Почему на высоте 10 км минус 50. Какой процентный состав воздуха на больших высотах. Разгерметизация - мгновенная смерть

Еще до недавнего времени считали, что в атмосфере, прилегающей к поверхности земли, преобладают более тяжелые газы, а вдали от нее - более легкие.

Многочисленные исследования, проведенные за последние годы, не подтвердили этого предположения. Не подтвердилось оно также и анализом проб воздуха, взятого на высоте 70 километров при помощи специальных ракет.

Результаты анализа этих проб и другие исследования показали, что состав воздуха в отдаленных от земли слоях атмосферы почти не меняется и процентное содержание кислорода в нем такое же, как и у поверхности земли.

Так как барометрическое давление воздуха по мере удаления от земли падает, то падает и давление каждой составной части воздуха в отдельности, то есть падает парциальное давление кислорода, азота и других газов, входящих в состав воздуха.

Парциальное давление кислорода на высоте 10 километров почти в 4 раза меньше, чем у поверхности земли, и составляет только 45 миллиметров ртутного столба вместо 150 на уровне моря.

Скорость проникновения кислорода к кровеносным сосудам путем диффузии определяется не процентным его содержанием в воздухе, а парциальным давлением. Вот почему, несмотря на то что содержание кислорода в воздухе на больших высотах составляет 21 процент, количество его по мере удаления от земли становится все меньше и меньше и дыхание у людей затрудняется. На высоте около 5 тысяч метров, где парциальное давление кислорода падает до 105 миллиметров ртутного столба, у человека уже появляются тяжесть в голове, сонливость, тошнота, а иногда и потеря сознания. Такое состояние характерно при кислородном голодании, которое вызывается пониженным содержанием кислорода в воздухе по сравнению с обычным его содержанием на уровне моря.

Снижение парциального давления кислорода до 50-70 миллиметров ртутного столба вызывает смерть.

При полете на большой высоте летчик надевает кислородную маску.

Вот почему без искусственного добавления кислорода к воздуху, который вдыхают летчики при высотных полетах, было бы невозможно достичь современного потолка полета.

На высоте 4,5-5 тысяч метров летчикам приходится пользоваться дыхательными масками, в которые из баллончика к вдыхаемому воздуху добавляется немного кислорода. По мере увеличения высоты полета количество кислорода, добавляемого в маску, увеличивается. Это обеспечивает нормальное дыхание экипажу самолета.

Водолазы при работе под водой также применяют кислород для дыхания. В атмосфере удушливых газов пожарники пользуются кислородными масками, в которые воздух из окружающей среды совершенно не попадает.

Главными потребителями кислорода в природе являются животный и растительный мир. Но растения и животные потребляют кислород только для дыхания, человек же использует его и для удовлетворения своих бытовых потребностей и в промышленности.

Полезные советы

В свете регулярных жутких новостей, касающихся авиакатастроф, люди, не имеющие отношения к авиаперевозкам, невольно задумываются о безопасности перелетов . Возникают вопросы, ответы на которые нигде не найти.

Для чего нужна кислородная маска? Что опаснее - взлет или посадка? Для Вас отвечает профессиональный пилот со стажем, руководитель летной и технической подготовки капитан Дейв Томас (Dave Thomas), работающий в компании British Airways.

Безопасность полетов

У миллионов пассажиров по всему миру мысль о полете вызывает страх. А в некоторых крайних случаях это чувство и вовсе заставляет отказаться от путешествий. Обоснованы ли эти страхи? Давайте разберемся.

Сейчас перелеты безопаснее, чем 10-20 лет назад?

Полеты на современных реактивных самолетах в настоящее время имеют высокую степень безопасности.

По статистике с 2009 года на 1 млн. полетов несчастных случаев стало в 4 раза меньше. Вся система полетов в первую очередь ориентируется на повышение безопасности авиаперевозок.

Каков риск, что самолет разобьется?

Шансы, что самолет, на котором Вы путешествуете, разобьется, мизерные. Гораздо больше шансов разбиться на автомобиле, доставляющем Вас в аэропорт.

Статистика Международной ассоциации воздушного транспорта показывает, что количество несчастных случаев в мировой авиации постоянно падает из года в год.

Следует отметить, что авиакомпании не почивают на лаврах и неустанно работают для организации максимально безопасных полетов.

Опасна ли зона турбулентности?

Это, может быть, главное, что беспокоит нервных путешественников, которые приходят в ужас от небольшой тряски и объявления о пристегивании ремня безопасности. Но на самом деле не о чем беспокоиться.

В зоне турбулентности пассажиры чувствуют дискомфорт, но это не опасно. Тем не менее, всегда лучше следовать советам по безопасности и пристегнуть ремень, чтобы избежать потенциальных незначительных травм.

Капитан воздушного корабля должен консультировать пассажиров при любой турбулентности в качестве дополнительной меры безопасности.

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10 км?

Эта высота является своего рода компромиссом между эффективностью двигателя и аэродинамикой для реактивных самолетов.

Современные газовые турбины двигателей работают более эффективно на высоте около 10 км, в отличие от турбовинтовых самолетов (смесь газовой турбины и винта), которым нужна высота ниже (6-8 км).

Что рискованней - взлет или посадка?

Как взлет, так и посадка – маневры, требующие от пилота высокого уровня мастерства. Поэтому специальные государственные организации (и в первую очередь сами авиакомпании) очень строго подбирают персонал и обучают пилотов на современных тренажерах, что помогает им максимально отточить навыки управления воздушным судном.

Для маневров на некоторых аэропортах, а также во время неблагоприятных погодных условий необходимы дополнительные навыки и процедуры. Но благодаря современным тренажерам обучение пилотов становится намного эффективнее, чем это было раньше.

Почему в самолетах нет парашютов?

Пилотов учат приземляться в случае неисправностей. Это намного безопаснее и практичнее. К тому же грамотно организовать аварийную высадку пассажиров посредством парашютов крайне тяжело (даже невозможно).

Почему гражданские самолеты не летают над военными зонами?

Авиакомпании тесно сотрудничают с государственными (и не только) органами безопасности, чтобы гражданские самолеты не летали над опасными боевыми зонами.

Именно такой случай был с Malaysian Airlines (борт MH17) в июле прошлого года, когда погибло 298 человек. Авиакомпания позволяла летать своим самолетам в зоне боевых действий, недооценив риски в конфликтной зоне.

Местные авиационные власти делают оценку и рекомендации, которые затем передают в NOTAM (извещение для пилотов). А авиакомпании в свою очередь выбирают, как поступать.

Безопасность в самолете

Куда спускается вода в туалете самолета?

Что такое черный ящик?

Черный ящик на самом деле оранжевого цвета. В нем содержится записывающее устройство, на котором сохраняются все разговоры пилотов.

В современных самолетах также есть и так называемые QARs или Quick - рекордеры, которые записывают даже больше информации, чем это обычно нужно.

Почему во время посадки объявляют, чтобы пассажиры закрывали шторки окон?

Это делается для того, чтобы человек не был ослеплен и привык к большему количеству света за бортом самолета.

Объявление о закрытии шторок окон носит исключительно рекомендательный характер и обеспечивает комфорт пассажиров.

Для чего выпадают кислородные маски?

Кислородные маски в самолетах – это достаточно умный механизм , который определяет необходимость в маске путем мониторинга давления внутри самолета. Кислородные маски могут автоматически развертываться. Также есть отдельная кнопка на борту, которая делает то же самое.

Как часто у пилотов проверяются знания?

Профессиональные пилоты - это одна из самых высокооплачиваемых профессий, а потому требует регулярной переаттестации.

Все пилоты в течение двух дней проверяются на специальном тренажере каждые шесть месяцев. Их также тестируют в "живом" полете один раз в год.

Учебный курс управления новым типом самолета может занять от трех недель до трех месяцев, в зависимости от того, летал ли прежде пилот на подобных воздушных судах или нет. Для любой авиакомпании очень важна репутация, поэтому безопасность полетов является всегда главным приоритетом.

Какое место в самолете является наиболее безопасным?

Все пассажирские сидения имеют очень высокие стандарты безопасности. К тому же авиалайнеры по статистике - это самый безопасный вид транспорта в мире.

Куда же целиться? Мэги грохнулся на каменный вокзальный пол, но его падение затормозилось, когда он за момент до этого пробил стеклянную кровлю. Больно, зато спасительно. Сгодится и стог сена. Некоторые счастливчики остались живы, угодив в густой кустарник. Лесная чаща — тоже неплохо, хотя можно напороться на какой-нибудь сук. Снег? Просто идеально. Болото? Мягкая, покрытая растительностью трясина — самый желанный вариант. Хамильтон рассказывает о случае, когда скайдайвер с нераскрывшимся парашютом угодил прямо на высоковольтные провода. Провода спружинили и подбросили его вверх, сохранив ему жизнь. Самая опасная поверхность — вода. Как и бетон, она практически несжимаема. Результат падения на океанскую гладь будет примерно таким же, как на тротуар. Разница только в том, что асфальт- увы! — не раскроется под вами, чтобы навсегда поглотить разбитое тело.

Не упуская из виду намеченную цель, займитесь положением вашего тела. Чтобы снизить скорость падения, действуйте, как парашютист при затяжном прыжке. Раскиньте пошире ноги и руки, запрокиньте повыше голову, расправьте плечи, и вы сами собой развернетесь грудью к земле. Ваше лобовое сопротивление сразу вырастет, и появятся возможности для маневра. Главное — не расслабляйтесь. В вашем, откровенно скажем, затруднительном положении вопрос, как подготовиться к встрече с землей, остается, к сожалению, до конца не решенным. В журнале War Medicine от 1942 года была опубликована статья на эту тему. В ней говорилось: «В попытке избежать травм большую роль играет распределение нагрузок и их компенсация». Отсюда рекомендация — падать нужно плашмя. С другой стороны, доклад 1963 года, опубликованный Федеральным агентством авиации (FAA), утверждает, что оптимальной для сохранения жизни будет классическая группировка, принятая среди скайдайверов: ноги вместе, колени повыше, голени прижаты к бедрам. В том же источнике отмечено, что выживанию при катастрофе весьма способствует натренированность в таких видах спорта, как борьба или акробатика. При падении на твердые поверхности особенно полезно было бы иметь некоторые навыки в восточных единоборствах.

Японский скайдайвер Ясухиро Кубо тренируется так: выбрасывает из самолета свой парашют, а затем выпрыгивает сам. Затягивая процесс до предела, он догоняет свое снаряжение, надевает и после этого дергает за кольцо. В 2000 году Кубо выпрыгнул на высоте 3 км и провел в свободном падении 50 секунд, пока не догнал ранец со своим парашютом. Все эти полезные навыки можно отрабатывать и в более безопасной обстановке, например в тренажерах свободного падения — вертикальных аэродинамических трубах. Впрочем, тренажеры не позволят вам отработать самый ответственный этап — встречу с землей.

Если вас ждет внизу водная поверхность, готовьтесь к быстрым и решительным действиям. По оставшимся в живых любителям прыгать с высоких мостов можно сделать вывод, что оптимальным был бы вход в воду «солдатиком», то есть ногами вперед. Тогда у вас будут хоть какие-то шансы выбраться на поверхность живым.

С другой стороны, знаменитые ныряльщики со скал, оттачивающие свое мастерство неподалеку от Акапулько, считают, что лучше входить в воду головой вперед. При этом руки со сплетенными пальцами они выставляют перед головой, защищая ее от удара. Вы можете выбрать любую из этих поз, но постарайтесь до самой последней секунды сохранять парашютирующую позицию. Затем, над самой водой, если вы предпочтете нырнуть «солдатиком», настоятельно рекомендуем вам изо всех сил напрячь ягодицы. Объяснять, почему, было бы не слишком прилично, но вы наверняка и сами догадаетесь.

Какая бы поверхность вас внизу ни ждала, ни в коем случае не приземляйтесь на голову. Исследователи из Института безопасности дорожного движения пришли к выводу, что в подобных ситуациях основной причиной смерти оказывается черепно-мозговая травма. Если вас все равно несет головой вперед, лучше уж приземляйтесь на лицо. Это безопаснее, чем удар затылком или верхней частью черепа.

07:02:19 Высота 300 метров

Если, выпав из самолета, вы занялись чтением этой статьи, то к настоящему моменту дошли как раз до этих строк. Начальный курс у вас уже есть, и теперь пора взять себя в руки и сосредоточиться на стоящей перед вами задаче. Впрочем, вот еще кое-какая дополнительная информация.

Статистика показывает, что в случае катастрофы выгоднее оказаться членом экипажа или ребенком, и если есть выбор, лучше терпеть крушение на военном самолете. За последние 40 лет зафиксировано по крайней мере 12 авиакатастроф, когда в живых оставался только один человек. В этом списке четверо были членами экипажа, а семь — пассажирами в возрасте до 18 лет. Среди спасшихся Мохаммед эль-Фатех Осман, двухлетний ребенок, который пережил крушение «боинга» в Судане в 2003 году, приземлившись среди его обломков. В прошлом июне, когда неподалеку от Коморских островов потерпел крушение лайнер Yemenia Airways, в живых осталась только 14-летняя Бахия Бакари.

Выживание членов экипажа можно связать с более надежными системами пассивной безопасности, а вот почему чаще в живых остаются дети — пока не ясно. В исследованиях FAA отмечается, что у детей, особенно в возрасте до четырех лет, более гибкие кости, мышцы более расслаблены и более высокий процент подкожного жира, эффективно защищающего внутренние органы. Люди маленького роста — если их голова не высовывается из-за спинок самолетных кресел — хорошо защищены от летящих обломков. При небольшом весе тела ниже будет и устоявшаяся скорость падения, а меньшее лобовое сечение снижает шанс напороться при приземлении на какой-нибудь острый предмет.

07:02:25 Высота 0 метров

Итак, приехали. Удар. Вы все еще живы? И каковы ваши действия? Если вы отделались мелкими травмами, можете встать и закурить, как поступил британец Николас Алкемейд, бортстрелок хвостового пулемета, который в 1944 году после падения с шестикилометровой высоты приземлился в заснеженную чащобу. Если же без шуток, то впереди вас ждет еще немало хлопот.

Вспомним случай с Юлианой Копке. В 1971 году в канун Рождества она летела на самолете Lockheed Electra. Лайнер взорвался где-то над Амазонкой. 17-летняя немка пришла в себя на следующее утро под пологом джунглей. Она была пристегнута к своему сиденью, а вокруг валялись груды рождественских подарков. Раненная, в полном одиночестве, она заставила себя не думать о погибшей матери. Вместо этого она сосредоточилась на совете отца-биолога: «Потерявшись в джунглях, ты выйдешь к людям, следуя за течением воды». Копке шла вдоль лесных ручейков, которые постепенно сливались в речки. Она обходила крокодилов и колотила по мелководью палкой, чтобы распугать скатов. Где-то, споткнувшись, потеряла туфлю, из одежды на ней осталась только рваная мини-юбка. Из еды при ней был только пакет конфет, а пить приходилось темную, грязную воду. Она не обращала внимания на сломанную ключицу и на воспалившиеся открытые раны.

С подъемом на высоту атмосферный воздух разрежается, а скорость его движения резко увеличивается. Температура воздуха в пределах тропосферы (до 5-18 км) снижается в среднем на 0,65° на каждые 100 м подъема на высоту. На высоте 10 км от поверхности земли температура воздуха достигает -55°, а на высоте 30 км -92°. С высоты 5 км воздух практически не содержит водяных паров. Сухой воздух с низкой температурой обладает большой охлаждающей способностью й требует хорошей теплозащиты человека.

Подъем на высоту до 3500 м (давление 493 мм рт. ст.) переносится большинством людей удовлетворительно при усилении деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем. ВыШе 4000 м у большинства здоровых людей наступает кислородная недостаточность (гипоксия)^ которая по мере ее углубления проявляется рядом расстройств, объединенных под общим названием «высотной» болезни.

Самолеты снабжены герметизированными кабинами, в которых поддерживаются температура, влажность и давление воздуха на заданном уровне.

При длительных полетах на высоте давление воздуха в герметизированных кабинах поддерживается искусственно на уровне 634 мм рт. ст., что соответствует давлению в открытой атмосфере на высоте 1500 м.

Аварийная разгерметизация кабины самолета на больших высотах может привести к декомпрессионной„болезни, которая является следствием выделения газов (в основном азота) из тканей и жидкостей организма при быстром понижении барометрического давления. Она проявляется болью вокруг суставов, зудом, тошнотой, рвотой. Может наступить обморочное состояние. К другим деком-прессионным расстройствам относятся воспаление среднего уха (аэроотит), воспаление лобной и других пазух и расширение газов в кишечнике (высотный метеоризм).

Защита летчика от влияния внезапного понижения давления при разгерметизации кабины осуществляется подачей кислорода через кислородный прибор в течение всего полета и применением гермошлема или высотного скафандра (рис. 146).

Изменение скорости или направления полета (ускорение 1) вызывает механические напряжения в теле человека, которые называются перегрузками. Чем больше и длительнее перегрузка, тем большее напряжение испытывает тело. Перегрузки являются причиной механического смещения подвижных частей организма (главным образом крови). Если внешняя сила, являющаяся причиной ускорения, действует в направлении от ног к голове, принято говорить о положительном ускорении (катапультирование, петля Нестерова). Действие силы в обратном направлении (от головы к ногам) вызывает отрицательное ускорение (штопор). Ускорение, направ-

Отправляясь в путешествие на самолете, оставив позади не самый комфортный момент взлета, пассажир за считанные минуты оказывается в заоблачных высотах. При чистом небе через окно самолета можно видеть проплывающие далеко внизу кусочки земли, в пасмурную же погоду самолет оказывается выше туч, которые тоже проплывают где-то под ним.

На какой же высоте летают пассажирские самолеты? После взлета часто объявляют, что борт находится на высоте в 10 км. У любознательного человека наверняка возникает вопрос – почему полеты выполняются именно на такой высоте, чем она лучше других?

На какую высоту поднимаются самолеты?

10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса. Пилот же обязан слушать все руководства диспетчера и в точности выполнять их. В противном случае возникает риск столкновения с другими бортами – такое крайне редко, но случается.

: самолеты могут подниматься на высоту более 37 километров. Но речь идет не о гражданских бортах, а об истребителях-перехватчиках. У них совершенно другие технические показатели.

Высота и показатели воздуха

Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.

Материалы по теме:

Почему закладывает уши в самолете?

Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий.

Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца. Каждый человек замечал, что в воде не удается быть таким быстрым и ловким, как на суше. Это происходит по причине более высокой плотности водной среды по сравнению с воздушной.

Материалы по теме:

Почему окна самолета круглые?

Подобная же разница, не столь выраженная для человека, но весьма ощутимая для самолета, который движется со скоростью в несколько сотен километров в час, наблюдается и между воздушными массами на разной высоте. Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.

Материалы по теме:

Как самолеты садятся в сильный туман и дождь?

Оптимальные показатели высоты

Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.

Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным. Пилоты гражданских рейсов отвечают за жизни сотен людей, находящихся на борту, им нет никакого смысла рисковать, это было бы безответственно. Потому они придерживаются задаваемых им пределов, а диспетчер стремится провести каждый из самолетов наиболее безопасным и рациональным для него путем.

Материалы по теме:

Почему у пассажирских самолетов два или четыре двигателя?

Таким образом, высота в 10 км оптимальна для гражданских самолетов по причине плотности воздуха и других показателей окружающей среды, характерных для таких высот. Это наиболее рациональная, экономичная, безопасная, удобная высота, в рамках которой проходит весь основной путь самолета, исключая моменты его взлета и посадки, либо нештатные ситуации, связанные со встречными рейсами в коридоре, погодными условиями, другими обстоятельствами, когда пилоты оказываются вынужденными лететь выше или ниже.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

• Почему перед дождем ласточки…