Comment les avions commerciaux maintiennent un apport constant en air frais et comment les masques à oxygène d'urgence fournissent de l'oxygène, étant donné qu'ils ne sont pas raccordés à un réservoir d'air

Comment les avions commerciaux maintiennent un apport constant en air frais et comment les masques à oxygène d'urgence fournissent de l'oxygène, étant donné qu'ils ne sont pas raccordés à un réservoir d'air

Parce que les économies liées à la présence de grands réservoirs d'oxygène à bord des avions de ligne ne fonctionnent tout simplement pas (sans compter que la qualité de l'air à l'intérieur de l'avion deviendrait rapidement désagréable si l'air frais n'était pas constamment alimenté, quel que soit le niveau d'oxygène), les avions commerciaux ont un système très intelligent installé pour résoudre le problème de l'atmosphère sous très basse pression à des altitudes de croisière.

Dans la plupart des avions de ligne modernes (à l'exception du Boeing 787 Dreamliner), l'air extérieur est purgé du compresseur des moteurs à turbine et est ensuite acheminé dans les espaces passagers. Cependant, un peu de traitement est nécessaire d’abord car l’air comprimé est extrêmement chaud (de l’ordre de près de 400 degrés Fahrenheit ou 200 degrés Celsius) à ce stade. Ainsi, avant d'entrer dans l'habitacle, il est d'abord autorisé à se dilater et à passer par un échangeur de chaleur et un système de cycle à air pour le refroidir suffisamment. Ce système peut également fonctionner comme appareil de chauffage, une partie de l'air chaud étant mélangée à l'air refroidi pour réguler la température de la cabine.

Une fois refroidi et filtré, l'air sous pression, qui a maintenant une densité d'oxygène suffisante pour garder les gens heureux, est acheminé dans la zone de la cabine, généralement à des niveaux d'environ 12 psi (environ l'équivalent de la pression atmosphérique à 7 000 pieds). Pourquoi 12 psi au lieu de quelque chose comme des pressions au niveau de la mer d'environ 14,7 psi? 12 psi est suffisant pour la majorité des passagers tout en réduisant simultanément les contraintes structurelles sur l'aéronef lui-même, dans des conditions similaires aux pressions atmosphériques au niveau de la mer.

Quant à l'air déjà présent dans la cabine, il est ventilé par une vanne de sortie (ou plusieurs vannes dans les gros aéronefs), généralement située près de l'arrière de l'avion. (Amusement Remarque: avant l'interdiction de fumer dans les avions commerciaux, la zone autour de cette soupape de décharge était généralement teintée en brun foncé par la fumée du tabac.)

Cette soupape d'évacuation s'ouvre et se ferme automatiquement pour maintenir une pression constante à l'intérieur de la cabine, tandis que l'ensemble du système veille à ce que de l'air frais soit continuellement aspiré et éventuellement expulsé de l'avion. En fait, alors que beaucoup se plaignent du fait que les avions semblent «étouffés», ce système garantit que tout l’air de l’appareil est complètement remplacé en moyenne toutes les 2-3 minutes. Oui, cela signifie que votre voiture, votre maison ou votre bureau est probablement beaucoup plus «étouffant» qu'un avion commercial volant à 35 000 pieds.

(Remarque: le Boeing 787 Dreamliner traite la pressurisation de la cabine de manière un peu différente en utilisant une version modernisée de l'ancien système de compresseur électrique quelque peu inefficace, utilisé sur de nombreux avions plus anciens.)

Malheureusement, les avions perdent parfois la pression de la cabine. Quelle que soit la cause, la perte de pression (généralement fixée à des pressions atmosphériques supérieures à 14 000 ft) entraînera le déploiement de masques à oxygène. À partir de là, la conscience utile ne dure que 5 à 15 secondes, en fonction de la pression restante dans la cabine. C’est pourquoi il est essentiel de mettre immédiatement votre masque au lieu d’aider d’abord quelqu'un. Vous pouvez les aider beaucoup mieux lorsque vous n'êtes pas inconscient ou mort.

Alors, comment fonctionnent ces masques à oxygène pour compagnies aériennes? En fin de compte, le fait d’avoir un réservoir à oxygène centralisé pour fournir même de l’oxygène d’urgence aux passagers n’a pas de sens. De même, disposer de minuscules réservoirs à oxygène sous pression individuels n’est pas réalisable. En fait, ces masques ne sont reliés à aucun réservoir ou conduite d’air. Alors, comment pouvez-vous respirer l'oxygène à travers eux?

Science.

Bien que les motifs puissent varier légèrement, en général, lorsque vous tirez sur l’appareil pour le placer sur votre visage, le remorqueur situé sur la longe du masque libère un mécanisme à ressort qui déclenche une petite charge explosive. (Oui.) L'étincelle obtenue déclenche un mélange de styphnate de plomb et de tétracène pour générer de la chaleur, ce qui finira par provoquer une réaction chimique qui produira de l'oxygène pour votre masque. (C’est la raison pour laquelle ils vous demandent de tirer sur le masque pour faire circuler l’oxygène - vous devez déclencher la charge explosive pour que tout fonctionne.)

C'est vrai. Ce que vous respirez à travers le masque n’a pas commencé par de l’oxygène pur. Au contraire, l'avion est équipé de nombreux petits générateurs d'oxygène chimiques (également appelés «bougies à oxygène», de la taille d'un petit paquet de balles de tennis) qui contiennent un mélange composé en majorité de chlorate de sodium (NaClO).3), moins de 5% de peroxyde de baryum (BaO2) et moins de 1% de perchlorate de potassium (KClO4). Lorsque ces produits chimiques sont chauffés par le styphnate de plomb et le tétracène, chacun subit une réaction qui aboutit finalement à une quantité d'oxygène filtrée et essentielle à la vie qui traverse le tube.

Bien sûr, vous pouvez également sentir une légère odeur de brûlé, mais il n’ya pas de quoi s’inquiéter; cela vous assure simplement que le système fonctionne. En fait, si l'avion est en feu, les masques ne se déploieront généralement pas, afin de ne pas aggraver l'incendie avec l'oxygène supplémentaire.

Cela nous amène à la question de savoir pourquoi le sac en plastique de l'appareil respiratoire ne se gonfle pas nécessairement lorsque vous l'utilisez. Plus que de simples cosmétiques, les sacs servent en quelque sorte de réservoir d’oxygène.Si vous ne respirez pas du tout (et que votre masque est bien scellé contre votre visage), le sac empêche le précieux oxygène qui coule en permanence de s'échapper dans l'air mince qui vous entoure, permettant ainsi à une plus grande quantité d'oxygène collecté pris lorsque vous prenez une respiration. Lorsque cela se produit ou que vous expirez avec les valves du masque libérant une grande partie de l'air utilisé, le sac peut commencer à se gonfler à mesure que l'oxygène s'accumule. Lorsque vous inspirez, il se dégonfle.

Alors pourquoi ne pas se gonfler toujours au moins un peu pour montrer son efficacité? Pour commencer, il est possible que le masque ne soit pas parfaitement scellé, surtout si vous avez les poils du visage. Cela permettra à tout oxygène produit (et à l'air expiré) de s'échapper plus facilement. (Tant que le masque est raisonnablement bien fixé sur votre visage, il devrait vous fournir suffisamment d'oxygène pour la subsistance, à condition que l'avion ne vole pas au-dessus de 40 000 pieds et que le pilote fasse son travail et descend l'avion. moins de 10 000 pieds aussi rapidement que possible.)

Même si vous avez une bonne étanchéité, cependant, la vitesse à laquelle l’oxygène est généré n’est souvent pas suffisante pour gonfler complètement le sac du masque avant que vous ne preniez une profonde respiration, potentiellement paniquée, pour le dégonfler. C’est tout simplement parce que la génération d’oxygène n’est pas demandée (de toute façon pour les passagers), mais simplement une production d’oxygène à flux continu.

Malgré la lenteur potentielle de la production, les générateurs chimiques d’oxygène fournissent de l’oxygène à un débit suffisant pour supporter les passagers, généralement conçu de manière à ce que la production maximale d’oxygène se produise immédiatement (lorsque l’avion peut être à très haute altitude), le taux de production d’oxygène diminuant environ 12 à 20 minutes avant que le système ne s’éteigne.

Cela devrait être suffisamment long pour que les pilotes puissent obtenir un avion suffisamment bas pour que la pression atmosphérique soit suffisamment élevée pour permettre une respiration atmosphérique (relativement) normale. Et si vous avez déjà été chanceux assez pour être dans ce genre de situation, vous savez que ces pilotes peuvent faire passer l’appareil à des altitudes de plus de 35 000 pieds à des niveaux atmosphériques plus sûrs avec une rapidité alarmante en cas d’urgence; bien que cela puisse ne pas être littéralement vrai, il peut au moins sembler comme les montagnes russes n'ont rien sur eux, ce qui est une bonne chose dans ce cas.

Fait Bonus:

  • En raison de la façon dont le système fonctionne pour pressuriser la cabine de l'avion et maintenir un apport d'air frais constant, le taux d'humidité est extrêmement bas, ce qui permet de se déshydrater très rapidement en vol. Surtout pour les longs vols, il est essentiel de boire beaucoup de liquide. Ce niveau d'humidité extrêmement bas, combiné à la faible pression dans la cabine, réduit également de 30% les sensations de goût et d'odeur. C'est pourquoi les aliments pour avion ont généralement un goût si fade. Pour tenter de compenser quelque peu cela, de nombreuses compagnies aériennes s’assurent que leur nourriture est beaucoup plus aromatisée ou épicée que ce que vous auriez normalement trouvé appétissant.

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