Когда требуется герметизация самолета?

Основная причина в том, что это проще, чем заставлять всех носить дополнительные кислородные маски. Конкретных требований к наддуву самолета нет, но есть требования к дополнительному кислороду в соответствии с FAR 91.211.

(генерал. Никто не может управлять гражданским самолетом, зарегистрированным в США.

(1) На барометрических высотах кабины от 12 500 футов (MSL) до 14 000 футов (MSL) включительно, если только требуемый минимум летного экипажа не обеспечен и не использует дополнительный кислород для той части полета на этих высотах, которая составляет более 30 продолжительность минут;

(2) На высоте давления в кабине выше 14 000 футов (MSL), если только требуемый минимум летного экипажа не обеспечен дополнительным кислородом и не использует его в течение всего времени полета на этих высотах; и

(3) На высоте давления в кабине выше 15 000 футов (MSL), если каждый пассажир > воздушного судна не обеспечен дополнительным кислородом.

Таким образом, повышая давление в самолете до высоты менее 15 000 футов, вы можете летать на этой высоте, и вам не нужно снабжать пассажиров дополнительным кислородом на время полета. Есть негерметичные поршневые самолеты, которые хорошо летают на эшелонах полета, но должны нести дополнительный кислород, и все на борту должны его использовать, и некоторые люди в авиации общего назначения не возражают,

( источник )

Небольшое замечание: двигатель действительно влияет на этот выбор, когда речь идет о легких синглах. Системы наддува на турбовинтовых / легких реактивных самолетах вытягивают воздух из ступени сжатия турбины, которая уже сжимает воздух, поэтому дополнительное оборудование для сжатия не требуется. Если вы выбрали поршневой двигатель для своей конструкции, вам необходимо использовать какую-либо форму системы наддува, которая может увеличить вес и сложность. Есть несколько поршневых самолетов с наддувом, таких как Mooney Mustang , Cessna 210 (были как с наддувом, так и без) и Piper M350 (единственный, который в настоящее время находится в производстве).

Самолет никогда не «Требуется» для герметизации. Единственная причина давить на самолет — прибыль.

Никто никогда не купит негерметичный Phenom 100 или B777, но ничто не мешает вам собрать его.

Герметичные самолеты строятся потому, что они могут приносить прибыль производителю. Любой самолет можно сделать с наддувом, но это имеет свою цену. Если маркетологи решат, что он будет продаваться, они построят его под давлением.

Вы можете рассматривать герметизацию просто как вариант комфорта. Вариант комфорта, который идет с ценой.

Было много случаев, когда самолеты строились как в герметичной, так и в негерметичной версиях.

Cessna 402 и 414, Cessna 335 и 340, Cessna 210 и P210, Piper PA-31 Navajo и PA-31P Герметичный Navajo - все это примеры одного и того же самолета, построенного как в герметичных, так и в негерметичных версиях.

Во всех этих примерах негерметичный самолет может летать значительно выше 20 000 футов, но обычно эксплуатируется на более низких высотах из-за неудобств, связанных с использованием дополнительного кислорода.

Как правило, рабочая высота самолета определяет, находится ли самолет под давлением или нет.

Правила требуют, чтобы герметичные кабины поддерживали определенное давление на максимальной рабочей высоте. Например, FAR 25-841 «Герметизированные кабины» требует, чтобы давление в кабине поддерживалось на высоте 8000 футов на максимальной рабочей высоте самолета .

(a) Занимаемые герметичные кабины и отсеки должны быть оборудованы таким образом, чтобы высота давления в кабине не превышала 8000 футов на максимальной рабочей высоте самолета при нормальных условиях эксплуатации.

Несмотря на то, что нет установленной высоты полета для герметизации самолета, необходимо обеспечить дополнительный кислород, если высота давления превышает 12500 футов :

§91.211 Дополнительный кислород.

(генерал. Никто не может управлять гражданским воздушным судном, зарегистрированным в США —

(1) На барометрических высотах кабины от 12 500 футов (MSL) до 14 000 футов (MSL) включительно, если только требуемый минимум летного экипажа не обеспечен и не использует дополнительный кислород для той части полета на этих высотах, которая составляет более 30 продолжительность минут;

(2) На высоте давления в кабине выше 14 000 футов (MSL), если только требуемый минимум летного экипажа не обеспечен дополнительным кислородом и не использует его в течение всего времени полета на этих высотах; и

(3) На высоте давления в кабине выше 15 000 футов (MSL), если каждый пассажир воздушного судна не обеспечен дополнительным кислородом.

По сути, авиаконструктору приходится выбирать между наддувом самолета (что увеличивает вес и сложность) и фюзеляжем без давления и полетом на меньшей высоте, где характеристики могут пострадать (или обеспечить дополнительный кислород). Это компромисс, и решение обычно зависит от требований к конструкции самолета. Обратите внимание, что самолеты под давлением также должны быть обеспечены дополнительным кислородом выше FL250.

Например, Cessna Grand Caravan работает на крейсерской высоте 12 000 футов и имеет негерметичный фюзеляж, а Phenom 100, работающий на большей высоте, имеет герметичный фюзеляж.

Требования к системе наддува диктуются рабочей высотой над уровнем моря. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается и, следовательно, концентрация доступного кислорода.

Чтобы иметь представление о том, что считается «критической высотой» для среднего человека, мы можем взглянуть на FAR 91.211 . Требуется использовать кислород при полете на высоте более 12500 футов (3800 м) в течение более 30 минут и в любых условиях на высоте около 14000 футов (4300 м).

Сертификационные требования CS-23, применимые к самолетам массой 12500 фунтов (5760 кг), гласят следующее для систем наддува:

CS 23.841 Герметичные кабины (a) Если требуется сертификация для эксплуатации на высоте более 7620 м (25 000 футов), самолет должен быть в состоянии поддерживать герметичную высоту в кабине не более 4572 м (15 000 футов) в случае любого вероятного отказа или неисправности. в системе наддува.

Это требования, а другой аспект - это то, что производитель выбирает для своей конструкции, на которую влияют другие факторы, такие как:

• Комфорт
• Маркетинг
• Безопасность

Принимая более широкий взгляд.

Если «парциальное давление» кислорода (то есть общее давление газовой смеси, умноженное на долю кислорода в ней) в газовой смеси, которую дышат люди, падает слишком низко, то люди будут страдать от серьезных и потенциально опасных для жизни медицинских проблем. Мы должны предотвратить это. Есть несколько вариантов предотвращения этого, каждый со своими недостатками.

Один из вариантов — просто лететь достаточно низко. Это обычное решение для низкоскоростного полета, но оно не работает для высокоскоростного полета. Это также может вызвать проблемы, если вам нужно пролететь над горами.

Второй вариант заключается в том, чтобы все использовали дополнительный кислород, подаваемый через какую-либо форму маски (возможно, полнолицевую маску, возможно, негерметичную маску, как на изображении Дейвса). Это вариант для военных самолетов и некоторых вещей GA, но я не думаю, что он будет слишком хорошо работать для авиалайнеров или бизнес-джетов.

Третий вариант — герметизация салона. Это позволяет летать на больших высотах, где возможен быстрый полет, и в то же время создает среду, в которой людям не нужно привязывать себя к кислородным маскам. Недостатком является то, что ваш фюзеляж теперь является сосудом под давлением, и, что еще хуже, это сосуд под давлением, который испытывает частые циклы давления. В результате герметизированные самолеты требуют гораздо более тщательного проектирования, изготовления и обслуживания, чем негерметичные.

Четвертым теоретическим вариантом было бы использование в кабине атмосферы, обогащенной кислородом. На самом деле это не используется в авиации, я не знаю точно, почему, но я предполагаю, что это сочетание пожароопасности и трудности с подачей достаточного количества кислорода.

Самолет не нуждается в герметизации.

На высоте около 12 000 футов людям нужен дополнительный кислород.

На высоте более 50 000 футов все люди внутри самолета должны быть одеты в скафандры.

Нет «требования» к тому, чтобы любой самолет был герметизирован.