Мы нуждаемся в воздухе, чтобы жить. Самолеты достигают высот, где воздух тонкий и гладкий. И в этом заключается загвоздка: мы изобрели машину, которая работает там, где мы нет. Это стало очевидным, как только мощность двигателя возросла до такой степени, что летчики могли достичь высоты, на которой они потеряли сознание.

Пионеры в масках

Сначала летчики справились, заполнив резервуары кислородом под давлением и вдыхая газ через резиновые трубки; позже облегающие маски сделали доставку кислорода более надежной. Во многих легких самолетах и военных самолетах кислородные системы и маски все еще используются для поддержания жизни и сознания пилота.

В 1937 году воздушный корпус армии США начал исследовательские полеты на модифицированном Локхид Электра; XC-35 был первым самолетом, построенным с герметичной кабиной. Фюзеляж был спроектирован с круглым поперечным сечением для устранения точек напряжения, когда фюзеляж расширялся под давлением. Отверстия были закрыты для предотвращения выхода воздуха. Окна были уменьшены в размерах и усилены, а кабина превратилась в капсулу давления - как большая алюминиевая банка - в которой находилось пять человек.

Два года спустя, Боинг представил проект Воздушному корпусу для бомбардировщика большой дальности, B-29 Superfortress, который должен был создать герметичные отсеки для экипажа. А в 1940 году 307 Stratoliner от Boeing начал летать с комфортом под давлением на высоте 6 000 метров. Сегодня все авиалайнеры находятся под давлением, и хотя детали различаются между собой, основные элементы систем наддува кабины практически универсальны.

Воздух под давлением двигателей

Турбовентиляторные двигатели сжимают всасываемый воздух рядом лопастных роторов. На каждой стадии сжатия воздух становится горячее, а в точке, где температура и давление самые высокие, часть воздуха отводится. Некоторая часть горячего воздуха под высоким давлением, называемого отбираемым воздухом, направляется на обледенелые крылья и другие поверхности, часть направляется в системы, работающие под давлением воздуха, а часть начинает свой путь в кабину.

Воздух, связанный с кабиной, должен охлаждаться в промежуточном охладителе, устройстве, подобном автомобильному радиатору, которое выделяет тепло для окружающего воздуха, собираемого для этой цели на борту. Оттуда воздух попадает в салон самолета, где воздушные мешки охлаждают его, используя охлаждение в воздушном цикле.

Для поддержания комфортной температуры для пассажиров автоматические системы регулируют смесь тепла от двигателей и холода от воздушных пакетов. Чтобы поддерживать давление в кабине равным давлению на малой высоте, даже когда самолет находится на высоте 9 000 метров, входящий воздух удерживается в кабине путем открытия и закрытия выпускного клапана, который выпускает поступающий воздух со скоростью, регулируемой давлением датчики. Представьте герметичную кабину как воздушный шар, который имеет утечку, но постоянно надувается.