Характеристики повітря в салонах літаків схожі з параметрами внутрішнього повітря будинків і офісних будівель.
Сучасні літаки обладнані системою контролю внутрішнього середовища (Environmental Control System - ECS), що забезпечує безпечний, комфортний і незагрозливою здоров'ю політ як для пасажирів, так і для екіпажу.
У цій системі зовнішнє повітря забирається силовий системою літака, змішується з відфільтрованим внутрішнім повітрям і подається в салон.
Система ECS призначена для зниження концентрації в повітрі забруднюючих речовин, які можуть проникнути в салон, а також для регулювання температури, тиску, вологості і вентиляції салону літака.
Системи контролю внутрішнього середовища і якості внутрішнього повітря в літаках
Внутрішнє середовище в сучасних літаках володіє фізичними характеристиками, які не дозволяють людям перебувати в такому середовищі без будь-якого захисту. Тому в сучасних літаках використовуються досить складні системи ECS.
Ці системи призначені для задоволення фізіологічних потреб людей в будь-яких умовах польоту і для надання їм певного рівня комфорту під час польоту.
Конструкція системи вентиляції салону заснована на подачі вентиляційного повітря в кожен ряд крісел і на зборі і видаленні відпрацьованого повітря з простору того ж ряду. Такий підхід знижує ризик поширення інфекцій по всьому салону літака.
Перші реактивні літаки не мали системи рециркуляції повітря в салоні. Основною причиною цього було те, що двигуни цих літаків мали низький ККД, і все повітря, що всмоктується двигуном, використовувався для створення сили тяги.
Удосконалення технології виробництва двигунів привело до створення двигунів нового типу - так званих турбовентиляторних двигунів.
У літаках почали використовувати системи рециркуляції, які застосовують високоефективні фільтри і дозволяють знизити частку відведеного повітря.
Фактори, що впливають на якість внутрішнього повітря в літаках
• концентрація забруднюючих речовин в повітрі.
Раптова зміна рівня одного або декількох з цих факторів або взаємодія між ними можуть викликати погіршення якості внутрішнього повітря і, отже, можуть негативно впливати на здоров'я пасажирів і екіпажу.
Так як на великій висоті щільність повітря дуже мала, що діє на літак сила опору також мала. Ця обставина робить ефективним політ на великих висотах.
З цієї причини для забезпечення безпеки екіпажу та пасажирів салони майже всіх комерційних літаків герметизовані. Чинний стандарт герметизації салонів літаків визначено в розділі 25.841 Федеральних авіаційних приписів (FAR) Федерального авіаційного агентства (FAA).
Згідно з цим стандартом, тиск в салоні при нормальних робочих умовах не повинно бути вище тиску на висоті 2 450 м. Якщо навіть тиск в салоні підтримується на постійному рівні, відповідному 2 450 м, це тиск нижче тиску на рівні моря. Таке низький тиск може негативним чином позначатися на фізіології пасажирів. Знижений тиск викликає розширення бульбашок повітря, що знаходяться в клітинах тіла людини, що може бути причиною поганого самопочуття, а у людей з підвищеною чутливістю це може викликати більш серйозні загрози здоров'ю.
Температура в салоні в більшій мірі впливає на комфорт летять в літаку людей. Однак разом з іншими фізичними та біологічними факторами вона може чинити негативний вплив і на здоров'я, т. К. Впливає на інтенсивність втрати рідини пасажирами і членами екіпажу.
Крім того, вологість, яка безпосередньо пов'язана з температурою, також впливає на тепловий комфорт.
Температура також впливає на сприйняття якості повітря. При зростанні температури повітря в приміщенні відчувається знаходяться там людьми як більш забруднений. Крім цього, температура істотно впливає на інтенсивність виділення летких органічних сполук (Volative Organic Compounds - VOC), джерелами яких є тіло людини і матеріали салону. Отже, концентрація забруднюючих речовин в повітрі салону буде також зростати.
Відносна вологість повітря салону має дві важливі характеристики, що стосуються якості повітря: комфорт пасажирів і вплив на конструкцію літака і на безпеку польоту.
Висока відносна вологість (вище 70%), особливо при високій температурі, створює дискомфортно середу для пасажирів. У такій ситуації в салоні випадає конденсат, і краплі води можуть викликати корозію, яка може становити небезпеку для конструкції літака. Крім того, деякі небезпечні для людини біологічні організми можуть розмножуватися в умовах підвищеної вологості.
Вдосконалені системи ECS сучасних літаків осушують забортний повітря за допомогою отделителей вологи.
Таким чином, основними джерелами вологості в салоні є дихання пасажирів і випаровування з поверхні людського тіла. Змішуванням зовнішнього і рециркуляційного повітря з салону досягається відносна вологість близько 10-20%. Ці значення нижче показників, що задаються стандартами комфорту ASHRAE *.
* ASHRAE - Американське товариство інженерів з опалення, охолодження та кондиціювання повітря.
Забруднюючі речовини в повітрі салону літака
Забруднення внутрішнього повітря усувається вентиляційним забортним повітрям. Після того як забруднюючі речовини внутрішнього повітря розбавляються вентиляційним повітрям, внутрішнє повітря подається в салон. Витрата зовнішнього повітря є важливим фактором ступеня забрудненості повітря в салоні. Приписи FAR 25 встановлюють, що мінімальна кількість забирається свіжого повітря на одну людину становить 12,5 м 3 / ч.
Основними джерелами забруднення внутрішнього повітря є дихання пасажирів, запахи їжі, туалет і т. Д. Або джерела, що знаходяться поза салону.
Для очищення рециркуляційного повітря від патогенних і небезпечних частинок дуже важлива ефективність фільтрації застосовуваних фільтрів. У вентиляційних системах літаків застосовуються HEPA-фільтри **.
Такі фільтри здатні затримувати віруси і бактерійні структури, вони характеризуються середньою ефективністю 94-99,97%. Однак для ефективної роботи ці фільтри повинні регулярно перевірятися.
** HEPA-фільтри - високоефективні повітряні фільтри твердих частинок (НЕРА filter - High Efficiency Particulate Air Filter)
Забруднення від зовнішніх джерел
Вентиляційне повітря, що подається в салон, забирається ззовні. Тому забруднюючі речовини, що знаходяться в зовнішньому повітрі, можуть проникнути в пасажирський салон.
Більшість аеропортів розташоване поблизу великих міст, для яких характерні значні проблеми, пов'язані із забрудненням повітря.
Крім того, ще одним джерелом забруднення є системи виведення відпрацьованого повітря в аеропортах. Після посадки літака вихлопні гази і пари протиобмерзних хімічних речовин, які проникають через відкриті двері, можуть створити серйозну загрозу здоров'ю.
Основне забруднення зовнішнього повітря відбувається на дуже низькому рівні.
На висоті польоту основних забруднюючих речовиною є озон (О3). Атмосферне озон утворюється в результаті перетворення атмосферного кисню під дією ультрафіолетового випромінювання сонця.
Стандарти, що стосуються цього питання, визначені FAA (FAR 25.832 і FAR 121.578). Озон може служити причиною проблем з диханням, він загострює астматичні прояви і негативно впливає на імунну систему організму людини.
Внутрішні джерела забруднень
У внутрішньому повітрі салону можуть перебувати віруси, бактеріальні організми та інші мікроорганізми, які виділяються членами екіпажу та пасажирами. Джерелами цього типу забруднення можуть бути одяг, дихання і випаровування з поверхні шкіри. Пасажири і члени екіпажу є джерелами різних бактерій, вірусів і алергенів.
Крім того, найбільш важливим джерелом забруднення є вуглекислий газ, який є побічним продуктом дихання. Чохли сидінь і килимки на підлозі можуть містити пил, мікроорганізми і алергени, тому вони також можуть бути джерелами забруднення внутрішнього повітря.
У перервах між польотами салони чистяться. Під час процесу чищення застосовуються різні чистячі і миючі засоби і розчинники. Ці засоби для чищення при випаровуванні створюють забруднення на поверхнях і у внутрішньому повітрі.
Для захисту літака від комах та інших організмів використовуються різні пестициди. У багатьох країнах є обов'язковою процедура знищення комах в літаках, які прилетіли з країн, в яких поширена малярія і трапляються епідемії жовтухи.
Хімічні речовини, що використовуються в ході такої процедури, при неправильному їх застосуванні можуть становити небезпеку для здоров'я.
Проблеми, які можуть бути викликані поганою якістю повітря в салоні літака
Гіпоксія - це ослаблення функцій організму людини, викликане нестачею кисню в клітинах крові і тканинах.
Нестача кисню може викликатися декількома причинами, але основною з них є зниження парціального тиску кисню в легенях, що є результатом зменшення тиску кисню в навколишньому середовищі. Гіпоксія може виявлятися по певним симптомів, але іноді будь-які симптоми можуть бути відсутні. Якщо гіпоксія розвивається без симптомів, це є найгіршим випадком для пасажирів, т. К. Вони не знають про зниження функцій свого організму.
При цьому можуть спостерігатися такі явища: уповільнення мислення і невірні обчислення, ослаблення пам'яті, уповільнена реакція, прискорене дихання і ціаноз, ослаблення сприйняття, погіршення координації м'язової активності, втрата свідомості.
Тромбоз глибоких вен
Тромбоз глибоких вен - це згусток крові в глибоких венах ніг, хоча він може виникнути і в інших частинах тіла.
Небезпека полягає в тому, що частина цього згустку може відірватися (емболія) і почати переміщатися по кровоносних судинах легенів, де вона може застрягти і заблокувати одну з легеневих артерій. Це називається легеневої тромбоемболією. Результатом цього можуть бути зниження рівня кисню в крові, помилки в обчисленнях, занепад сил і смерть.
Дослідження показали, що ця хвороба виникає при тривалих перельотах, і особливо у літніх пасажирів. При польотах на великі відстані симптоми цієї хвороби проявляються або в перші години польоту, відразу після зльоту, або через кілька днів після польоту, в середньому через чотири дні. Тромбоз в основному залежить від таких факторів, як недолік руху, спазми, сидяча поза, зневоднення і тиск в салоні.
Іноді при тривалих польотах деякі люди скаржаться, що пасажири і члени екіпажу заразили їх інфекційною хворобою.
Багато пасажирів побоюються заразитися від сусідів або через вдихання рециркуляційного повітря в салоні.
Ясно, що при тривалих перельотах за кордон є підвищений ризик заразитися вірусами і патогенними організмами.
Основними джерелами інфекції в салоні є: забруднені вода і їжа, туалети, безпосередні контакти і / або виділення тіла, комахи і збудники хвороб, що поширюються від людини до людини по повітрю.
У салонах літаків виробляється змішування використаного і вентиляційного повітря в пропорції 50 на 50%.
Якщо фільтри, які повинні ефективно видаляти з повітря салону віруси і бактерії, працюють неефективно або не наражати на регулярному технічному обслуговуванню, ризик погіршення якості внутрішнього повітря підвищується. Проводячи регулярну перевірку фільтрів, необхідно упевнитися в тому, що в повітрі салону відсутні мікроорганізми.
Ймовірно, температура повітря може впливати на здоров'я людей і якість повітря і непрямим чином:
• Так як при високій температурі люди зазвичай знижують активність, при зростанні температури повітря салону збільшується ризик тромбозу глибоких вен.
• Поєднання високої температури і вологості може підвищити життєстійкість поширюються по повітрю патогенних організмів і негативно позначитися на імунній системі організму, протидіє хворобам.
У салонах багатьох літаків, в залежності від типу літака, вологість може змінюватися в межах від 15 до 19%. Хоча низька вологість не є «забруднюють речовиною» для повітря салону, вона є фактором, що впливає на самопочуття пасажирів і членів екіпажу.
Недостатня вологість може викликати сухість поверхні тіла (слизової оболонки і шкіри) і подразнення очей. Зневоднення слизової оболонки очей викликає сльозотечу і біль в очах.
Недостатня вологість може серйозно погіршити самопочуття людей, які страждають на астму, респіраторні захворювання та хворобами верхніх дихальних шляхів.
Порушення добового ритму організму, яке є звичайним явищем при тривалих польотах, викликається перетином за короткий час декількох годинних поясів. Збій біологічного ритму зазвичай проявляється наступним чином: втома, зниження уваги і ослаблення концентрації, ослаблення розумової діяльності, пам'яті, нудота і порушення травлення.
Джерело інформації: журнал «REHVA», T. H. Karakoc, F. Atmaca, S. Kaba, S. Toka, Школа цивільної авіації Анатолійського університету;
B. Isiki, доцент Медичного наукового центру громадської охорони здоров'я при Османській університеті
Переклад з англійської Л. І. Баранова.