Hogyan van nyomás alatt a repülőgépek kabinja?

Még az 1930-as években a Boeing repülőgépgyártó cég egy új kereskedelmi repülőgéppel, a 307-es Stratoliner modellel állt elő, amely egy korszakalkotó újítást tartalmazott. Ezt a modellt nyomás alatt álló repülőgépkabinokkal szerelték fel, amelyek lehetővé tették, hogy a repülőgép gyorsabban és biztonságosabban repüljön az időjárás feletti magasságokban, anélkül, hogy az utasok és a személyzet nehezen jutna elegendő oxigénhez a 20 000 láb (6096 méter) magasságban lévő, hígabb levegő belélegzése miatt.

Azóta a kabinnyomás-szabályozás egyike lett azoknak a technológiáknak, amelyeket a legtöbbünk, aki repül, valószínűleg természetesnek vesz.

A repülőgépek kabinnyomás-rendszerei nem bonyolultak

A kabinnyomás-szabályozás olyan jól működik, hogy az utasok szinte észre sem veszik, részben azért, mert fokozatosan állítja be a kabin légnyomását a repülőgép belsejében, ahogy az emelkedik a magasságban, majd lefelé menet újra beállítja azt – magyarázza Chuck Horning. A floridai Daytona Beachen található Embry-Riddle Aeronautical University repüléskarbantartás-tudományi tanszékének docense 2005 óta, előtte pedig 18 évig a Delta Airlines légitársaságnál volt szerelő és karbantartási oktató.

„Ez nem egy borzasztóan bonyolult rendszer” – mondja Horning, aki elmagyarázza, hogy az alaptechnológia évtizedek óta nagyjából ugyanaz maradt, bár az elektronikus, számítógépes vezérlés megjelenése pontosabbá tette azt. Lényegében a repülőgép a sugárhajtóművek kompresszorai által beszívott felesleges levegő egy részét használja fel. „A hajtóműveknek nincs szükségük az összes levegőre az égéshez, ezért egy részét lecsapolják, és légkondicionálásra és nyomáskiegyenlítésre is használják.”

A kompresszorokból származó felesleges levegőt lehűtik, majd az utastérbe szivattyúzzák. Ezt egy légkabinnyomás-szabályozónak nevezett eszköz szabályozza, amelyet Horning úgy jellemez, mint „a nyomáskiegyenlítő rendszer agyát”.

„Ez a vezérlő automatikusan szabályozza a nyomást” – magyarázza Horning. „A repülőszemélyzet által megadott információkból tudja, hogy mi az utazómagasság. Úgy ütemezi a nyomás alá helyezést, hogy amint a repülőgép emelkedik és a külső nyomás csökken, a rendszer munkához lát.”

Horning szerint a repülőgép túl nagy nyomás alá helyezése túlságosan megterhelheti a törzset a nyomáskülönbség miatt, ahogy a gép emelkedik. Ennek elkerülése érdekében a repülőgépek nem próbálják meg megkettőzni a tengerszinten uralkodó légnyomást. Ehelyett 36 000 láb (10 973 méter) utazómagasságon a legtöbb kereskedelmi repülőgép 8000 láb (2438 méter) magasságban szimulálja a légnyomást, ami nagyjából a coloradói Aspen városának felel meg.

A Boeing 787 Dreamliner, amelynek szupererős szénszálakból készült a repülőgép váza, képes ezt a légnyomást 6 000 láb (1 829 méter) magasságú légnyomással egyenértékűre csökkenteni. „Ez jobb, mert ahogy nő a kabin magassága, úgy van kevesebb oxigén a vérben” – magyarázza Horning. „Ezért van az, hogy amikor leszállsz a repülőgépről, fáradtnak érezheted magad.”

Horning szerint az utastér térfogatától függ, hogy mennyi levegőt kell hozzáadni a nyomásnöveléshez. Mivel a repülőgép nyomáskiegyenlítő rendszere a légkondicionáló rendszerrel együtt működik, ezt a levegőt is folyamatosan cserélgeti az utastérben, egy részét visszavezeti, a többit pedig kiszellőzteti, miközben friss levegőt szív be a hajtómű kompresszorából.

Horning szerint a legtöbb repülőgép három-öt perc alatt teljesen kicseréli a kabinban lévő levegőt.

A fokozatos nyomásfokozás a kulcs

Az utasszállítóknak ügyelniük kell arra, hogy a nagy magasságba emelkedve fokozatosan növeljék a nyomást, és ugyanilyen fokozatosan csökkentsék a nyomást, amikor a célrepülőtér felé ereszkednek, mivel az emberek meglehetősen érzékenyek a légnyomás változására – ezt már mindenki tudja, aki valaha is szenvedett már repülőgépi fülzúgástól. Ez az egyik oka annak, hogy a légnyomás-szabályozó rendszer automatizált vezérléssel rendelkezik.

Mint Horning elmagyarázza, ha a vezérlő meghibásodna, a repülőgép pilótája kézzel is le tudná nyomáscsökkenteni a gépet ereszkedés közben, de ez kellemetlen élmény lehet az utasok és a személyzet számára, mivel kézzel nehéz ugyanolyan ügyesen elvégezni.

A nyomáscsökkentés elleni védintézkedések

A kabin nyomáskiegyenlítő rendszere biztonsági mechanizmusokat is tartalmaz, amelyek célja a balesetek elhárítása. A pozitív nyomáscsökkentő szelep kinyílik, és kifolyószelepként működik, ha a belső nyomás túl magasra emelkedik, mert túl sok levegőt pumpálnak a kabinba. Elengedi ezt a nyomást. Ott van még a negatív nyomáscsökkentő szelep, amely megvédi a repülőgépet egy olyan váltás hatásaitól, amikor a külső nyomás nagyobb lenne, mint a kabinban. (Ez egy hirtelen süllyedés során fordulhat elő, ahogyan azt az Aerosavvy részletezi).

„A repülőgépeket nem arra tervezték, hogy tengeralattjárók legyenek” – mondja Horning. „Úgy tervezték őket, hogy a belső nyomás magasabb legyen, mint a külső. Ezért a negatív nyomáscsökkentő szelep sokkal érzékenyebb.” Ennek eredményeképpen, amikor egy süllyedő repülőgépen ülsz, egyszer-egyszer valóban hallod a levegő hangos zúgását. Ez a negatív nyomáscsökkentő szelep működésbe lép, hogy korrigálja a kabinnyomást.

Arra a ritka esetre, ha a nyomáscsökkentés nem sikerülne a repülés során, Horning megjegyzi, hogy vannak más biztosítékok is. Van egy érzékelő, amely érzékeli, ha a nyomás 12 000 láb (3658 méter) magasságnak megfelelő szintre csökken. Ez a kapcsoló automatikusan a kiegészítő oxigénhez csatlakoztatott oxigénmaszkokat engedi be az utastérbe, hogy az utasok továbbra is gond nélkül lélegezhessenek. Egyes repülőgépeknél az oxigén palackokból származik, míg más repülőgépeknél olyan generátorokból, amelyek kémiai reakció révén bocsátják ki az oxigént.