請問關於坐飛機加壓的問題

Question

請問坐飛機的時候，
都會加壓，
他們是怎麼使飛機內加壓的阿!?

Answer 1

1) 飛機的空調系統的原理 　　 一般的民航機的飛行高度，大約在30000至40000英呎， 換算成公制，飛機和地面的距離足足有10公里。在這麼高的高度(喜瑪拉雅山聖母峰高度是29020英呎)，任何用肺呼吸的生物，都沒有辦法正常呼吸。但不是因為這個高度沒有足夠呼吸的空氣量，而是因為這個高度的大氣壓力不足，肺沒有足夠的壓力來進行氧氣及二氧化碳的交換(呼吸作用)。 因為如此，飛**艙中的空氣必須要加壓，才能將空氣提高到足夠到讓肺呼吸的壓力。根據美國波音飛機公司所提供的數據，進入機艙的空氣，只有1%是用來呼吸，另外99%的空氣，是用於機艙的加壓。也就是說，沒有這99%的空氣進入飛**艙，身為乘客的你，是沒有辦法呼吸到那只占1%的空氣。 民航機飛行在比聖母峰更高的高度 將噴射發動機壓縮葉片壓縮空氣，抽入機艙，便可加壓整個飛機的機艙 然而各位會問，這加壓的空氣由何而來？原來除了乘客及機組員要呼吸外，飛機上還有好幾個也需要「呼吸」的大傢伙，那就是裝在機翼上的噴射發動機。噴射發動機會經過多重的壓縮葉片，將空氣壓縮到一個極高的壓力，再注入大量的燃油燃燒，而產生巨大的推力推動飛機向前。在壓縮空氣進入燃燒室之前，只要將原本要燃燒的壓縮空氣，抽一小部份出來，便足夠供應機艙加壓和呼吸。但是由發動機抽出來的壓縮空氣，卻不能直接灌入機艙，因為根據波義耳氣體定律，氣體壓縮時溫度會提高。即使高空的空氣溫度在零下四、五十度， 但經過壓縮，空氣的溫度會昇到攝氏750度。這個溫度是不可能進入機艙的。因此壓縮空氣在進入機艙前，必須先經過空氣調節機(Air Conditioning Pack)來冷卻，才能以合宜溫度進入飛**艙。 把原本寒冷的空氣壓縮加熱，再將其冷?，聽起來有點多此一舉，但卻有異想不到的額外好處。因為空氣被壓縮加熱至750度。所有微生物，包括細菌及病毒，在這樣的高溫是完全消滅的啦！因此由外界進入至機艙的空氣，是百分百的安全。2) 神奇的飛機空氣過濾系統　　 在前面說到，既然只有1%的空氣，是被機艙中乘客和組員和組員呼吸，而另外99%的空氣，除了加壓外，並沒有污染就要被排掉了。這樣子作不免有些浪費。因此美國NASA(太空總署)便研製了飛機的50%再循環系統，將原本要排出機外的99%的空氣，取其中的50%，經過過濾系統再進入機艙使用。這樣可以同時兼顧省油及空氣的品質。 這樣的設計在汽車上也常見，汽車的空調系統，也可以選擇換氣及循環。在炎熱的夏天，循環可以減少引擎的負荷，讓冷氣更冷。但是若是坐車的人太多，或是有人在車內抽菸，改用換氣可以得到較新鮮的空氣，但冷氣就比較不冷，引擎的負荷也比較重(比較沒力)。 在NASA研製飛機的再循環系統時，航空界面臨和現在SARS疫情很類似的情況 。那時人們搭乘飛機，很怕被肺結核傳染(只不過數十年前，肺癆是被認為是絕症呢！)。為了防治在機艙內感染肺結核的機會，飛機的再循環系統，可不是簡簡單單的濾網而已。飛機的空氣濾清系統，使用的是高效率的微粒濾清的高科技 (High Efficiency Particulate Air Filter，簡稱為HEPA)。 HEPA原本是用於國防的高科技，作於核生化防護使用，試想坦克車受到核子攻擊或是生化武器的攻擊，是不是要一種高科技的空氣濾清系統，才能讓坦克車內的士兵能免於受傷或死亡。因此在飛機上HEPA的空氣濾清系統，是用軍用規格的MIL-STD-282來作測試。 HEPA空氣濾清系統有種很有趣的特性，對於一般濾清器，灰塵越小，越不容易濾清。但是HEPA利用氣體的布朗運動特性，以0.1到0.2微米為基準，比這個基準大的灰塵的過濾性很好，但比這個基準小的微粒的過濾更好，在這個基準上下的過濾效果幾乎可達到100%。而0.1到0.2微米的過濾效果在90%以上。 飛機的空氣濾清系統，和醫院和晶圓工廠的無菌室相同。比起一般大樓的空調濾清系統要好的太多了，大樓的空調濾清系統使用65%到95%的空氣再循環(飛機最多只用到50%)，而根本無法濾清細菌大小的微粒，更遑論SARS或其他病毒了！ HEPA空氣濾清系統的過濾網 美國運輸部曾對92個隨機選擇的航班，作空氣的測試，測試的結果，空氣品質比居家要來的更好。1995年3月，美國疾病管制局(CDC)也完成在飛機上對肺結核傳播的研究與調查，証實飛機的空氣濾清系統可以有效地過濾肺結核桿菌，比其他公共交通工具更加安全，和醫院的隔離病房相當。而機艙的換氣率，比起醫院的隔離病房要更高。 目前市面有售HEPA的家用空氣濾清器，但本會完全對家用HEPA空氣濾清器的規格並不了解，是否市售的HEPA空氣濾清器，也依照軍用規格MIL-STD 282製造的呢？這我們並不明瞭，飛行員協會不能鼓勵民眾購買空氣濾清器來防治SARS，以免有誤導民眾之虞，及造成搶買的恐慌。
圖片參考：http://www.travelline.com.tw/c/c-images/sa-2.gif
(3) 飛機空氣過濾系統示意圖 　　 飛機的HEPA空氣濾清系統，可過濾至病毒大小的微粒，病毒大小為0.1微米，同時也可過濾到10微米的香菸煙霧及細菌 對直徑較大的顆粒(如細菌)，HEPA的細緻的濾網，使用直接攔截過濾，過濾率可到100%。 對和濾孔相當大小的微粒(如煙霧顆粒)，則會在濾網中氣流流向改變，因慣性撞擊而過濾，過濾率在90%以上。 對比濾孔小的微粒(如病毒)，則會在因為物理學中布朗運動，而附在濾網上而過濾，過濾率又可至100%。(4) 每2分鐘飛機內的空氣全部更新一次　　 防疫專家不斷地強調，保持空氣流通是預防SARS的重要手段，比消毒還要重要，無論工作場所、居家和公共場所，都應注意保持空氣流通。「換氣率的重要性。在人人自危的今天，你若搭計程車，計程車司機咳了兩聲，你第一件事是把車窗搖下來，就是要讓車窗外新鮮的空氣進來，讓車內可能有病毒的空氣出去吧！這便是提高「換氣率」。香港大眾運輸系統如公車、鐵路和地下鐵路等為防SARS傳染，早先已特別加強車廂內的通風。所有的巴士都實施強制通風，行車時車窗均須打開，原本一個月清洗一次空調系統過濾網，至少每周清洗一次。香港的計程車做生意也都打開窗戶。 和汽車和火車比較起來，飛機看起來更像個密閉的空間。這也是一般社會大眾大敢坐飛機的原因。但是飛機和汽車及火車不同，汽車和火車的空調系統是將空氣「吹」進車輛內，而飛機是將空氣壓縮強「灌」進機艙內，這也難怪飛**艙有這麼高的換氣率了。 　 飛機的進氣口是來自於機艙的天花板，而由機艙座位兩側較低處的出氣口，進入HEPA空氣過濾系統。過濾過的空氣經過循環風扇，和壓縮空氣混合，再進入飛**艙。經過精密的測量，飛機的換氣率，可以達到每小時15次。 也就是說，每個小時整架飛機內空氣換新15次。若將飛機空氣調節器開到HIGH的位置，換氣率更可以達到每小時30次(每2分鐘，整架飛機的空氣全部換新)。 讓我們作個比較，你知道大樓空調系統的換氣率是多少嗎？一般辦公大樓的換氣率，每小時只有1次，飛機的換氣率整整是其15倍至30倍。 舉個實例，正因為飛機空調系統的高效率濾清及高換氣率。享譽世界的奧比斯飛行眼科醫院(ORBIS)，便在一架DC-10的飛機上設計手術室，為眼科病人更換眼角瞙。 你開始對飛機的空氣品質有信心了嗎？ 奧比斯飛行眼科醫院(ORBIS)上有著一流設備的無菌眼科手術室。

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