ライラックの素敵な旅行と飛行機と

40代2児のパパである陸マイラー2年目の旅行記、飛行機ネタ、マイル備忘録ゆるゆるブログです。

【飛行機ネタ】機内における空気の話

お疲れ様です。 ライラックです。

 

今回の飛行機ネタは機内における空気の話をしようと思います。

ちょっと専門的になってしまうかもしれませんがご了承下さい。

なるべくわかりやすく書きますね(^_^;)

INDEX

 

 

みなさん飛行機乗ったことありますか?

飛行機乗ってる時、息が吸えて快適ですか?

でも,耳がツーンってなる人もいるんじゃないでしょうか?

喉がからからで空気が乾燥しているのを感じる人もいるんじゃないでしょうか?

飛行機内の環境ってどうやって作っているのでしょうか?

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飛行機って空(ソラ)を飛ぶ乗り物ですよね。←「そんな事あたり前じゃん!」

空(ソラ)ってどんなところなんでしょう?

飛行機(旅客機)の巡航飛行高度は約30000ft~約40000ftです。

メートルに直すと高度9144m~12192mで、

気温はマイナス50度前後、気圧0.2 酸素濃度20%(地上を100%として)

この環境において人間は普通に生活なんて出来ないのはお分かりになると思います。低体温症に加え低酸素症で確実に生命活動が停止してしまいます。

 

低体温症

低体温症は人間の直腸温が低下することによって起こる症状です。

30°以下になると低体温症の症状が現れ幻覚や錯乱から始まり昏睡・仮死状態になり20°以下になってしまうと生命活動停止です。

低酸素症

人間の脳及び各組織に十分な酸素が供給されずに代謝が不十分になることであり、最悪の状態だと生命活動停止になります

 

 しかし、飛行機中で人間は普通に呼吸はできるし快適な温度で過ごすことができます。

じゃあなぜ快適に過ごすことが出来るのか?

 

それはジェットエンジンがあるから!

それは空気を作り出せる装置が飛行機に装備されているからです。

その装置というのはジェットエンジンが関係しています。と言うよりはジェットエンジンそのもので空気を作り出しているといっても過言ではありません。

飛行機のジェットエンジンは簡単に言うと空気を吸って吐き出しているものです。吐き出す空気の流れは超超超強力な風力で飛行機を前へ前へ行こうとする力(推力)を生み出すところです。

 

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航空自衛隊 C-2輸送機のジェットエンジンです。ジェネラルエレクトリック社製で型式がCF-6と言います。B767と同じエンジンを使用しています。

 

エンジンの構造は簡単に言うと、空気が入ってくるとまずコンプレッサーというところで圧縮空気を作りだします。空気というのは圧縮させて高圧になると高温になるという特性が有ります。

この高温高圧の空気をブリードエアと言います

その高温高圧の空気は燃焼室に送られ燃料と混ざることで燃焼しさらに高温高圧のガスになりそのガスがタービンを回しエンジンの排気ダクトから高速になった空気の流れが飛行機の推力を生み出しています。

最近の飛行機はターボファンエンジンといってエンジンの最前方にあるファンが推力の大部分を担っています。

 

エンジンのどこで作られているの?

ではエンジンのどこで作られているのかというと、エンジンに取り入れられた空気は最初にコンプレッサー(圧縮機)で作られる高温高圧の空気なると言いましたが、この高温高圧の空気を分けてもらい利用しています。

エンジンから空気を分けてもらうということはエンジンにとっては推力の損失になります。したがって損失分は補わなければならないのでそれだけ多くの燃料が必要になり燃費のロスになります。

 

空気がどのようしてにエンジンから機内に流れるのか?

  • 高温高圧の空気をエンジンから分けてもらったら次に熱交換器(プリクーラー)へと送られ温度を下げます。
  • 次にエアサイクルマシーンというエアコンの本体と言ったらいいでしょうか、ここで熱交換器によって温度を下げられた空気を断熱膨張を利用してさらに温度と圧力を下げます。下げられた温度は0度近くまで落ちます。このシステムのことをエアサイクルシステムと言います。
  • 0度のまま機内に送り込んだらかなりの寒さになるので、再度エンジンのブリードエア(高温高圧の空気)を利用して最適な温度にして機内へ送っています。
  • 機内に送る前にウォーターセパレーターという除湿装置をつかって空気中の水分を減らします。
  • なぜ水分を減らすのかというと飛行機の大部分は金属で出来ているので腐食を防ぐ為です。
  • 結果、乾燥した空気(湿度一桁台%)が送り込まれるので喉がカラカラになってしまうんです
  • ヽ(;▽;)ノ

 

 以上で機内に送り込まれる最適な空気の流れでした。

 

与圧の方法

地上の気圧は1気圧、飛行機の巡航高度の気圧は0.2気圧なのですが、0.2気圧だと酸素量は地上に対して上空は約20%しかありません。

人間が快適に過ごせる気圧にして酸素量を増やすことを与圧と言います。

与圧の方法ってどういう仕組みなのかといいますと、それは上記で書きましたエアコンを使用します。

エアコンは空気を機内に送り込みます。飛行機の中は密封状態なのでドンドン空気を送ると機内の気圧は上昇します。気圧が上昇すると酸素量が増えて息が快適に吸えるようになります。

 

ただし、風船を思い浮かべてください。

風船は空気を入れ続けると「パン」って破裂しますよね。

これが機体にも起こってしまうわけなんですが、これを防いでくれる装置も当然備わっています。

それは「アウトフローバルブ」というのですが、機体後方下にある小さい窓のような穴があいてるようなところです。

このバルブを自動的に開け閉めして空気を機外に放出して機体と人間にとって最適な気圧を調整しています。

機内の気圧のことを英語で「CABIN PRESSURE」と言います。

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機内の気圧はどのくらい?

巡航高度12000mだと2000m~2500mの気圧に保つようにしています。

2000メートルの気圧だと0.78気圧なので酸素量は地上を100%とすると78%ということになります。

これなら快適に過ごせますね(^-^)

しかし海抜0mと2000mでは気圧差があるので耳が痛くなる人もいるかと思います。

耳が痛くなるのは鼓膜の外側と内側の気圧差で鼓膜が空気によって押し付けられるからです。

 

B787の登場で空調与圧システムが変わる!

ここまでが従来の飛行機の空調与圧システムです。

最新鋭のB787は空調システムが従来の飛行機とは異なっています。

B787はジェットエンジンから高温高圧のブリードエアを取り込みません。

 空調システム

ブリードエアの代わりに電気で動くモーターを使用しています。モーターで羽を回し空気を送っていて、要は家庭用エアコンみたいなものだと思っていただけるといいかと思います。

当然機内を与圧させないといけないので強力なモーターです。ただし電動モーターに供給する空気が必要なのですが、それは機外から取り入れます(ラムエアと言います)

 

従来の飛行機の機体の材質はアルミ金属ですが、B787は炭素繊維が多く使われていて金属よりも丈夫なのだそうです。材質が炭素繊維に変わったため腐食しにくくなり極度に除湿が必要ないため乾燥を防いでくれます。

お肌と喉にやさしい飛行機に仕上げてくれています。

 

 与圧システム

そして与圧(気圧)も高めることができ、高度約1800mに設定しています。従来より機内の高度を低くしているため耳が痛くなりにくく不快感が少なくなっています。

 

B787は燃費も向上

ジェットエンジンからブリードエアを分けてもらわないため、取り入れた空気をそのまま推力にできるのでロスがありません。なので燃料消費が少なくなり燃費が向上しています。

 

従来機では存在しないシステムをB787は有しています。これは空調与圧システムだけではなく他のシステムも同様に最新のシステムを採用しています。また今度記事にしたいと思います。

 

 

最後に

 皆様を快適に目的地まで運んでくれる飛行機の機内環境は色々な装置を使用しています。エンジンやモーターが頑張って働いてくれています。

しかし、もしなんらかの不具合が装置に起きた時、酸素マスクが上から落ちてきますので落ち着いてマスクをつけましょう!!

 

 

最後まで読んでいただきありがとうございました。