Літаки літають на великій висоті з двох причин. По-перше, літак, який летить на великій висоті, споживає менше палива для даної повітряної швидкості, ніж для тієї ж швидкості на меншій висоті, оскільки літак більш ефективний на великій висоті. По-друге, поганої погоди та турбулентності можна уникнути, якщо літати у відносно плавному повітрі над штормами. Багато сучасних літаків розробляються для роботи на великих висотах, використовуючи це середовище. Щоб літати на більшій висоті, літак повинен бути під тиском. Для пілотів, які керують цими літаками, важливо знати основні принципи експлуатації.

У типовій системі тиску кабіна, льотний відсік і багажні відділення вбудовані в герметичний блок, здатний утримувати повітря під тиском, вищим за зовнішній атмосферний тиск. На літаках з двигунами турбіни для тиску в салоні використовується повітря з секції компресора двигуна. Нагнітачі можуть використовуватися на літаках старої моделі з турбінним двигуном для закачування повітря в герметичний фюзеляж. Літак з поршневим двигуном може використовувати повітря, що подається з кожного турбокомпресора двигуна через звуковий вентурі (обмежувач потоку). Повітря виділяється з фюзеляжу за допомогою пристрою, який називається відтікаючим клапаном. Регулюючи вихід повітря, вихідний клапан забезпечує постійний приплив повітря в зону під тиском. [Малюнок 6-40]

Система тиску в кабіні зазвичай підтримує висоту тиску в салоні приблизно 8000 футів на максимально розробленій крейсерській висоті літака. Це запобігає швидким змінам висоти кабіни, які можуть бути незручними або викликати

Травми пасажирів та екіпажу. Крім того, система герметичності забезпечує досить швидкий обмін повітря зсередини на зовнішню частину кабіни. Це необхідно для усунення запахів і видалення несвіжого повітря. [Малюнок 6-41]

Прийнятним методом захисту пасажирів від наслідків гіпоксії є тиск у салоні літака. Усередині герметичної кабіни пасажирів можна комфортно перевозити

і безпечно протягом тривалого періоду часу, особливо якщо висота кабіни підтримується на висоті 8000 футів або нижче, де використання кисневого обладнання не потрібно. Екіпаж цього типу літаків повинен знати про небезпеку випадкової втрати тиску в кабіні та бути готовим впоратися з такою надзвичайною ситуацією, коли вона трапляється.

Наступні терміни допоможуть зрозуміти принципи роботи систем тиску та кондиціонування повітря:

• Висота літака — фактична висота над рівнем моря, на якій летить літак
• Температура навколишнього середовища — температура в зоні, що безпосередньо оточує літак
• Тиск навколишнього середовища – тиск в зоні, що знаходиться безпосередньо навколо літака
• Висота кабіни — тиск в кабіні за еквівалентною висотою над рівнем моря
• Диференціальний тиск — різниця тиску між тиском, що діє на одній стороні стіни, і тиском, що діє з іншого боку стіни. У системах кондиціонування та тиску в літаках це різниця між тиском у салоні та атмосферним тиском.

Система контролю тиску в салоні забезпечує регулювання тиску в салоні, скидання тиску, вакуумний розвантаження та засоби для вибору бажаної висоти кабіни в ізобарному та диференціальному діапазоні. Крім того, скидання тиску в салоні є функцією системи контролю тиску. Для виконання цих функцій використовуються регулятор тиску в салоні, вихідний клапан і запобіжний клапан.

Регулятор тиску в салоні контролює тиск у кабіні до вибраного значення в ізобарному діапазоні та обмежує тиск у кабіні до заданого диференціального значення в диференціальному діапазоні. Коли літак досягає тієї висоти, на якій різниця тиску всередині і зовні кабіни дорівнює найвищому перепаду тиску, для якого спроектована фюзеляжна конструкція, подальше збільшення висоти літака призведе до відповідного збільшення висоти кабіни. Диференціальне керування використовується для запобігання перевищенню максимального перепаду тиску, для якого було розроблено фюзеляж. Цей перепад тиску визначається конструктивною міцністю кабіни і часто зв’язком розміру кабіни з ймовірними ділянками розриву, такими як вікна та двері.

Запобіжний клапан тиску в салоні – це комбінований скидання тиску, вакуумний розвантаження та скидний клапан. Клапан скидання тиску запобігає перевищенню тиску в кабіні вище визначеного перепаду тиску вище зовнішнього тиску. Вакуумний розвантаження запобігає перевищенню тиску в салоні, дозволяючи зовнішньому повітрю надходити в кабіну, коли тиск навколишнього середовища перевищує тиск у кабіні. Перемикач керування польотом приводить в дію скидний клапан. Коли цей перемикач розташований на оперативну пам’ять, відкривається електромагнітний клапан, що змушує клапан скидати повітря кабіни в атмосферу.

Ступінь тиску та робоча висота літака обмежені кількома критичними факторами проектування. Насамперед, фюзеляж призначений для того, щоб витримати певний максимальний перепад тиску в кабіні.

Кілька приладів використовуються разом з контролером тиску. Датчик диференціального тиску в салоні вказує на різницю між внутрішнім і зовнішнім тиском. Цей манометр слід контролювати, щоб переконатися, що кабіна не перевищує максимально допустимий перепад тиску. Висотомір кабіни також передбачений як перевірка продуктивності системи. У деяких випадках ці два інструменти об’єднуються в один. Третій інструмент вказує на швидкість підйому або спуску в салоні. Інструмент лазіння та висотомір кабіни проілюстрований на малюнку 6-42.

Декомпресія визначається як нездатність системи герметизації літака підтримувати розрахований перепад тиску. Це може бути викликано несправністю системи герметизації або пошкодженням конструкції літака. Фізіологічно декомпресії поділяються на дві категорії:

• Вибухова декомпресія — зміна тиску в салоні швидше, ніж легені можуть розслабитися, що, можливо, спричинить пошкодження легенів. Зазвичай час, необхідний для вивільнення повітря з легенів без обмежень, наприклад, масок, становить 0,2 секунди. Більшість органів влади вважають будь-яку декомпресію, яка виникає менш ніж за 0,5 секунди, вибухонебезпечною та потенційно небезпечною.

• Швидка декомпресія — зміна тиску в салоні, при якій легені розпадаються швидше, ніж у салоні, що не призводить до ймовірності пошкодження легенів.

Під час вибухової декомпресії може бути шум, і хтось може на мить відчути себе приголомшеним. Повітря в салоні наповнюється туманом, пилом або летючим сміттям. Туман виникає через швидке зниження температури і зміну відносної вологості. Зазвичай вуха очищаються автоматично. Повітря виривається з рота і носа через вихід повітря з легенів, і його можуть помітити деякі люди.

Швидка декомпресія зменшує період корисної свідомості, оскільки кисень в легенях швидко видихається, зменшуючи тиск на організм. Це знижує парціальний тиск кисню в крові і скорочує ефективний час роботи пілота на одну третину до однієї чверті від нормального часу. З цієї причини кисневу маску слід носити під час польоту на дуже великій висоті (35 000 футів або вище). Рекомендується, щоб члени екіпажу вибрали 100-відсотковий режим кисню на регуляторі кисню на великій висоті, якщо літак оснащений кисневою системою потреби або тиску.

Основною небезпекою декомпресії є гіпоксія. Щоб уникнути втрати свідомості, необхідно швидке, правильне використання кисневого обладнання. Іншою потенційною небезпекою, з якою стикаються пілоти, екіпаж і пасажири під час декомпресій на висоті, є розвинена газова декомпресія. Це відбувається, коли тиск на організм достатньо падає, азот виходить з розчину і утворює бульбашки, які можуть мати несприятливий вплив на деякі тканини організму.

Декомпресія, спричинена структурними пошкодженнями літака, представляє інший тип небезпеки для пілотів, екіпажу та пасажирів – викинуті або вигнані з літака, якщо вони розташовані поблизу отворів. Особи біля отворів повинні завжди пристебнути ремені безпеки або ремені безпеки, коли літак знаходиться під тиском і вони сидять. Пошкодження конструкції також можуть піддавати їх впливу вітру та надзвичайно низьких температур.

Якщо ці проблеми потрібно звести до мінімуму, необхідно швидко спускатися з висоти. Автоматичні візуальні та слухові системи попередження включені в обладнання всіх літаків під тиском.