Полет самолетом – это быстрый, удобный, безопасный и безвредный способ путешествия. Однако среда в салоне самолета и некоторые факторы, связанные с перемещением на значительные расстояния, могут вызвать у пассажиров определенный дискомфорт.

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.

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).

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 и озона;

• 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.

Влажность воздуха в салоне

Обычно в салоне самолета очень сухой воздух - влажность составляет около 10-20% (комфортная влажность для человека больше 40%). Низкая влажность может вызвать сухость кожи и слизистых, дискомфорт в глазах, но риска для здоровья практически не представляет.

В то же время, если бы относительная влажность в салоне самолета поддерживалась на комфортном для человека уровне 60-80%, особенно при высокой температуре, это вызвало бы выпадение в салоне конденсата, что в свою очередь может вызывать коррозию, которая может представлять опасность для конструкции самолета. Кроме того, некоторые опасные для человека биологические организмы могут размножаться в условиях повышенной влажности.

Температура воздуха в салоне

Температура в салоне в значительной 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, источниками которых являются тело человека и материалы салона. Следовательно, концентрация загрязняющих веществ в воздухе салона будет также возрастать.

Давление в салоне

В современных самолетах салоны герметичны. 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 ниже давления на высоте 2 450 м. Так например, при полете на высоте 11-12 000 метров давление в кабине эквивалентно подъему на 1800-2400 м над уровнем моря. Такое давление хорошо переносится здоровыми людьми. Однако 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.

Содержание кислорода

Из-за понижения давления в кабине самолета, количество кислорода в крови пассажиров и экипажа также снижается. На фоне некоторых заболеваний такое снижение может привести к тяжелым последствиям. Особенно страдают люди с заболеваниями сердца и легких, с пониженным содержанием гемоглобина.

Содержание озона    

Озон – более активная форма обычного кислорода. Его содержание выше в верхних слоях атмосферы. Атмосферный озон образуется в результате преобразования атмосферного кислорода под действием ультрафиолетового излучения солнца. Озон может служить причиной проблем с дыханием, он обостряет астматические проявления и отрицательно воздействует на иммунную систему организма человека, может вызвать раздражение слизистых и глаз. В современных самолетах установлены специальные фильтры и катализаторы, превращающие озон в простой кислород.

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 фильтры, которые способны задерживать вирусы и бактериальные структуры, они характеризуются средней эффективностью 94–99,97%.

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.

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.

Другие факторы

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.

Измерительное оборудование

В данном разделе приведено краткое описание серий приборов, при помощи которых можно измерять и, при необходимости, регулировать качество внутреннего воздуха в самолетах.

Влажность воздуха и температура воздуха в салоне самолета

Для комплексного контроля температуры и относительной влажности воздуха наши специалисты рекомендуют использовать приборы серии ИВТМ-7. Разработан широкий спектр модификаций этих термогигрометров – от простых портативных приборов до сложных многоканальных комплексов. Простота в эксплуатации, высокая точность и широкие диапазоны измерения параметров микроклимата в сочетании с максимальным набором функций оценили множество конструкторских бюро и предприятий по проектированию летательных аппаратов и их систем жизнеобеспечения.

Давление

Контролировать давление на борту самолета позволяют приборы серии ИВТМ-7 и ИРТ-4. В портативном термогигрометре ИВТМ-7 М5 предусмотрена дополнительная индикация давления. Этот прибор служит для оперативной оценки ситуации.

 Стационарные двухканальные приборы ИРТ-4/2  позволяют с большой точностью измерять давление в салоне самолета, протоколировать полученные данные с последующей передачей их на компьютер в режиме реального времени.

Содержание кислорода, озона и других газов

Для измерения и регулирования концентрации кислорода и углекислого газа мы разработали газоанализаторы серии ПКГ-4-К (О₂) и ПКУ-4 (СО₂). Эти приборы могут иметь как портативное, так и стационарное исполнение (с бортовым питанием 12В или 24В). Газоанализаторы этих серий дают возможность не только определять концентрацию кислорода (ПКГ-4-К) и углекислого газа (ПКУ-4) одновременно в нескольких точках, но и регулировать ее при помощи исполнительных устройств. В приборах предусмотрено два порога сигнализации – «предупреждение» и «тревога» - оперативно информирующих бортового инженера о предельно низкой концентрации О₂.

Газоанализаторы серий ПКГ-4-К и ПКУ-4 успешно применяются при проверке работы систем контроля микроклимата на испытаниях летательных аппаратов.

Газоанализаторы серий Хоббит и ОКА позволяют контролировать концентрации отравляющих газов и вредных химических соединений в воздухе салона самолета.

Скорость воздуха

Для контроля интенсивности циркуляции воздуха в салоне используют портативные измерители скорости потока серии ТТМ-2.  Эти приборы с высокой точностью определяют скорость воздушного потока и протоколируют данные измерений в режиме реального времени.

Для регулирования скорости потока применяются стационарные приборы ТТМ-2, оснащенные коммутационными устройствами (блоками реле).

При составлении статьи использовалась информация:

“Качество внутреннего воздуха в самолетах”

T. H. Karakoc, F. Atmaca, S. Kaba, S. Toka, Школа гражданской авиации Анатолийского университета;

B. Isiki, доцент Медицинского научного центра общественного здравоохранения при Османском университете.

Опубликовано в журнале AВОК № 8/2005

Рубрика: Микроклимат в помещениях

Перевод с английского Л. И. Баранова.

Материал предоставлен журналом «REHVA».