的绝对量就会发生了改变。


(资料图片)

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比如,原本每小时只需要吸收2.5升的空气,但是到了高原地区,每小时就要吸收5升是一样的道理。

为了保证乘客安全,也为了正常行驶,飞机就需要制造氧气,来让乘客和机长呼吸。那么,飞机是如何操作的呢?

飞机上氧气其实主要来自于飞机发动机的压气机,顾名思义,也就是提高空气压力的部件,一般采用的都是涡喷或涡扇的发动机。

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而现在大部分飞机,使用的都是涡扇发动机,它比较适合绝大多数的飞机航线。是在涡喷的基础上,增加了一个低速的低压涡轮,带动风扇工作。

其实简单来说,两种发动机的前端部分都是一样的,主要由一系列的叶片组成。当开始工作后,叶片会通过高速旋转来吸收外部的空气,然后持续加压输送到飞机内部。

听着很容易,但是你不知道,为了保证飞机正常运行,发动机有多努力,例如像空客A350这样的豪华机型,可以容纳335人。

如果按照1人每分钟呼吸16次,吸收氧气为250毫升,那这么多人一分钟要吸收83750毫升的氧气,发动机就要拼命吸收空气,才能让乘客正常呼吸。

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所以,空客A350的一个发动机,每秒钟就要吸1.4吨的空气。这还不是最夸张的,前苏联制造的安225飞机,甚至一台就可以吸收2吨空气。

而在加压这个过程中,空气体积随之变小,但同时,压缩空气的温度却在不断上升,甚至有可能达到上百摄氏度,如果就这样给乘客呼吸,将会造成严重事故。

所以,还要经过温度调节和过滤等一系列的操作,等氧气符合标准,再减压到标准大气值,通过机舱内的通风口,慢慢供给乘客。

当然,这么多的空气被吸收进来,并不单单只是为了氧气,还能制造动力。空气压缩变成高温高压气体,会进一步进入燃烧室,与燃油加热膨胀形成燃气,冲击后方的涡轮。

最终,燃气从尾部高速喷出,就变成了发动机的主要动力。

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而涡轮被带动旋转,连同一根轴承上的风扇和压气机,也一起转动起来,这样就形成了吸空气—增压—加热—喷射—带动发动机运转的循环模式。

另外,飞机上还有空调系统,会对舱内产生的氧气进行循环,把不新鲜空气排出,保证密闭舱内的空气流通。

但有一点,空气里是有水汽的,进入飞机容易损坏飞机的内部零件,所以为了保证飞机不被损坏,在压缩和温度调节时,会进行脱水处理。

这也是为什么我们一趟旅程下来,总会感到皮肤干燥的原因,只要多补水就好了。

除此之外,如果发动机出现问题,氧气一时无法正常供应,为保证机上乘客安全,又设置了应急氧气供应系统。

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也就是氧气面罩,由塑料袋和细管组成,细管正与氧气系统相连,而里面的氧气,并不是来自于氧气瓶,也不是发动机储存的氧气,而是一种化学物质。

由氧化钡、氯酸钠以及氯酸钾组成,没有毒性,可以暂时提供15分钟~20分钟左右的氧气,保证一时的安全。

但一般情况下,发动机损坏的概率很小,所以不用担心,尽管放心乘坐。

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