چرا هواپیماها با خود اتاقکی از گاز اکسیژن حمل می کنند؟

اکسیژن|سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازهای خالص و ترکیبی تماس بگیرید.02146837072 -09304304437

چرا هواپیما نیاز به سیستم اکسیژن دارد ؟

اکسیژن/ با افزایش دانش خلبانان و پیشرفت تکنولوژی هواپیماها این قابلیت را پیدا کردند که به مقاصد دور تری سفر کنند، در ارتفاعات بالایی به پرواز ادامه دهند و سریع و سریع تر شوند. در این میان یکی از موانعی که سد راه این پروسه رو به جلو می‌شود محدودیت‌های بدن انسان است. درست است که راندمان و عملکرد هواپیماها در حال بهبودی است اما بدن انسان نیز درهواپیما همانند هرجای دیگری نیاز به اکسیژن خواهد داشت.

هواپیماهای مسافربری امروزه در ارتفاع 40.000 پایی ( 12 کیلومتری ) بدون اینکه مشکلی برای سرنشینان رخ دهد در حال پرواز هستند اما چگونه ؟ در ادامه به این سوال پاسخ کاملی خواهیم داد و سایر اطلاعات مورد نیاز را به شما خواهیم گفت.

اتمسفر :

ترکیب اتمسفر-Atmosphere ساده بوده و تقریباً به طور کامل از سه عنصر نیتروژن، اکسیژن و آرگون تشکیل شده است. غلظت برخی از مواد موجود در اتمسفر که شامل اجزای سازنده اصلی می‌شود، حداقل از نظر تغییرات کوتاه مدت ثابت است. سایر ترکیبات و خصوصاً آب، تغییرات زیادی را در دوره‌های کوتاه زمانی نشان می‌دهند. بخار آب اتمسفر زمین می‌تواند تا 4 % هم برسد.

ترکیبات اصلی اتمسفر و درصد وزنی آن‌ها

نیتروژن 78 %

اکسیژن 21 %

آرگون 0.94 %

دی اکسید کربن 0.03 %

هیدروژن 0.0005 %

اکسیژن در ارتفاعات بالا :

هواپیماها از هوای اطراف مقدار نامحدودی از اکسیژن دریافت می کنند. هوا از قسمت کمپرسور موتور یا هوای ( Bleed ) موتور تامین می شود و از طریق گروهی از ماشین آلات منتقل می شود تا در نهایت به مسافران داخل کابین برسد.

همچنین یک دریچه خروجی معمولا در قسمت عقب هواپیما وجود دارد که هوای داخل کابین را جمع کرده و تخلیه می کند. بنابراین عرضه مداوم هوای تازه حفظ می شود.

کاهش فشار در ارتفاعات و مشکلات آن:

بیشتر سیستم های تنظیم و کنترل فشار کابین هواپیماها با توجه به این مسئله که بدن

انسان قادر است تا حدود 4psi (افت فشار محیط )نسبت به فشار 14 / 7 psi (در سطح

آبهای آزاد) را تحمل نماید طراحی میشوند. بنابراین مسلم است که در فشار

10 / 7 psi هیچ مشکلی برای بدن انسان به وجود نمی‌آید و به همین دلیل سیستم ها

طوری طراحی میشوند که فشار را در حد فشار معادل تا ارتفاع( 8000 پایی )10 /92 psi) )

ثابت نگه دارند . بنابراین در ارتفاع 8000 پا و بالا تر فشار هوای داخل کابین در حدود

10/92 psi است. افزایش دادن ارتفاع پرواز به بیش از 10,000 پا بدون سیستم تنظیم و

کنترل فشار و یا سیستم مناسب اکسیژن موجب بروز اشکالات تنفسی و ناراحتی های

فیزیولوژیک برای سرنشینان خواهد شد که این تنظیم و کنترل فشار در ارتفاعات بالاتر

از 10,000 پا به روش های مختلفی صورت میگیرد.

برای مثال همانطور که اشاره شد برخی هواپیماهای

مجهز به موتور جت از هوای قسمت خروجی کمپرسور موتو و یا در هواپیماهای با موتور

پیستونی از هوای خروجی از کمپرسوری مجزا که توسط موتور می‌چرخد ، استفاده

میکنند.

در ارتفاعات بالا با کمبود و کاهش فشار

اکسیژن موجود در هوا نیز مواجه میشویم که این مسئله فوق‌العاده حائز اهمیت است،

چرا که ساده ترین تعریف برای اهمیت حیاتی بودن اکسیژن این است که انسان بدون غذا

تا یک هفته و بدون آب تا چند روز میتواند زنده بماند ولی بدون اکسیژن فقط 4 تا 5 دقیقه زنده خواهد ماند.

طبق تحقیقات به عمل آمد در فشار 14 / 7 psi( در سطح آب های آزاد) 95 درصد خون

بدن انسان از اکسیژن اشباع میشود اما در ارتفاع 10000 پایی که فشار به 10 / 11 psi

می‌رسد 90 درصد خون از اکسیژن اشباع میشود و این 5 درصد افت فشار باعث

ناراحتی های جسمی شده ولی خطر جدی در بر ندارد.

حال در ارتفاع 18000 پایی که

فشار هوا به 7 / 34psi میرسد اکسیژن موجود فقط میتواند 70 درصد خون را اشباع

نماید. در این صورت چشم و مغز انسان که نسبت به بافت های دیگر احتیاج بیشتری به

اکسیژدارند فعالیت نسبی خود را به تدریج ازدست داده و مغز انسان مانند جعبه دنده ای

که دنده های آن ساییده شده کار میکند و از این ارتفاع به بالا، کمبود اکسیژن خطری

جدی برای سرنشین محسوب میشود و آثار آن ابتدا عبارتاند از: سردرد، بی حالی و

بی توجهی به اتفاقاتی که در محیط اطراف رخ میدهد ، سرخوشی و… که اصطلاحاً به آن (Hypoxia یا Hypoxic)گفته می شود ؛

شخص اگر با خطری روبرو شود دست به اقدام های غیرطبیعی می زند ، تصور میکند که افکارش درست و

قضاوت های او منطقی است؛ تعداد تنفس بالا میرود؛ حس درد کاهش یافته و ناخن ها و لب ها

کبود میشوند و در نهایت آثار و علائم بیهوشی بدون اطلاع شخصی بر او مستولی میشود

که سرعت این بیهوشی بستگی به قدرت انسان و ارتفاع پرواز دارد.

باید یادآور شد که کلیه علائم مذکور تنها در مدت 3 الی 5 دقیقه ظهور میکند و درصورتی که هیچ تدبیری

برای سرنشین صورت نگیرد، عواقب ناخوشایند خواهد بود. البته سیستم تنظیم و کنترل فشار با این خطرات

مقابله نموده و از بروز آنها جلوگیری میکند. در موارد اضطراری که نیز سیستم کنترل

فشار دچار هرگونه نقص فنی گردد، ماسک های اکسیژن درسیستم آماده به کار هستند، با استفاده از ماسک ، اکسیژن

لازم جهت تنفس سرنشینان تأمین میگردد. اغلب مسافران هواپیماها نمیدانند که به راستی چرا

حمل اسپری ها و شیشه های ادکلن، تخم مرغ خام و غیره در داخل هواپیما ممنوع است.

ولی علت واضح است، اگر فشار هوای داخل هواپیما به هر دلیلی ناگهان کاهش یابد، یک

اختلاف فشار شدید بین داخل ظروفی که با هوای فشرده پر شده اند ( نظیر اسپری ها و …)

محیط اطراف به وجود می آید که میتواند سبب ترکیدن بدنە فلزی آنها شود؛ تکه های

فلزی حاصل ، نظیر ترکش های کوچکی عمل نموده و برای کسانی که در اطراف آنها

نشسته اند خطرآفرین میباشند.

بنابراین تفاوتی نمی‌کند که در ارتفاعات نزدیک به ساحل باشید یا بر قله‌های اورست. در فضای کابین همیشه 21 درصد اکسیژن با فشار مناسب وجود خواهد داشت.
سیستم فشار ( pressurize )، هوا را به طور مداوم وارد کابین‌ها می‌کند اما موضوع مهم تشخیص میزان ارتفاع کابین هواپیما از سطح دریا است که توسط نوعی شیر خروجی که outflow valve نامیده می‌شود انجام می‌گردد. از آنجایی که درب و پنجره‌های هواپیما کاملا از ورود هوا به داخل هواپیما ایمن هستند این وسیله می‌تواند با دقت بالایی کار تنظیم هوا را انجام دهد تا درصد اکسیژن نسبت به میزان ارتفاع هواپیما متناسب باشد

به طور کلی قطعات سیستم اکسیژن رسانی هواپیما عبارتند از:

oxygen sylinder_1

Pressure gage _2

Shott off valve _3

Relif valve_4

Pressure regulator_5

Flow Indicator_6

Oxygen mask _7