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飞机在万米高空飞行,怎么供应机舱上百人呼吸的氧气?秘密藏在这

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乘坐飞机时,我们身处万米高空,却从来没有感觉过呼吸困难。

但是等我们去高原旅游的时候,稍微海拔高一些的地区,就会出现严重的高原反应,也就是因为氧气稀薄而带来了一切缺少氧气的不适感觉。

飞机在飞行时的高度肯定超过了地球上绝大多数的高原和山峰,但为啥我们乘坐飞机时的海拔更高,却从来没有感觉到呼吸困难呢?



空气中的氧气含量占比为20.93%,从平原地区到11万米的高度,这个比例基本上是恒定的。

但是随着海拔的升高,大气压会越来越低,氧分压也会跟着下降。

总结来说就是,地球上的氧含量基本是一个恒定值,但在不同的地区,氧气的绝对量也不同,具体和海拔呈现负相关。



或者用个更通俗的对比,你在高原上兜一袋子空气,看起来和在平原上兜一袋子空气,好像体积上没有变化。

但实际上,高原上的空气可比平原上的空气轻太多了!

所以你在高原上呼吸两三次,可能还没在平原上呼吸一次,吸进来的空气重量多。

空气都不够,又怎么能从中分析出氧气来维持人体的正常运转呢?



在海拔为0的地区,大气压为101.2Kpa,含氧量为299.3g/m³。

可是当这个海拔变成5000米的时候,大气压就只有53.9Kpa,含氧量也低到了159.71g/m³。

飞机在执行飞行任务时,根据机型和飞行需要不同,飞机的飞行高度也不同。

中小型的民航客机飞行高度基本在6000~8000千米,大型客机的飞行高度普遍在1万米以上。



如果人直接暴露在这么高的高空,肯定会感觉到呼吸不畅,并且出现严重的缺氧反应。

可是大家在乘坐飞机的时候,几个小时的时间也不会感觉到呼吸不舒服。

按照常理来说,进入高空以后相当于是一个封闭的空气,氧气很快就能消耗殆尽。

但实际上飞机上的空气并不浑浊,还可以源源不断保证乘客正常呼吸。



而且飞机是一个密闭空间的想法,本来就是不对的。空气在工作的时候,机舱内部会通过过滤系统,对飞机内部的空气与外部的空气进行交互。

而且飞机机舱所使用的过滤系统,比我们在很多公共场合,使用的过滤系统还要好。

工作的时候会通过引擎将机舱外的空气吸进飞机的机舱里,这些空气会经过HEPA过滤系统,将空气中的细菌和病毒颗粒过滤出去,过滤效果高达99.97%,比很多餐厅、商店、学校的过滤系统都要好。



通过过滤后的空气,也就是新鲜的清洁空气,在进入机舱以后,不久就会进入下一次循环,也就是被飞机的通风口排出机舱外。

根据目前大部分飞机上所搭载的主流过滤净化系统,平均每两三分钟飞机机舱内的空气就会进行一次循环。

这样的循环效率比我们在陆地上的很多公共场合都要好,所以飞机机舱内的空气才能时刻保持新鲜,不会像很多大型公共场所一样,让人感觉到非常污浊。



为了保证乘客们乘坐飞机时的健康,病毒在密闭的机舱内传播给其他乘客造成感染。

飞机机舱内的空气循环是从上至下的流通系统,这样做能够最大程度的抑制不同座位间乘客有害颗粒的传播,减少传染病的发生。

飞机上使用的过滤器普遍是HEPA过滤器,它的全称叫做高效微粒空气过滤器,是一种非常常见的,并且在飞机空调系统中被广泛运用的再循环系统,在阻止病毒传播上有非常明显的作用。



只要出现在飞机直径超过0.3微米以上的颗粒物,基本上都会被过滤系统过滤掉,而不会留在飞机机舱内。

等级如此之高的过滤系统,决定了99.97%的细菌和病毒群颗粒在经过过滤系统的时候都会被滤除掉。

这种过滤方式和医院进行器官移植,烧伤治疗等关键性的病房,所使用的空气过滤系统基本类似,因此才有一部分网友调侃飞机机舱里的空气清洁程度不亚于一个手术室。



飞机在进入万米高空的时候,周围的空气温度也会变得特别低,但乘坐飞机的乘客并不会感觉到明显的温度差,这是因为飞机在进行空气循环的时候,也需要经过空气循环机的冷却装置。

这样一来,经过过滤的新鲜空气被送到飞机机舱的时候,正处于一个比较合适的温度范围内。

经过这么一操作,飞机上空气的温度和湿度始终保持在一个比较稳定的范围内。



虽然飞机的空调系统会对机舱内的空气进行处理,从而保证机舱内的湿度可以稳定在一个比较舒适的范围内。

但实际上,由于高空大气具有一定特殊性质,所以这些空气在经过高度的过滤和处理以后,会比我们在地面上直接接触的空气更加干燥一些。

这也是为什么很多乘客在乘坐飞机以后,明显感觉皮肤会干燥的原因。



正常的情况下,飞机场会通过过滤系统将飞机机舱外的空气与机舱内的空气进行交互流通,从而保证机舱内的空气密度和在地面上一样,乘客也不会有缺氧的反应。

但在飞机驾驶的时候,难免可能出现一些紧急情况。比如飞机舱门或者窗户出现了破损,这个时候,虽然飞机的空气交互系统仍然在工作,但实际上飞机内部的氧气浓度会迅速下降,乘客也会出现相应的缺氧反应。

加上这种情况出现时比较快速,没有给大家一个适应的过程,不能及时补充氧气的话,很可能导致乘客出现生命危险。



飞机上还会准备一些氧气面罩,在遇到紧急情况的时候会自动弹出。

不过这些氧气可并非是液态氧气罐,而是一些可储存的化学物质,经过燃烧以后,会释放出安全无毒的氧气,再经过过滤系统净化,乘客就可以直接呼吸了。

所以在多重保障之下,我们在乘坐飞机的时候完全不用担心呼吸的问题,不仅不会污浊,而且还非常干净。



参考资料:
[1] 新华社《青藏铁路:海拔高度与大气压含氧量的关系》2006-06-28
[2] 民航资源网《航空物流运输:看飞机如何制造洁净空气》 2021-06-04

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