В последнее время количество пассажиров, предпочитающих путешествовать самолетами, увеличивается из года в год. В современных самолетах поддерживаются различные и изменяющиеся параметры внутренней среды, касающиеся температуры, давления и влажности. Характеристики воздуха в салонах самолетов сходны с параметрами внутреннего воздуха домов и офисных зданий.

Однако все же салоны самолетов отличаются от зданий во многих отношениях, в частности пространством, приходящимся на одного пассажира, необходимостью герметизации салона, вынужденным отсутствием активности во время полета и др.

С подъёмом на высоту более 3 км у человека появляются признаки кислородного голодания (хочется спать). На высотах более 9 км из жидкости организма возможно выделение пузырьков газа (аэроэмболизм). На высотах более 19 км наблюдается закипание подкожной жидкости. Температура воздуха на высоте более 11 км может достигать −60 °C. Для полёта на летательном аппарате в таких неблагоприятных для жизни условиях и потребовалось создать бортовые системы жизнеобеспечения.

На пассажиров, которые могут иметь различные болезни и относиться к различным возрастным категориям, действуют такие атмосферные факторы, как недостаточная влажность, пониженное давление воздуха, присутствие в воздухе различных загрязняющих веществ (озон, углекислый газ и другие органические вещества и биологические структуры).

Система кондиционирования самолета является бортовой системой жизнеобеспечения и предназначена поддерживать температуру и давление воздуха в герметической кабине самолета на уровне, позволяющем обеспечить нормальную жизнедеятельность пассажиров и экипажа. Герметичность кабин обеспечивает их конструктивное исполнение, наличие уплотнений на люках и дверях, постоянный наддув от СКВ.

Принцип работы 

Система работает на воздухе, который отбирается от комОсобенности вентиляции и кондиционирования воздуха в самолётахпрессоров работающих авиационных двигателей. Температура такого воздуха достигает 500°C, давление – 1,6 МПа. При этом воздух разделяется на 2 потока.

Первый поток (холодная линия), проходя сквозь систему охлаждения(воздушный радиатор охлаждения воздуха-ВВР, который охлаждает горячий воздух скоростным напором забортного воздуха)  , направляется в смеситель. Второй поток(горячая линия) идет в смеситель напрямую. В смесителе происходит смешивание обеих потоков, этот воздух направляется в гермокабину. Также в самолетах горячий воздух используют как компонент противообледенительной системы(ПОС), он проходит по трубах, расположенных под обшивкой летательного аппарата, и обогревает поверхность для предотвращения нарастания льда.

Чтобы охладить воздух, используют теплообменники следующих типов: турбохолодильники (ТХ), топливно-воздушные радиаторы (ТВР) и воздухо-воздушные радиаторы (ВВР). В сложной системе кондиционирования могут использоваться несколько ступеней охлаждения воздуха, расположенных каскадов. Каждая ступень имеет свои автоматические регуляторы температуры. Например, на самолете Ту-154 отобранный воздух от двигателей охлаждается сначала в ТХ и ВВР, расположенных возле 3-го двигателя, затем подается к СКВ и ПОС, а в СКВ есть два вторичных ТХ и ВВР (расположенные в носке корневой части крыла, для продува ВВР в каждом крыле имеется небольшой воздухозаборник), охлаждающих воздух до нормальной для дыхания температуры.

В состав автоматического регулятора температуры (АРТ) входит задатчик температуры, расположенный в кабине, датчик температуры в трубопроводе, электронный блок автоматического управления и исполнительный электромеханизм (регулирующая заслонка в трубопроводе). Большая часть регуляторов в системе кондиционирования воздуха самолета может не комплектоваться задатчиком температуры в кабине и функционирует в автоматическом режиме.

Подача охлажденного воздуха в салон/кабину летательного аппарата из воздуховодов системы кондиционирования может вызвать образование тумана, который постепенно рассеивается, когда система начинает работать в устойчивом режиме. Чтобы устранить это явление, на стадии проектирования самолета предусматривают специальные меры (сбор конденсата из дренажных отверстий системы кондиционирования в забортное пространство).

В гермокабинах давление регулируется с учетом специальных программ, которые различаются на транспортных воздушных судах, тяжелых и маневренных боевых самолетах. Для тяжелых самолетов на высотах до 2000 м вводится зона свободной вентиляции, выше – зона абсолютного постоянного давления и зона избыточного давления относительно типичной атмосферы. Для маневренных самолетов, чтобы уменьшить скорость изменения давления в гермокабине при исполнении вертикальных маневров в пределах 2-7 км, ввели зону переменного давления. С помощью автомата регулирования давления происходит строго дозированный сброс избыточного воздуха из герметичной кабины в забортное пространство. Данный автомат на военных самолетах имеет нормальный и боевой режимы работы. При использовании автомата в боевом режиме внутри кабины давление резко уменьшается – такая технология применяется с целью предотвращения получения экипажем баротравм при резкой разгерметизации, например, в случае поражения самолета снарядом. Повреждение целостности кабины пулеметно-пушечным огнем при полете на больших высотах вызывало взрывную декомпрессию во времена Второй мировой войны и гибель экипажей.

ЦАГИ разработали измерительную установку для авиационных СКВ

Кондиционированный воздух подается не только в гермокабину, но и в технические отсеки, где расположено электронное оборудование, чтобы поддерживался нормальный температурный режим работы агрегатов и блоков. На бомбардировщиках, которые могут нести ядерное оружие, СКВ обогревает полностью весь негерметичный бомболюк самолета, поддерживая температуру на уровне выше 0°C (управляемые ракеты с ядерным зарядом имеют внутреннюю термостабилизацию). Наличие на борту самолета вспомогательной силовой установки подразумевает также отбор воздуха для кондиционирования кабин и отсеков от ВСУ.

При возникновении аварийной ситуации, для быстрого прекращения вентиляции кабины, при пожаре в двигателе и подаче дыма в кабину из воздуховодов в СКВ имеются аварийные заслонки, которые моментально перекрывают трехходовые трубопроводы или краны, которые плавно управляют заслонкой в нормальном режиме на открытие-закрытие. Аварийный режим системы кондиционирования предусматривает работу электромотора только на закрытие в форсированном режиме. Также во время аварийных ситуаций действует программа вентиляции от скоростного напора, которая служит для проветривания кабины в случае задымления. Для этого пилоту необходимо снизить высоту самолета до 4000 м, разгерметизировать кабину и включить систему вентиляции. 

Высотное оборудование самолёта обеспечивает создание нормальных условий для жизнедеятельности и работы членов экипажа и пассажиров на всех высотах полёта, а также на земле в различных климатических условиях.

Высотное оборудование состоит из  двух самостоятельных систем, работающих совместно:

1. Система кондиционирования воздуха (далее -СКВ).
2.  Система автоматического регулирования давления(далее-САРД)- на отечественных самолётах и системой контроля внутренней среды (Environmental Control System – ECS) – на зарубежных самолётах .

В отличии от систем вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений, на самолётах используется термин система кондиционирования воздуха(СКВ).   В зависимости от выполняемых функций СКВ можно разделить на следующие подсистемы(участки):

• отбор воздуха от двигателя;
• подача воздуха в полусистемы расхода;
• наддув, кондиционирование и вентиляция кабин(салонов);
• обдув смотровых стекол фонарей кабин;
• вентиляция спецснаряжения  членов экипажа;
• наддув и охлаждение спецоборудования;
• вентиляция кабины экипажа атмосферным воздухом(отбор воздуха от ВСУ-вспомогательной силовой установки- на земле и в полёте в случае выключения СКВ за счёт использования скоростного напора);
• вентиляция салонов для пассажиров атмосферным воздухом (отбор воздуха от ВСУ-вспомогательной силовой установки- на земле и в полёте в случае выключения СКВ за счёт использования скоростного напора);
• и т.п.

На примере Ил-76МД:

Температура отбираемого воздуха от двигателей за ХI ступенью компрессора( не более +490 °С), поддерживается регулятором температуры:

• в системах отбора ∼ +220 °С;
• в горячих магистралях  ∼ +115 °С ÷90°С;
• в холодных магистралях ∼ +17 °С ÷10°С;
• в кабинах и салонах(в полёте) ∼ +24 °С ÷16°С.

Воздушный радиатор охлаждения воздуха(ВВР) обеспечивает охлаждение горячего воздуха, поступающего в полусистему расхода. Охлаждение воздуха в нём осуществляется  напором атмосферного воздуха через воздухозаборники. И это является существенным отличием от систем вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений 

Кратность воздухообмена(число смен воздуха в 1 час) в кабине экипажа:

• в наземных условиях – 27;
• на высоте полёта 12000 м с наддувом в грузовой кабине – 39;
• на высоте полёта 8000 м с разгерметизированной кабиной – 29.

САРД предназначена для поддержания избыточного давления в кабинах (салоне) на различных  высотах полёта по заданным законам.

Магистрали отбор воздуха от каждого двигателя выполнены конструктивно одинаково. Отбор воздуха от двигателя производится с помощью специальных агрегатов, которые обеспечивают подачу горячего воздуха и ограничивают давление, расход и температуру отбираемого воздуха. Трубопроводы от левых и правых двигателей вместе  с агрегатами отбора воздуха образуют соответственно левую и правую полусистемы отбора, которые объединяются заслонками кольцевания, образуя единую систему отбора воздуха от двигателей. 

Комплексная система кондиционирования воздуха

на примере Суперджет (SSJ-100):

Комплексная система кондиционирования ( далее –КСКВ) и противообледенительная система (ПОС) разработаны на основании Технических заданий 7600-01 и 7410-01, а также с учетом требований FAR25/CS25/АП25.

Комплексная система кондиционирования воздуха (КСКВ) состоит из:
− системы отбора воздуха (СОВ),
− системы кондиционирования (СКВ),
− системы автоматического регулирования давления (САРД),
− системы управления КСКВ (СУ КСКВ).

КСКВ обеспечивает:
− отбор воздуха от бортовой силовой установки;
− определение и выдачу сигнала о наличии условий обледенения;
− защиту от обледенения предкрылков;
− кондиционирование воздуха и его распределение в гермокабине;
− вентиляцию бытовых помещений;
− обдув остекления кабины экипажа для предотвращения запотевания;
− наддув гермокабины;
− участие в обеспечении удаления дыма из кабины экипажа;
− автоматическое регулирование абсолютного давления в кабине по заданной программе в зависимости от барометрического давления окружающей среды;
− автоматическое ограничение эксплуатационного избыточного давления в кабине;
− автоматическое ограничение скорости изменения давления в гермокабине на заданном уровне;
− ограничение предельного прямого и обратного перепада давлений между кабиной и атмосферой;
− принудительная разгерметизация кабины в полете и на земле;
− встроенный контроль функционирования системы в полете и на земле;
− вентиляцию отсека радиоэлектронного оборудования;
− выдача на индикацию параметров работы системы, предупреждения об отказных состояниях системы и опасных значениях параметров в кабине;
− автоматическое ограничение пределов изменения абсолютного давления в гермокабине.

Основные технические характеристики КСКВ:
— объем гермокабины — 150 m³,
— расход воздуха через каждую подсистему — 0.27–0.35 kg/s (0.60–0.77 lb/s),
— давление в гермокабине — 14.2 psi (98 kPa),
— температура подачи воздуха в пассажирский салон в режиме прогрева — до 85 °С (141 °F),
— температура подачи воздуха в пассажирский салон в режиме охлаждения — не ниже 3 °С (58 °F),
— пределы регулирования температуры в салоне — от 17 до 30 °С (от 63 до 86 °F),
— максимальное время непрерывной работы системы — 20 h,
— скорость изменения температуры в салоне и кабине — не более 3 °С /min (5 °F/min).

КСКВ работает на кондиционирование гермокабины с использованием воздуха от следующих источников:
− маршевые двигатели (один или оба)
− ВСУ (на земле без ограничений, в полете с ограничением по высоте до 3000м)
− Наземного источника высокого давления;
− Наземного источника низкого давления (наземного кондиционера).
Для обеспечения высокого уровня надежности КСКВ построена из двух независимых подсистем, включающих в себя линии отбора и кондиционирования воздуха.

Основу КСКВ составляет система отбора воздуха с обеспечением переключения ступеней отбора воздуха от двигателя с регулированием давления воздуха отбора и его температуры.
Основная подготовка воздуха производится в установках охлаждения воздуха построенных на основе трехколесных турбохолодильников с влагоотделением на линии высокого давления

Для обеспечения снижения потребностей в отборе воздуха от двигателей система имеет линию рециркуляции.

КСКВ спроектирована с учетом требований по поддержанию установившейся температуры в кабине и салоне в пределах от 17 до 30ºС на всех режимах полета с погрешностью регулирования не более ±1,5ºС.

Выбор холодопроизводительности КСКВ производился исходя из требований достижения за время не более 40 мин наземной подготовки температуры воздуха в кабине и салоне при пониженных температурах наружного воздуха при работе от двигателей или ВСУ:
− При температуре минус 55…минус 40ºС не ниже +10ºС,
− При температуре не ниже минус 40ºС не ниже +17ºС.
− при повышенных температурах наружного воздуха
− При температуре не выше + 43ºС не выше +29ºС,
− При температуре + 43…+50ºС снижение температуры не менее чем на 8ºС по сравнению с наружной.

Регулирование температуры воздуха, подаваемого в отсеки осуществляется при помощи подмеса горячего воздуха, при этом температура воздуха, подаваемого в герметичную кабину обеспечивается:
− не ниже + 3ºС на режимах охлаждения;
− не выше + 60ºС при обогреве на установившихся режимах при нормальной работе;
− не выше +75ºС при обогреве на установившихся режимах при единичном отказе;
− не выше + 85ºС на режиме обогрева на земле при подготовке к вылету.

Разница температур в пассажирском салоне на установившихся режимах работы системы не превышает 3ºС по длине салона, 3ºС по вертикали и 2ºС поперек салона.

Процесс воздухообмена организован таким образом, чтобы воздух из буфетов, туалетов и отсеков авионики не попадал в зоны размещения экипажа, бортпроводников и пассажиров.

Система обеспечивает подачу воздуха на вентиляцию переднего багажного отсека для обеспечения условия для перевозки животных (согласно отчету SAE Aerospace information Report 1600). Температура воздуха в багажном отсеке в крейсерском полете поддерживается не ниже +???ºС.

Скорость движения воздуха в пассажирском салоне (на уровне головы пассажиров) самолета не более 0,4 м/с.

Система обеспечивает поддержание температуры в отсеке радиоэлектронного оборудования в диапазоне от минус 15 до + 55ºС длительно, +70ºС кратковременно (не более 30 минут).

Также СОВ обеспечивает подачу воздуха на запуск двигателей:
− Наземного источника высокого давления;
− От ВСУ (на земле и в полете);
− От противоположного двигателя (на земле и в полете).
Система автоматического регулирования давления построена на трехканальном (два автоматических и один канал ручного управления) полностью электрическом выпускном клапане

В полете нормально работающая система обеспечивает поддержание давления в герметичных отсеках самолета не ниже уровня, соответствующего высоте 2400 м при нормальных условиях. Также обеспечивается безопасная разгерметизация самолета при посадке на аэродромы, находящиеся на высоте до 3300 м.

САРД обеспечивает аварийную разгерметизацию самолета по команде экипажа для удаления дыма из кабины. А также подготовку внутреннего давления в кабине к приводнению и при этом гарантированно предотвращает попадания воды внутрь гермокабины через клапана
системы при посадке самолета на воду.

Для обеспечения высокого уровня безопасности в состав САРД входят два предохранительных клапана.

Акустические характеристики КСКВ внутри гермокабины соответствуют уровню шума на высоте головы пассажиров не выше 66 SIL и не выше 80 дБA. Обеспечение требований достигается совместными мерами, принимаемыми в конструкции самолета и КСКВ.
Управление КСКВ осуществляется от собственной системы управления включающей в себя два двухканальных вычислителя. Они обеспечивают высокий уровень автоматизации при управлении системой при выполнении требований по надежности и безопасности. Только минимальное количество функций требует вмешательства экипажа для управления. Также СУ КСКВ обеспечивает проведение встроенного контроля над работоспособностью агрегатов системы и выдачи соответствующих сигналов на индикацию, оповещение и в систему техобслуживания.

Ресурс и срок службы системы составляет не менее 70000 л.ч., 70000 посадок, 25 лет.

Система разработана с учётом длительности жизненного цикла самолёта, не предусматривая проведение запланированного ремонта.

Надежность системы СКВ и САРД должна обеспечивать вероятность вылета по расписанию Рвр>0,99932.

Каждая система проектируется для конкретного самолета, чтобы подходила главному авиационному двигателю, который является источником напорного воздуха для кондиционирования.

Системы контроля внутренней среды и качества внутреннего воздуха в гражданских самолетах (зарубежных)

Современные самолеты оборудованы системой контроля внутренней среды (Environmental Control System – ECS), обеспечивающей безопасный, комфортабельный и не угрожающий здоровью полет как для пассажиров, так и для экипажа.

Внутренняя среда в современных самолетах обладает физическими характеристиками, которые не позволяют людям находиться в такой среде без какой-либо защиты. Поэтому в современных самолетах используются довольно сложные системы ECS.

В этой системе(СКВ) наружный воздух забирается силовой системой самолета, смешивается с отфильтрованным внутренним воздухом и подается в салон.

Система ECS предназначена для снижения концентрации в воздухе загрязняющих веществ, которые могут проникнуть в салон, а также для регулирования температуры, давления, влажности и вентиляции салона самолета.

Чистота воздуха в помещении определяет качество внутреннего воздуха в этом помещении.

Чистый воздух – это воздух, концентрация загрязняющих веществ в котором не превышает определенного уровня, устанавливаемого стандартами, и который не вызывает дискомфорта у людей.

Эти системы предназначены для удовлетворения физиологических потребностей людей в любых условиях полета и для предоставления им определенного уровня комфорта во время полета.

Конструкция системы вентиляции салона основана на подаче вентиляционного воздуха в каждый ряд кресел и на сборе и удалении отработанного воздуха из пространства того же ряда. Такой подход снижает риск распространения инфекций по всему салону самолета.

Первые реактивные самолеты не имели системы рециркуляции воздуха в салоне. Основной причиной этого было то, что двигатели этих самолетов имели низкий КПД, и весь воздух, всасываемый двигателем, использовался для создания силы тяги.

Усовершенствование технологии производства двигателей привело к созданию двигателей нового типа – так называемых турбовентиляторных двигателей. Первые турбовентиляторные двигатели имели степень двухконтурности 2:1, благодаря чему обеспечивалось более экономичное расходование топлива.

Однако такое усовершенствование, сделавшее возможным использование наружного воздуха на 100 %, не было в то время разработано до необходимой степени.

Более поздние турбовентиляторные двигатели имели степень двухконтурности 5:1. Но в этих двигателях увеличилось потребление топлива из-за отводимого воздуха. Поскольку тогда еще не было систем рециркуляции, подача в салон только наружного воздуха вызывала значительное увеличение эксплуатационных расходов в самолетах.

Благодаря исследованиям, проведенным в этой области, была достигнута значительная экономия топлива без снижения качества внутреннего воздуха.

Факторы, влияющие на качество внутреннего воздуха в самолетах

Факторы, влияющие на качество внутреннего воздуха в самолетах, могут быть разбиты на пять категорий:

• давление;
• содержание кислорода;
• температура;
• влажность;
• концентрация загрязняющих веществ в воздухе.

Внезапное изменение уровня одного или нескольких из этих факторов или взаимодействие между ними могут вызвать ухудшение качества внутреннего воздуха и, следовательно, могут оказывать отрицательное воздействие на здоровье пассажиров и экипажа.

Давление

Так как на большой высоте плотность воздуха очень мала, действующая на самолет сила сопротивления также мала. Это обстоятельство делает эффективным полет на больших высотах.

По этой причине для обеспечения безопасности экипажа и пассажиров салоны почти всех коммерческих самолетов герметизированы. Действующий стандарт герметизации салонов самолетов определен в разделе 25.841 Федеральных авиационных предписаний (FAR) Федерального авиационного агентства (FAA).

Согласно этому стандарту, давление в салоне при нормальных рабочих условиях не должно быть выше давления на высоте 2 450 м. Если даже давление в салоне поддерживается на постоянном уровне, соответствующем 2 450 м, это давление ниже давления на уровне моря. Такое низкое давление может отрицательным образом сказываться на физиологии пассажиров. Пониженное давление вызывает расширение пузырьков воздуха, находящихся в клетках тела человека, что может быть причиной плохого самочувствия, а у людей с повышенной чувствительностью это может вызвать более серьезные угрозы здоровью.

Кислород

При установившемся состоянии атмосферы величина атмосферного давления на уровне моря равна 760 мм ртутного столба. При этом парциальное давление кислорода составляет 160 мм ртутного столба (приблизительно 21 %). Но поскольку в этих условиях процентное содержание углекислого газа и водяного пара возрастает, парциальное давление кислорода снижается приблизительно до величины 105 мм ртутного столба. Таким образом, парциальное давление, к которому привык человеческий организм, равно 105 мм ртутного столба. Если парциальное давление кислорода ниже этого уровня, поступление кислорода в кровь снижается, и обычный ритм организма человека нарушается.

Температура

Температура в салоне в большей степени влияет на комфорт летящих в самолете людей. Однако вместе с другими физическими и биологическими факторами она может оказывать отрицательное воздействие и на здоровье, т. к. влияет на интенсивность потери жидкости пассажирами и членами экипажа.

Кроме того, влажность, которая непосредственно связана с температурой, также влияет на тепловой комфорт.

Температура также влияет на восприятие качества воздуха. При росте температуры воздух в помещении ощущается находящимися там людьми как более загрязненный. Кроме этого, температура существенным образом влияет на интенсивность выделения летучих органических соединений (Volative Organic Compounds – VOC), источниками которых являются тело человека и материалы салона. Следовательно, концентрация загрязняющих веществ в воздухе салона будет также возрастать.

Влажность

Относительная влажность воздуха салона имеет две важные характеристики, имеющие отношение к качеству воздуха: комфорт пассажиров и влияние на конструкцию самолета и на безопасность полета.

Высокая относительная влажность (выше 70 %), особенно при высокой температуре, создает дискомфортную среду для пассажиров. В такой ситуации в салоне выпадает конденсат, и капли воды могут вызывать коррозию, которая может представлять опасность для конструкции самолета. Кроме того, некоторые опасные для человека биологические организмы могут размножаться в условиях повышенной влажности.

Усовершенствованные системы ECS современных самолетов осушают забортный воздух при помощи отделителей влаги.

Таким образом, основными источниками влажности в салоне являются дыхание пассажиров и испарения с поверхности человеческого тела. Смешиванием наружного и рециркуляционного воздуха из салона достигается относительная влажность около 10–20 %. Эти значения ниже показателей, задаваемых стандартами комфорта ASHRAE*.

* ASHRAE – Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.

Загрязняющие вещества в воздухе салона самолета

Загрязнение внутреннего воздуха устраняется вентиляционным забортным воздухом. После того как загрязняющие вещества внутреннего воздуха разбавляются вентиляционным воздухом, внутренний воздух подается в салон. Расход наружного воздуха является важным фактором степени загрязненности воздуха в салоне. Предписания FAR 25 устанавливают, что минимальное количество забираемого свежего воздуха на одного человека составляет 12,5 м³/ч.

Основными источниками загрязнения внутреннего воздуха являются дыхание пассажиров, запахи пищи, туалет и т. д. либо источники, находящиеся вне салона.

Для очистки рециркуляционного воздуха от патогенных и опасных частиц очень важна эффективность фильтрации применяемых фильтров. В вентиляционных системах самолетов применяются HEPA-фильтры**.

Такие фильтры способны задерживать вирусы и бактериальные структуры, они характеризуются средней эффективностью 94–99,97 %. Однако для эффективной работы эти фильтры должны регулярно проверяться.

** HEPA-фильтры – высокоэффективные воздушные фильтры твердых частиц (НЕРА filter – High Efficiency Particulate Air Filter)

Загрязнения от наружных источников

Вентиляционный воздух, подаваемый в салон, забирается снаружи. Поэтому загрязняющие вещества, находящиеся в наружном воздухе, могут проникнуть в пассажирский салон.

Большинство аэропортов расположено вблизи больших городов, для которых характерны значительные проблемы, связанные с загрязнением воздуха.

Кроме того, еще одним источником загрязнения являются системы вывода отработанного воздуха в аэропортах. После посадки самолета выхлопные газы и пары противообледенительных химических веществ, проникающие через открытую дверь, могут создать серьезную угрозу здоровью.

Основное загрязнение наружного воздуха происходит на очень низком уровне.

На высоте полета основным загрязняющим веществом является озон (О₃). Атмосферный озон образуется в результате преобразования атмосферного кислорода под действием ультрафиолетового излучения солнца.

Стандарты, касающиеся этого вопроса, определены FAA (FAR 25.832 и FAR 121.578). Озон может служить причиной проблем с дыханием, он обостряет астматические проявления и отрицательно воздействует на иммунную систему организма человека.

Внутренние источники загрязнений

Во внутреннем воздухе салона могут находиться вирусы, бактериальные организмы и другие микроорганизмы, выделяемые членами экипажа и пассажирами. Источниками этого типа загрязнения могут быть одежда, дыхание и испарения с поверхности кожи. Пассажиры и члены экипажа являются источниками различных бактерий, вирусов и аллергенов.

Кроме того, наиболее важным источником загрязнения является углекислый газ, являющийся побочным продуктом дыхания. Чехлы сидений и коврики на полу могут содержать пыль, микроорганизмы и аллергены, поэтому они также могут быть источниками загрязнения внутреннего воздуха.

В перерывах между полетами салоны чистятся. Во время процесса чистки применяются различные чистящие и моющие средства и растворители. Эти чистящие средства при испарении создают загрязнения на поверхностях и во внутреннем воздухе.

Для защиты самолета от насекомых и прочих организмов используются различные пестициды. Во многих странах является обязательной процедура уничтожения насекомых в самолетах, прилетевших из стран, в которых распространена малярия и случаются эпидемии желтухи.

Химические вещества, используемые в ходе такой процедуры, при неправильном их применении могут представлять опасность для здоровья.

Проблемы, которые могут быть вызваны плохим качеством воздуха в салоне самолета

Гипоксия

Гипоксия – это ослабление функций организма человека, вызванное недостатком кислорода в клетках крови и тканях.

Недостаток кислорода может вызываться несколькими причинами, но основной из них является снижение парциального давления кислорода в легких, являющееся результатом уменьшения давления кислорода в окружающей среде. Гипоксия может обнаруживаться по определенным симптомам, но иногда какие-либо симптомы могут отсутствовать. Если гипоксия развивается без симптомов, это является наихудшим случаем для пассажиров, т. к. они не знают о снижении функций своего организма.

При этом могут наблюдаться следующие явления: замедление мышления и неверные вычисления, ослабление памяти, замедленная реакция, учащенное дыхание и цианоз, ослабление восприятия, ухудшение координации мышечной активности, потеря сознания.

Тромбоз глубоких вен

Тромбоз глубоких вен – это сгусток крови в глубоких венах ног, хотя он может возникнуть и в других частях тела.

Опасность заключается в том, что часть этого сгустка может оторваться (эмболия) и начать перемещаться по кровеносным сосудам легких, где она может застрять и заблокировать одну из легочных артерий. Это называется легочной тромбоэмболией. Результатом этого могут быть снижение уровня кислорода в крови, ошибки в вычислениях, упадок сил и смерть.

Исследования показали, что эта болезнь возникает при длительных перелетах, и особенно у пожилых пассажиров. При полетах на большие расстояния симптомы этой болезни проявляются либо в первые часы полета, сразу после взлета, либо через несколько дней после полета, в среднем через четыре дня. Тромбоз в основном зависит от таких факторов, как недостаток движения, спазмы, сидячая поза, обезвоживание и давление в салоне.

Передача инфекции

Иногда при длительных полетах некоторые люди жалуются, что пассажиры и члены экипажа заразили их инфекционной болезнью.

Многие пассажиры опасаются заразиться от соседей или из-за вдыхания рециркуляционного воздуха в салоне.

Ясно, что при длительных перелетах за границу имеется повышенный риск заразиться вирусами и патогенными организмами.

Основными источниками инфекции в салоне являются: загрязненные вода и пища, туалеты, непосредственные контакты и/или выделения тела, насекомые и возбудители болезней, распространяющиеся от человека к человеку по воздуху.

В салонах самолетов производится смешивание использованного и вентиляционного воздуха в пропорции 50 на 50 %.

Если фильтры, которые должны эффективно удалять из воздуха салона вирусы и бактерии, работают неэффективно или не подвергаются регулярному техническому обслуживанию, риск ухудшения качества внутреннего воздуха повышается. Проводя регулярную проверку фильтров, необходимо удостовериться в том, что в воздухе салона отсутствуют микроорганизмы.

Другие факторы

Вероятно, температура воздуха может оказывать воздействие на здоровье людей и качество воздуха и косвенным образом:

• Так как при высокой температуре люди обычно снижают активность, при возрастании температуры воздуха салона увеличивается риск тромбоза глубоких вен.
• Сочетание высокой температуры и влажности может повысить жизнестойкость распространяющихся по воздуху патогенных организмов и отрицательно сказаться на иммунной системе организма, противодействующей болезням.

В салонах многих самолетов, в зависимости от типа самолета, влажность может меняться в пределах от 15 до 19 %. Хотя низкая влажность не является «загрязняющим веществом» для воздуха салона, она является фактором, влияющим на самочувствие пассажиров и членов экипажа.

Недостаточная влажность может вызвать сухость поверхности тела (слизистой оболочки и кожи) и раздражение глаз. Обезвоживание слизистой оболочки глаз вызывает слезотечение и боль в глазах.

Недостаточная влажность может серьезно ухудшить самочувствие людей, страдающих астмой, респираторными заболеваниями и болезнями верхних дыхательных путей.

Нарушение суточного ритма организма, которое является обычным явлением при длительных полетах, вызывается пересечением за короткое время нескольких часовых поясов. Сбой биологического ритма обычно проявляется следующим образом: усталость, снижение внимания и ослабление концентрации, ослабление умственной деятельности, памяти, тошнота и нарушение пищеварения.

Воздух в салоне самолёта не опасен для здоровья

Одна из составляющих широко распространенной в народе аэрофобии — укоренившееся мнение о том, что воздух в салоне лайнера особо сильно насыщен микробами и потому заразиться в полете легче легкого. На первый взгляд все так и есть. В салоне тесно, а воздух внутри самолета (особенно при посадке на него) кажется слегка спертым.

Тем не менее, никакой особой опасности воздух в салоне не представляет и вероятность «подцепить заразу» воздушно-капельным путем в салоне ничуть не больше, чем в другом наполненном людьми и хорошо вентилируемом помещении. Более того, на борту предпринимаются специальные меры для очистки воздуха.

Начнем с того, что воздух постоянно обновляется за счет поступающего забортного воздуха (его всасывает компрессор двигателя, затем этот сильно нагретый воздух охлаждается в системе кондиционирования). Но делается это, конечно не так, что старый воздух полностью выдувается, а новый надувается. В принципе это было бы возможно, но есть две проблемы:

• Во‑первых, гораздо сложнее было бы поддерживать постоянную температуру в салоне.
• Во‑вторых, воздух, приходящий извне очень сухой: на большой высоте в атмосфере влаги совсем немного. В салоне же постоянно дышат люди и своим дыханием увлажняют внутреннюю «атмосферу». Эту влагу хотя бы частично надо сохранить. Иначе пришлось бы создавать систему увлажнения воздуха с запасом воды, а это дополнительный вес плюс риски связанные с коррозией. Взамен этого нам, пассажирам на борту дают напитки, а мы затем часть этой влаги отдаем воздуху.

Чтобы сохранить влагу и часть тепла, воздух в салоне регенерируют через систему фильтров. На современных лайнерах стоят фильтры так называемого санитарного класса — те, что применяются в операционных и других медицинских помещениях, требующих высокого уровня чистоты. Они задерживают до 99% и более бактерий.Таким образом, что мы имеем в итоге? На борту самолета мы дышим смесью забортного воздуха, который практически стерилен, и регенерированного воздуха, который перед смешиванием с забортным проходит постоянную фильтрацию и очищается от бактерий. При этом за время полета воздух в салоне несколько раз обновляется (излишки стравливаются наружу через клапаны). Конечно, при посадке в самолет, пока еще не включены двигатели, вся эта система работает не полностью (отсюда ощущение спертости воздуха), но в полете никакого застоя нет и быть не может. Поэтому если вы боитесь заразиться на борту, лучше обратите внимание на чистоту рук, особенно во время еды.

Заключение

К настоящему времени от пассажиров и членов экипажа получено множество жалоб, связанных с условиями полета, параметрами внутренней среды салона (давления и влажности), взвешенными в воздухе твердыми частицами и загрязняющими веществами (чистящие средства, гидравлическая жидкость, озон), а также с физиологическими проявлениями и неудобствами полета (усталость, шум, необходимость длительное время сидеть в замкнутом пространстве, сбой биологических ритмов).

Однако из-за того, что до сих пор не проводился централизованный сбор и анализ этих жалоб, очень трудно установить связь между факторами, влияющими на качество внутреннего воздуха, и потенциальной опасностью этих факторов.

Нет сомнения, что исследования в этой области помогут установить необходимые параметры качества внутреннего воздуха в самолетах и что эти усилия приведут к подготовке стандарта качества внутреннего воздуха для самолетов.

Кроме того, они будут способствовать обеспечению, особенно для длительных полетов, качества внутреннего воздуха, соответствующего потребностям высокого уровня комфорта и не представляющего угрозы здоровью людей и безопасности полетов.