อากาศบนเครื่องบิน มาจากไหน? (Cabin Pressurization Begins with Compressed Air)
คุณชอบเดินทางไหม? ถ้าคุณเป็นคนที่ชอบเดินทางแล้วล่ะก็...ขณะที่คุณกำลังอ่านบทความนี้อยู่ หากพอมีเวลา คุณพอจะสังเกตุหรือพอจะจดจำการหายใจตอนเดินทางไปยังที่สูงๆ ได้ไหมคะ เราอยากให้คุณลองหลับตาแล้วจินตนาการถึงการเดินทางครั้งล่าสุดของคุณดู การเดินทางในรูปแบบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการท่องเที่ยว การผจญภัยไปในที่แสนไกล ตามถนนหนทาง บนภูเขาที่คดเคี้ยว ไม่ว่าจะเป็นการเดินทางด้วยรถหรือเครื่องบิน ลองนึกดูดีๆ สิคะ ว่าการหายใจเป็นอย่างไร เมื่อเดินทางไปยังที่สูงๆ คุณหายใจลำบากขึ้นใช่ไหม??
คำตอบคือใช่ค่ะ คุณจะพบว่ายิ่งคุณเดินทางไปยังสถานที่ที่สูงมากเท่าไหร่ คุณจะหายใจลำบากขึ้น เพราะอะไร? เคยได้ยินคำนี้ไหมคะ ยิ่งสูง ยิ่งหนาว นั่นเป็นเพราะเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น แรงกดอากาศและการบีบอัดอากาศจะลดลง จึงทำให้มีแรงโน้มถ่วงที่ใช้ในการรักษาโมเลกุลของอากาศและความกดอากาศลดลง เป็นสาเหตุให้เราหายใจลำบากขึ้น
แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ทันสมัยในยุคนี้ ทำให้ปัญหาเรื่องหายใจไม่ออกเมื่อเดินทางไปยังที่สูงๆ นี้หมดไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเราโดยสารเครื่องบิน เนื่องจากบนเครื่องบินหนึ่งลำจะถ่ายเทอากาศที่ใช้หายใจ (bleed air) จากเครื่องยนต์ใช้ก๊าซ (gas engine) เพื่อเพิ่มแรงดันในห้องโดยสารทำให้เราสามารถหายใจได้สะดวก แม้บินอยุ่บนอากาศที่สูงกว่า 30,000 ฟุต
อากาศหมุนเวียนภายในห้องโดยสารบนเครื่องบินหรือ “bleed air” เกิดขึ้นได้อย่างไร?
![Airplane pilot looking into the camera from his seat in cockpit.]()
คุณอาจสงสัยว่า “
bleed air ” บนเครื่องบินนั้นมีการทำงานอย่างไร? หากนึกถึงรถยนต์ ระบบปรับอากาศจะมีปุ่มที่หมุนเวียนอากาศภายในห้องโดยสาร ไม่ให้ควันรถเข้ามาภายในแล้วเครื่องบินทำอย่างนั้นหรือไม่ แต่ถ้าอยู่ที่สูงอากาศเบาบางจะหาอากาศหายใจมาจากไหน เนื่องจากเครื่องบินต้องบินขึ้นสูงๆ เพื่อประหยัดน้ำมันและลดปัญหาสภาพอากาศแปรปรวนทั้งหลาย จึงได้รับการออกแบบให้สามารถควบคุมแรงดันภายในเครื่องได้ ทำให้คนนั่งอยู่ในห้องโดยสารได้นานๆ โดยไม่สลบไสล ไม่ร้อนไม่หนาว
อากาศที่ใช้ในเครื่องบินก็เป็นอากาศที่ดูดจากภายนอกเข้ามาผ่าน
ระบบอัดอากาศ ในเครื่องยนต์โดยดึงอากาศดีบางส่วนเข้ามาก่อนที่จะส่งไปถึงห้องเผาไหม้ และอัดเข้ามาในห้องโดยสารผ่านทางระบบปรับอากาศ ดังนั้นอากาศที่ใช้หายใจกันคืออากาศที่อยู่ในชั้นบรรยากาศสูงที่เครื่องบินบินอยู่ในขณะนั้น
วิธีการคือนำอากาศร้อนๆ ที่ออกมาจากเครื่องยนต์ไปผ่านกระบวนการทำให้มันเย็นลง เมื่ออากาศเคลื่อนตัวเข้าสู่เครื่องยนต์กังหันก๊าซ (gas turbine engine) และผ่าน
ปั๊มลมหรือเครื่องอัดอากาศ (air compressor) เรียบร้อยแล้ว อุณหภูมิและแรงดันจะเพิ่มสูงขึ้นก่อนจะไปรวมกับเชื้อเพลิงและเกิดการเผาไหม้ ซึ่งส่วนเล็กๆ ของลมร้อนที่เราได้จากเครื่องยนต์ที่ไม่เกิดการเผาไหม้เราเรียกว่า “Bleed air” โดย Bleed air ที่ได้ จะออกมาจากเครื่องยนต์ผ่านวาล์ว ท่อ และแมนิโฟลด์ไปยังส่วนอื่นๆ ของเครื่องบิน ประโยชน์ของ Bleed air ที่เราสามารถนำมาประยุกต์ใช้บนเครื่องบินได้แก่ การระบายความร้อนภายในเครื่องยนต์ ใช้สตาร์ทเครื่องยนต์ ใช้ละลายน้ำแข็งที่เกาะ (de-icing) และปรับแรงดันภายในห้องโดยสาร
แรงดันอากาศภายในห้องโดยสารทำงานอย่างไร?
อากาศที่ออกมาจากเครื่องยนต์ (bleed air) จะถูกระบายความร้อนด้วย
อินเตอร์คูลเลอร์ (intercooler) ให้เย็นก่อนที่จะเข้าสู่ลำตัวเครื่องบินหรือห้องโดยสารหลัก โดยที่ถุงลมจะทำหน้าที่ระบายความร้อนจากอากาศ (bleed air) ที่ออกมาจากเครื่องยนต์ผ่านระบบทำความเย็นแบบหมุนเวียนอากาศ (air cycle refrigeration) เมื่ออากาศถูกบีบอัดด้วยถุงลม อากาศจะถูกส่งไปยังอินเตอร์คูลเลอร์อีกตัวหนึ่งและความร้อนจะถูกขับออกไปภายนอก จากนั้นอากาศจะเข้าสู่เครื่องลดแรงดัน (expansion turbine) และทำให้เย็นลง
เนื่องจากขณะที่เครื่องบินบินอยู่นั้น มีอากาศไหลผ่านตลอดเวลา ดังนั้นเพื่อรักษาคุณภาพอากาศให้มีสัดส่วนของก๊าชต่างๆ ให้เหมาะสมกับอากาศที่ใช้สำหรับการหายใจ จึงมีการผสมอากาศเดิมเข้ามาเป็นสัดส่วนเพื่อให้มีออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซอื่นๆ ทำให้อากาศที่คุณใช้หายใจบนเครื่องบินสะอาดกว่าอากาศบนภาคพื้นดินอากาศในบ้านหรือที่ทำงาน เพราะอากาศบนเครื่องบินที่คุณได้รับจากระบบเพิ่มแรงดันบนเครื่องบิน
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบอัดอากาศ หรือมีคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressor) สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมการบิน สามารถปรึกษาผู้เชี่ยวชาญของแอตลาส คอปโก้ได้โดยตรงที่ Official Line@: @atlascopcothailand
