Frage:
Wird der konstante Luftdruck im Rumpf aufrechterhalten?
shabby
2014-01-12 23:51:54 UTC
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Ich habe es gerade irgendwo gehört, bin mir aber nicht sicher. Wenn ja, warum bauen sie dann keine luftdichten Rümpfe?

Es wäre interessant, Antworten zu haben, die zwischen Passagierflugzeugen, Fracht und Militär unterscheiden.
Fünf antworten:
#1
+14
Lnafziger
2014-01-13 00:02:21 UTC
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Für den Luftdruck in Flugzeugen werden sie in zwei große Kategorien unterteilt:

  • Drucklos - Diese Flugzeuge sind normalerweise kolbengetrieben und können nicht sehr hoch fliegen, also nicht Versuchen Sie sogar, den Luftdruck im Rumpf zu regulieren.
  • Druckbeaufschlagung - Diese Flugzeuge halten die Druckbeaufschlagung im Rumpf aufrecht, sie ist jedoch über einen bestimmten Punkt hinaus nicht konstant.

Die Kategorie bestimmt die Antwort auf Ihre Frage:

Drucklose Flugzeuge

Drucklose Flugzeuge werden aus mehreren Gründen nicht luftdicht gebaut:

  • Es ist sehr schwer, etwas so Großes wie ein Flugzeug wirklich luftdicht zu machen und es so zu halten. Mit der Zeit beginnen Dichtungen zu lecken, Armaturen lösen sich usw.
  • Der Rumpf müsste viel stärker sein, um dem Druckunterschied zwischen Innen und Außen standzuhalten. Dies würde sie schwerer und teurer machen.
  • Es besteht nicht viel Bedarf. Diese Flugzeuge fliegen nicht hoch genug, um wirklich einen unter Druck stehenden Rumpf zu benötigen, und eine Person kann mehr oder weniger normal atmen, obwohl Sie sich nicht auf Meereshöhe befinden. (Denken Sie an Menschen, die auf Bergen leben.)

Druckflugzeuge

Ohne auf die Details wie ein Flugzeug unter Druck gesetzt wird (welche ist für Ihre Frage nicht wirklich relevant), der Luftdruck im Rumpf eines unter Druck stehenden Flugzeugs wird normalerweise bis zu einem bestimmten Punkt auf Meereshöhe gehalten. Der Rumpf ist jedoch so ausgelegt, dass er einem bestimmten maximalen Differenzluftdruck standhält. Um ihn zu schützen (im Grunde genommen verhindern, dass er "knallt", wenn der Luftdruck außerhalb des Flugzeugs zu niedrig fällt), kann der Druck bei Bedarf abnehmen.

In typischen Düsenflugzeugen wird der Druck in Teilen des Flugzeugs (typischerweise im Passagierraum, in einem Teil des Laderaums und möglicherweise in einer Avionikbucht) in Reiseflughöhe auf einem Druck gehalten, der einem Außenluftdruck bei einem entspricht Höhe von etwa 5.000 - 8.000 Fuß (bezeichnet als " cab in alt itude"), abhängig von der Reiseflughöhe und das Design des Flugzeugs.

#2
+12
egid
2014-01-13 01:41:33 UTC
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Viele Flugzeuge stehen nicht unter Druck und sind daher nicht luftdicht. Die Insassen würden ersticken, wenn nichts anderes, und die meisten drucklosen Flugzeuge operieren nicht regelmäßig in Höhen, die unter Druck gesetzt werden müssen.

Im Fall von unter Druck stehenden Flugzeugen ist dies tatsächlich notwendig dass die Kabine nicht luftdicht ist. Sie sind stattdessen nahezu luftdicht und können erheblichen Druckunterschieden standhalten.

Die Druckbeaufschlagung der Kabine erfolgt durch Ablassen von Hochdruckluft aus den Motoren, die dann durch Packungen (Wärmetauscher) geleitet wird und Luftkreislaufmaschinen), um es zu kühlen. Nach dem Konditionieren wird die Luft in die Kabine geleitet. Dies führt zu einer geringeren Kabinenhöhe im Verhältnis zur Außenatmosphäre.

Da dem Rumpf ständig mehr Luft zugeführt wird, ist ein Druckauslassventil und es wird ständig Luft aus dem Flugzeug abgelassen . Im normalen Betrieb wird es automatisch gesteuert, kann jedoch in Notsituationen manuell überschrieben werden.

Tolle Antwort, aber ich bin mir nicht sicher, ob ich ersticken soll. Menschen in U-Booten und Mini-U-Booten scheinen nicht sehr oft zu ersticken.
@DanPichelman: Frühe Diesel-U-Boote mussten regelmäßig auftauchen, um ihre Luftversorgung aufzufrischen. Moderne Atomboote (und möglicherweise Diesel) verfügen über [Bordanlagen, die CO2 schrubben und / oder Sauerstoff erzeugen] (http://en.wikipedia.org/wiki/Submarine#Life_support_systems). Minisubs tragen, ähnlich wie Taucher, Wasser in Flaschen und verwenden vermutlich auch Gaswäscher. Flugzeuge, die wirklich luftdicht waren, müssten * viel * mehr Ausrüstung tragen.
@egid-Kern-U-Boote können Sauerstoff erzeugen, da das Kraftwerk keinen Sauerstoff verbraucht. Mit der Energieeinsparung können wir zeigen, dass ein Diesel-U-Boot nicht genug Strom erzeugen kann, um Sauerstoff zu erzeugen. Tatsächlich lassen die meisten Diesel-U-Boote den Motor nicht unter Wasser laufen, sondern verwenden Batterien, um Sauerstoff zu sparen.
Ich denke, Sie werden feststellen, dass praktisch alle heute in Betrieb befindlichen Diesel-U-Boote ihre Motoren mit untergetauchten Rümpfen betreiben und mit Batteriestrom arbeiten können, wenn sie in eine größere Tiefe getaucht sind. Sie benutzen ein Schnorchelgerät, das die Deutschen im Zweiten Weltkrieg entwickelt haben. Dies ändert jedoch nichts an der Gültigkeit Ihrer Antwort in Bezug auf Atom-U-Boote.
#3
+4
casey
2014-01-13 03:39:41 UTC
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Unter Druck stehende Flugzeuge sind nicht luftdicht und haben auch keinen konstanten Druck. Eine wichtige Facette, die es unmöglich machen würde, luftdicht zu sein, ist die Notwendigkeit, den Druck in der Kabine zu ändern.

Um den Druck in der Kabine zu ändern, wird Luft über die Packungen eingepumpt (in einer anderen Antwort behandelt), und Luft ist über Auslassventile ablassen. Der Eingang ist ein ziemlich konstanter Durchfluss und die Druckbeaufschlagung wird durch das Öffnen / Schließen des Auslassventils moduliert.

Der Kabinendruck muss sich ändern, da die Flugzeugzelle einen maximalen Druckunterschied zwischen der Kabine und der Außenseite aufweist (7,8 PSI im EMB) -145) und beim Aufstieg muss der Druck in der Kabine reduziert werden. Die Kabine hat während der Kreuzfahrt im Allgemeinen eine Druckhöhe von 8000 Fuß. Anschließend wird der Kabinendruck während des Abstiegs zum Landeflughafen erhöht.

Mit diesen Druckänderungen gehen Temperaturänderungen einher, die natürlicherweise infolge der Druckänderung auftreten (siehe: Ideales Gasgesetz). Sie können dies bei Abfahrten in Regionaljets bemerken, da diese beim Komprimieren der Kabine sehr warm werden.

Um die Temperatur zu regulieren, benötigen Sie eine Klimaanlage. Daher verfügen Sie über Packs und Luftkreislaufmaschinen, um die Kabine mit der richtigen Temperatur zu versorgen. Jetzt, da Sie Luft in die Kabine bringen müssen, lohnt es sich nicht einmal, an CO2-Gaswäscher und O2-Tanks zu denken, da die Packungen dies mit frischer Luft erledigen.

Das sollte Flugzeuge abdecken, die nicht luftdicht sind, warum sie nicht luftdicht sind und die auch keinen konstanten Druck haben.

#4
+3
falstro
2014-01-13 02:26:44 UTC
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Die bisherigen Antworten haben über die Unterschiede zwischen unter Druck stehenden und nicht unter Druck stehenden Flugzeugen gesprochen. Um jedoch Ihre Frage zu beantworten, warum sie nicht luftdicht sind :

Die Antwort ist zweifach Erstens, wie egid betonte, wäre der Druckunterschied wahrscheinlich zu groß, als dass der Rumpf ihn aushalten könnte.

Zweitens, und meiner Meinung nach, was noch wichtiger ist, verbrauchen Menschen Sauerstoff und geben Kohlendioxid (und Wasser) ab. Wenn Ihr Schiff luftdicht ist, ersticken alle Personen langsam, aber sicher an Kohlendioxidvergiftungen und Sauerstoffmangel, da der geringe Sauerstoff im Flugzeug langsam weggeatmet wird. Sie müssen diese Luft also weiter ersetzen. Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, die alte Luft herauszulassen und neue Luft einzulassen.

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Wie Dan Pichelman betont, fallen die Leute in Subs nicht wie Fliegen. Sie sind es zwar nicht, aber sie ersetzen tatsächlich auch die Luft. Fast. Sie entfernen das CO2 (mit Gaswäschern) und fügen Sauerstoff (aus Sauerstofftanks) hinzu. Es wäre wahrscheinlich möglich, dies auch für Flugzeuge auf diese Weise zu lösen. Es bleibt die Frage, ob es in Bezug auf das Gewicht machbar ist und ob es einfacher ist, das Flugzeug nur mit Zapfluft unter Druck zu setzen und die alte Luft über Bord abzulassen.

Deshalb sterben ständig Menschen in U-Booten?
@Dan; Nun ja, wenn die Sauerstofftanks, die sie mitnehmen, leer werden, würden sie höchstwahrscheinlich sterben. Verkehrsflugzeuge tragen ebenfalls Sauerstofftanks, jedoch nur für die Piloten in Notfällen.
Entschuldigung, snarky Kommentar meinerseits - ich werde in einer Minute entfernen. Mein Punkt ist, wie lange es dauern wird, den O2 angesichts des Kabinenvolumens zu verbrauchen? Wenn es 6 Stunden dauert, um gefährliche CO2-Werte in einem Flugzeug mit 3 Stunden Treibstoff zu erreichen ...
Ich werde versuchen, einige Daten zu graben, wäre interessant zu wissen.
Eine 737-800 hat (weniger als) 1,6 Kubikmeter Luft pro Passagier (ich nahm einen quadratischen Kabinenquerschnitt an und nutzte die gesamte Länge des Flugzeugs). Nehmen wir also etwa 1500 Liter / Person an, und wir atmen etwa 8 Liter / Minute 20% Sauerstoff ein und 15% Sauerstoff aus, wenn wir ihn nicht durch CO2 ersetzen und einfach 2 Liter der Luft verwerfen, die er halten würde 13 Stunden mit 0 Sauerstoff danach übrig. Ich bin kein Arzt, aber ich würde wetten, dass Sie lange vorher an einer CO2-Vergiftung sterben würden. Es kann wahrscheinlich wie mit Subs gelöst werden, aber wie in der Antwort ist es einfacher, es einfach zu ersetzen.
@roe Ja, es ist mit ziemlicher Sicherheit auch * leichter *, es zu ersetzen, und es * definitiv * benötigt weniger Energie.
Einige U-Boote fügen Sauerstoff aus Tanks hinzu, aber viele erzeugen ihn tatsächlich durch Elektrolyse von Wasser.
@egid; interessant, wusste das nicht. Der erste Google-Hit besagte Sauerstofftanks .. :) Was machen sie mit dem Wasserstoff? Über Bord werfen?
@Dan, warum Menschen in U-Booten sterben, bietet Hollywood kein Ende des Materials, aber in Bezug auf Realismus kann * nichts * [Das Boot] schlagen (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Das_Boot).
#5
+2
abelenky
2014-01-13 00:17:37 UTC
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In vielen Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt (kleine Flugzeuge, die nicht über 12.000 Fuß hinausgehen) ist der Luftdruck im Rumpf der gleiche wie in der Außenluft.

Die meisten Menschen haben keine Schwierigkeiten in Höhen bis zu 12.000 Fuß, so dass keine unter Druck stehende Umgebung aufrechterhalten werden muss.

Spezifische Regeln besagen, dass drucklose Flugzeuge je nach Bedarf zusätzlichen Sauerstoff zur Verfügung haben wie hoch das Flugzeug ist, wie lange und ob es tagsüber oder nachts fliegt.



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