Jeśli samolot jest pod ciśnieniem, dlaczego nasze uszy wyskakują podczas startu i lądowania?

15

Coś uderzyło mnie podczas mojego ostatniego lotu: nasze uszy czują, że ciśnienie wokół nas zmienia się szybko podczas startu i lądowania, bolą coraz bardziej, aż popychamy. Jednak kabina musi utrzymywać poziom tlenu wyższy niż na zewnątrz samolotu, ponieważ nie jest wystarczająco gęsty na ~ 10 km, aby normalnie oddychać.

Czy to oznacza, że ​​samolot po prostu pobiera powietrze z zewnątrz, podgrzewa je (na zewnątrz około -40 ° C na 10 km) i dodaje tlen, zanim nadmuchnie go do środka? Jak inaczej?

pressure aircraft-design Pan Mystère
źródło

Odpowiedzi:

17

Ponieważ kabina nie jest poddawana działaniu ciśnienia na poziomie morza zamiast tego do około 8k stóp równoważnych. (gdy samolot jest 4,5 razy wyższy)

Oznacza to, że różnica ciśnień jest mniejsza niż w kabinie pod ciśnieniem do poziomu morza. Ale wciąż mieści się w granicach tego, z czym pasażerowie czują się komfortowo.

Ta odpowiedź na temat lotnictwa. SE zawiera wykres ciśnienia w kabinie w czasie lotu:

Ciśnienie w kabinie w czasie
Źródło

Skład powietrza nie zmienia się wraz z wysokością, tylko ciśnienie. Oznacza to, że wystarczy sprężać powietrze przed jego wdmuchiwaniem.

maniak zapadkowy
źródło
2
Pamiętaj również, że tuż przed startem, gdy silniki rosną (gdy silniki kompresują kabinę, a także latają), przekraczasz normalne ciśnienie powietrza na kilka minut przed rozpoczęciem lotu. Właśnie dlatego zaczynasz odczuwać presję, jeszcze zanim plan się uruchomi.
Mark
@Zaznaczyć, które można uwzględnić poprzez regulację zaworów odpływowych, chociaż jest to pomocne w szybkim teście uszczelnień na ziemi.
maniak zapadkowy
Krystalicznie czyste, wielkie dzięki. Wiem, że skład powietrza nie zmienia się wraz z wysokością, powinienem był wiedzieć, że kompresowanie powietrza zewnętrznego było łatwiejsze niż dodawanie do niego O2 (który, myśląc o tym, również go kompresuje). Rozwiązany!
Mister Mystère,
Zło stłumione ponownie zeruje wykres! :-)
Russell McMahon,
4

Istnieje różnica między byciem pod ciśnieniem do wartości bezwzględnej a byciem pod ciśnieniem do wartości względnej.

Na przykład, jeśli kabina natychmiast pod ciśnieniem do tego samego ciśnienia atmosferycznego co terminal odlotowy, twoje uszy nie wyskoczyłyby podczas wynurzania, ale musiałyby wyskoczyć w pewnym momencie zejścia, chyba że wysokość terminalu lądowania była taka sama jak odjazd.

Oznaczałoby to również, że konstrukcja samolotu musiałaby być wystarczająco gruba, aby wytrzymać pełną różnicę ciśnień między poziomem morza a wysokością przelotową.

Jeśli zamiast tego kabina jest pod ciśnieniem tylko, powiedzmy, o 7 psi (około 50 kPa?) Powyżej ciśnienia zewnętrznego, wówczas nie ma potrzeby opracowania dokładnego schematu dopasowywania ciśnienia docelowego, a ściany samolotu mogą być cieńsze, a tym samym lżejsze i bardziej wydajne paliwowo.

Względne ciśnienie oznacza, że ​​ciśnienie bezwzględne zmienia się wraz z wysokością, więc twoje uszy trzaskają.

Głaskanie pod brodę
źródło