高鵬舉

甲型H1N1流感病毒如今在全球都引發(fā)了恐慌。由于人們有了非典型性肺炎(SARS)的應(yīng)對經(jīng)驗，因此，當這次甲型H1N1流感病毒在全球傳播的時候，人類就能夠較為從容地應(yīng)對。但是，這場斗爭尚未勝利，仍然不可麻痹大意。我們可以發(fā)現(xiàn)，當某種傳染性疾病在全球爆發(fā)的時候，飛機當仁不讓地充當了傳播者的角色。飛機的出現(xiàn)為全球的某些物種(比如蒼蠅、蚊子，蟑螂等，也包括病毒)的全球遷徙和融合起到了加速作用。可是蒼蠅、蚊子、蟑螂等昆蟲通過飛機傳播到全球還不至引起公眾的恐慌，但類似非典型性肺炎也就是SARS病毒和甲型H1N1流感病毒這樣的微小物種通過飛機傳播給公眾帶來的恐慌可就巨大無比。因為這種危險是隱性的，無法估計它的威力和可能造成的損失，因此當全球爆發(fā)疫情的時候，民用航空客運業(yè)務(wù)首當其沖地遭到了沖擊甚至是毀滅性的打擊。國人還記得2003年的SARS疫情爆發(fā)的時候吧?中國民航幾乎遭到滅頂之災(zāi)，飛機大批停飛，原來很繁忙的樞紐機場變得冷冷清清。人們對機場都避而遠之，因為這里是最可能帶來災(zāi)難的地方。筆者當時還在白云機場工作，中國南方航空公司的波音777幾乎全部停止運營，很壯觀地排成一排。這也是筆者最完整的一次看到南航的波音777機隊，南航僅波音777機隊每天的損失就超過數(shù)百萬美金。

為什么一旦發(fā)生某種疫情時，人們對乘坐飛機是最沒有信心的呢?這主要是因為飛機的外觀看起來所有的窗戶都打不開，屬于典型的“悶罐”交通運輸工具而引起的誤會。人們現(xiàn)在接受的衛(wèi)生常識都普遍認為，當空氣不便于流通時，是最容易傳染疾病的，防治傳染性疾病的最有效的方式就是建造通風(fēng)環(huán)境?；谝陨系囊蛩?，當“悶罐”飛機上有一個病人，他感染了某種通過空氣傳染的疾病，那么搭乘同一飛機的旅客和機組成員就會全部遭殃，而能夠打開窗戶的汽車、火車和輪船反倒沒有這么危險。實際上，這是一個認識的誤區(qū)，雖然在某種疾病全球性傳播時飛機這種運輸工具起到了作為載體的重要作用，但飛機上的空氣并非是“不流通”的，相反飛機上的空氣更新效率是相當高的，甚至比一般手術(shù)室要求的空氣更新速度都高。因此，在飛機上發(fā)生一人得病全機遭殃的事情概率很低。

飛機空調(diào)系統(tǒng)的功能

既然飛機上的空氣更新效率很高，那么，是飛機上什么系統(tǒng)來完成這項工作的呢?答案就是一飛機的空調(diào)系統(tǒng)。讓我們先來了解一下飛機空調(diào)系統(tǒng)的功能，這樣對我們了解飛機客艙環(huán)境的衛(wèi)生情況很有好處。飛機內(nèi)流通的空氣幾乎全部來自于飛機空調(diào)系統(tǒng)，這是飛機機艙環(huán)境控制系統(tǒng)的一個主要部分。機艙的環(huán)境控制系統(tǒng)提供以下三個方面的功能：客艙增壓、溫度調(diào)節(jié)、設(shè)備冷卻。飛機機艙環(huán)境控制系統(tǒng)包含空調(diào)系統(tǒng)、增壓控制系統(tǒng)、設(shè)備冷卻系統(tǒng)和分配系統(tǒng)?，F(xiàn)代噴氣式客機一般都在平流層下部飛行，即使是近距離的支線飛行航線高度也在海拔5000米以上，但我們在乘坐飛機的時候很少感覺缺氧或者因為氣壓太低而難受，這就是客艙增壓的作用。飛機的空調(diào)向客艙提供了大量經(jīng)過調(diào)溫的新鮮空氣，這些空氣對整個機艙(包含駕駛艙、客艙、貨艙、機載設(shè)備艙)進行增壓和調(diào)溫，這樣實際飛機機艙的高度保持在海拔2500米以下甚至是海平面的高度，在自然環(huán)境中的這個高度上大部分人是不會感覺到異樣的。飛機空調(diào)調(diào)節(jié)客艙環(huán)境溫度和設(shè)備冷卻的功能大同小異，都是為了保證人員和設(shè)備對于生活環(huán)境或工作環(huán)境的要求。

飛機的空調(diào)和我們常見的家用空調(diào)和車載空調(diào)工作原理完全不同。前者采用開放循環(huán)條件，不停地將從氣源總管引出的干凈新鮮的壓縮空氣進行制冷，經(jīng)過除水調(diào)溫，最終的空調(diào)氣從機艙頂部進入客艙，而后流經(jīng)機身下部的機載設(shè)備艙和貨艙，最后經(jīng)機體尾部的外流活門排出機外。這樣的過程非常高效，不僅保證了對全部機艙的增壓和溫度控制，還使得客艙的空氣平均每2分鐘全部更新一次，而飛機駕駛艙因為是單獨供氣，它的空氣將實現(xiàn)每1分鐘更新一次，也就是說飛機客艙至少實現(xiàn)每小時換氣30次，而我國修訂后的《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》一文中，關(guān)于一般手術(shù)室的通風(fēng)衛(wèi)生條件最終確定為：“一般手術(shù)室應(yīng)采用末端過濾器不低于高中效過濾器的空調(diào)系統(tǒng)或全新風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)。室內(nèi)保持正壓，換氣次數(shù)不得低于每小時6次”。由此可以看出飛機客艙環(huán)境是要比手術(shù)室的要求指標還要高的。

而家用空調(diào)和車載空調(diào)排出的空調(diào)氣都是對現(xiàn)有的空氣進行冷卻從而達到制冷效果。大部分人會在使用汽車空調(diào)時把送風(fēng)模式由車外循環(huán)改到車內(nèi)循環(huán)模式，這樣做會比較省油，制冷效果也不錯。這是一個封閉的循環(huán)，就是在一個不開放的環(huán)境里對現(xiàn)有的空氣重復(fù)冷卻，達到盡快制冷的目的。但這樣做只是單純考慮制冷效果，不考慮這個環(huán)境里的空氣質(zhì)量是否會變差。其實這樣的環(huán)境才會使流感一類的疾病傳染率增加，即使沒有傳染源，也會使得空氣質(zhì)量隨著人的活動二氧化碳含量越來越多，導(dǎo)致空氣渾濁污染。因此，在車輛的使用說明書里往往有這樣的描述：“使用空調(diào)時不要長時間使用內(nèi)循環(huán)模式，應(yīng)注意保持通風(fēng)換氣?！表槺阏f一句，有讀者可能會問開車能否采用開式循環(huán)，也就是車外循環(huán)模式，答案是肯定的，但因為家用空調(diào)和車載空調(diào)的工作原理和飛機空調(diào)不一樣，冷卻速度比飛機空調(diào)差得遠，因此，車載或家用空調(diào)采用外循環(huán)模式時，冷卻效果就會大打折扣。

飛機空調(diào)的工作原理

現(xiàn)在我們以波音737-300為例，來看看飛機空調(diào)的工作原理。飛機空調(diào)利用布雷頓循環(huán)為制冷的基本原理，使空氣溫度降低，用于客艙或電子設(shè)備艙的空氣調(diào)節(jié)。主要由熱交換器、空氣循環(huán)機(它還要帶動一個渦輪壓氣機)、水分離器、各種控制活門和溫度傳感器組成。要說明的是，飛機的空調(diào)是沒有制冷劑(類似家用冰箱的那種冷媒或雪種)和制冷劑壓縮機的，它的全部驅(qū)動能源和排出的空調(diào)氣都來自于氣源總管的壓縮空氣，只要飛機通電和氣源總管有不低于25PSI(1PSI約合0.07個大氣壓)的壓縮空氣，飛機空調(diào)就能夠正常運轉(zhuǎn)。而氣源總管里的壓縮空氣來自于三個地方：發(fā)動機壓氣機部分的引氣、APU(輔助動力裝置)壓氣機部分的引氣、地面氣源車的供氣。前兩種是應(yīng)用最廣的，第三種的功能多用于地面啟動發(fā)動機，很少直接帶空調(diào)。其實飛機在地面還可以使用外接的地面空調(diào)設(shè)備，這種地面支援設(shè)備一般在大的民航機場我們都能看得到。

現(xiàn)代民航飛機的空調(diào)系統(tǒng)從氣源總管獲得壓縮空氣后，首先經(jīng)過初級熱交換器進行第一次降溫，此時大部分熱量被外界冷卻空氣帶走，氣體溫度從200℃左右降為150℃左右。而后進入由渦輪循環(huán)機驅(qū)動的壓氣機，此時氣體減速，但溫度和壓力略微升高，經(jīng)過升壓減速階段后，再次進入第二級熱交換器進行第二次降溫(這兩級熱交換器是將從氣源總管引出的熱壓縮空氣同外界自然冷空氣進行的熱交換，

外界的冷空氣只是起到冷卻壓縮空氣的作用，不會變成空調(diào)氣，冷卻過程結(jié)束就直接向外界排放)。氣體溫度由近150℃降至95℃左右，然后推動渦輪循環(huán)機的渦輪轉(zhuǎn)動釋放熱量和壓力，空氣中熱焓轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功輸出，空氣溫度進一步下降，氣溫由95℃降到0℃左右甚至更低。此時的空氣也會變成水蒸氣的過飽和氣體，最后經(jīng)過水分離器將多余的水分去掉，就變成了干燥且冷的空調(diào)氣。這樣做的目的是為了飛機結(jié)構(gòu)防腐的需要，但是旅客就會覺得坐飛機空氣太干，空中乘務(wù)員就會給旅客送上甜美的飲料以緩解這種不適。隨著飛機制造工藝中復(fù)合材料和其它新型的耐腐蝕金屬材料使用量的增加，以后的機載空調(diào)會逐漸弱化水分離器的作用，使得空調(diào)氣變的濕潤，令旅客乘坐舒適。此時的空調(diào)氣太冷，有的時候甚至在零攝氏度以下，這樣會把旅客凍壞的，不能直接用于飛機客艙，因此還需要把這個冷氣和直接引自氣源總管的熱空氣在摻混總管里面混合起來，調(diào)節(jié)成大約25℃左右讓人感覺舒適(這個溫度可由飛行員控制調(diào)整，有些飛機還賦予乘務(wù)員這樣的權(quán)限，能夠?qū)团搶嵤┓侄握{(diào)溫)。終端空調(diào)氣經(jīng)由機艙兩側(cè)向上輸送到客艙頂部的分配總管。至此，空氣調(diào)溫控濕的功能就完成了，最后由分配總管把這些空調(diào)氣配給到每位旅客頭頂?shù)目照{(diào)出氣口，于是我們的飛行旅途是舒服和愉快的。應(yīng)該說，飛機機載空調(diào)的制冷效率非常的高，從氣源總管出來的熱空氣到分配總管的時間就在幾秒之內(nèi)，氣體溫度就由200℃左右的高溫變成了25℃，空調(diào)氣的出口氣壓約為0.8個大氣壓，相對濕度小于5％，臭氧濃度小于百萬分之0.25?？諝獾亩趸紳舛葲]有變化，與外界相同，約為百萬分之350。除了有些干燥外，其他指標和海平面空氣差不多。

飛機空調(diào)的增壓功能

我們再來看看飛機空調(diào)的增壓功能，在通常條件下，波音737-300型飛機的空調(diào)每分鐘會將38立方米左右完全新鮮的空調(diào)氣輸進客艙。我們來做一個假設(shè)，注意我們這里做的是一個最大假定。假定平均一個人肺活量最大為4000毫升，波音737-300型客機的全經(jīng)濟艙布局最大客載客149人，加上最大空勤人員數(shù)11人，每人每秒深呼吸1次。那么很容易計算得出，每分鐘所有人需要38立方米，而飛機空調(diào)供氣量完全滿足需要。實際情況比上面的計算要好得多，因為一個成人每分鐘正常呼吸空氣約為0.01立方米，160人每分鐘僅需要約1.6立方米，737-300型飛機空調(diào)每分鐘正常供氣量是旅客所需的近24倍。而其他機型的空調(diào)供氣能量比波音737-300型大得多，有的甚至能達到全部旅客需求量的80倍。這些氣體不僅保證了乘員的正常呼吸，也會保證客艙的壓力穩(wěn)定適宜。但是大家可以想象，一直向客艙內(nèi)供氣，如果沒有出口，機身就會像氣球一般越吹越大。因此，飛機機艙上還有出氣口，稱之為外流活門，專門用于放氣?？团搲毫Φ恼{(diào)節(jié)和換氣速度的調(diào)節(jié)都由這個外流活門完成，它直接受控于機艙壓力控制器。為了讓旅客感到整個飛行是舒服的，當飛機起飛前還在跑道上時，機艙壓力控制器就會令外流活門全部關(guān)閉，給整個機艙產(chǎn)生一點點正的壓力，此時機艙壓力比外界自然環(huán)境要高出0.1個PSI，這樣在飛機抬頭離地時這個姿態(tài)發(fā)生突變的情況下讓乘客不至產(chǎn)生“壓耳朵”的難受感覺。機艙壓力會隨著飛機的爬升而減少，但永遠高于外界氣壓。當飛機巡航時，飛機機艙的壓力比外界要高出7.45～8PSI，也就是說，飛機客艙里面的實際“氣壓高度”比外界環(huán)境低得多，這也就是很多乘客使用手表上自帶的氣壓高度計來測量飛機高度才指示一千米左右，這個高度要比機組宣稱的飛行高度低得多的根本原因——就是你測量的是客艙里的壓力和高度值。當飛機下降時，客艙壓力也隨之增長。飛機落地后，座艙壓力控制器會輸出一個0.15PSI的偏壓信號，這個信號目的是為了讓機艙壓力低于機場當前壓力。為了達到這一“要求”，機艙壓力控制器就會將外流活門全部打開，“努力”把客艙里的空氣放光，當然這是不可能的。但這樣做卻可以使客艙壓力就和外界保持一致，乘務(wù)員開關(guān)艙門就不會出現(xiàn)因為壓力差打不開門或開門突然引起泄壓的事情了。我們將客艙壓力隨著飛行高度變化而發(fā)生的一系列變化稱之為客艙的壓力制度。如果因為某種關(guān)系外流活門故障卡阻，有可能會造成飛機機艙壓力過分高于外界壓力或者反而低于外界壓力的情況，飛機上還專門設(shè)計了安全釋壓活門，以便在這種情況發(fā)生時維持機艙與自然環(huán)境問的壓差平衡。波音737-300上有兩個正釋壓活門和一個負釋壓活門，當正釋壓活門在機艙壓力高于外界8.5PSI時打開進行釋壓，而負釋壓活門在外界壓力大于機艙壓力1PSI時打開進行內(nèi)外壓力平衡。

當然，因為飛機空調(diào)的能量來源主要來自氣源總管的壓縮空氣，而在正常飛行中氣源總管的壓縮空氣來自于發(fā)動機的引氣。為了減小發(fā)動機的負擔(dān)，節(jié)約燃油，飛機的客艙增壓氣體有時并不是完全直接就排出機外，也會循環(huán)再利用一部分。這時候，就引入了再循環(huán)風(fēng)扇，這個再循環(huán)風(fēng)扇可以將客艙內(nèi)的一部分空氣收集起來，經(jīng)過高精密的空氣氣濾，再次送入到摻混總管中，再通過分配總管從空調(diào)出氣孔中流出來?，F(xiàn)代民航客機均配備了“高效微粒過濾”系統(tǒng)(HEPA)。該系統(tǒng)由初級氣濾和高效氣濾及木炭氣濾三部分組成，這種濾芯系統(tǒng)工作效率很高?？諝饨?jīng)過過濾后，99.97％的細菌和病毒群穎粒被去除掉。研究數(shù)據(jù)表明，HEPA氣濾可以去除空氣中99.97％以上的直徑為0.003微米的微粒。細菌的大小一般都在1微米以上，而病毒的尺寸約在0.003至0.5微米之間，而且病毒很少以單體存在，一般是以飛沫或其他病毒團(尺寸在0.01微米至0.2微米之間)形式出現(xiàn)在空氣中。再循環(huán)空氣在參混總管內(nèi)與空氣調(diào)節(jié)組件所提供的外界空氣混合時，外界空氣中殘留下來的臭氧所具有的殺菌消毒作用可以將再循環(huán)空氣中可能仍然存活的病毒和細菌消除殆盡。因此，最終進入客艙的空氣可以說是十分潔凈而且無異味的。如果您確實聞到了空調(diào)氣中有異味，這說明飛機發(fā)動機或空調(diào)組件里存在油液滲漏現(xiàn)象，這樣的情況是必須要得到修理的。這樣飛機的客艙空氣清潔度達到了和醫(yī)院手術(shù)室供給空氣一樣的質(zhì)量，這無疑對遏制流感的傳播起到了關(guān)鍵和積極的作用。這些濾芯會經(jīng)常更換以保證空調(diào)系統(tǒng)高效安全的工作。筆者每次做這樣的工作時都要嚴格按照維護手冊的要求穿戴好一次性全身型聯(lián)體式防護服，帶全包圍護目鏡、高效過濾口罩和橡膠密封手套，拆下的氣濾要在第一時間放人可密封的塑膠袋中，送到專門的廠家進行報廢處理。對整個再循環(huán)系統(tǒng)清洗消毒后換上全新的氣濾，防護服等個人防護用具最后也需要密封報廢。當然除此以外，飛機每個過站都會對整個客艙實施通風(fēng)消毒作業(yè)，保證了旅客乘機的安全。

綜上所述，我們不僅了解了飛機空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和作用，同時，也讓您更加清楚民航當局對飛機這種交通工具的安全品質(zhì)級別要求非常高，因此飛機被當之無愧地稱為最安全的交通工具。只不過飛機對于公眾而言還是比較稀罕，一旦出事或者變成某種會帶來危險的生物的運載工具時容易形成“新聞眼”而已。當我們撥開迷霧，了解真相，我們就會很容易做出客觀的判斷，大家就放心地乘坐飛機好了——因為它的確是最安全的。

責(zé)任編輯：偉翼