ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

Environmental Control System ระบบที่ทำให้ลูกเรือและผู้โดยสาร “หายใจ” ได้อย่างปกติบนอากาศยาน

20 มี.ค. 674 นาที20 มี.ค. 67

ณ ระดับความสูงที่อากาศยานพาณิชย์ในปัจจุบันบินอยู่นั้น มนุษย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่รอดได้หากปราศจากระบบพยุงชีพซึ่งมีหน้าที่ช่วยให้ลูกเรือและผู้โดยสารสามารถมีชีวิตอยู่ได้ที่ความสูงที่อากาศเบาบางจนมนุษย์ไม่สามารถหายใจได้อย่างปกติ

ขนาดตัวอักษร

ณ ระดับความสูงที่อากาศยานพาณิชย์ในปัจจุบันบินอยู่นั้น มนุษย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่รอดได้หากปราศจากระบบพยุงชีพซึ่งมีหน้าที่ช่วยให้ลูกเรือและผู้โดยสารสามารถมีชีวิตอยู่ได้ที่ความสูงที่อากาศเบาบางจนมนุษย์ไม่สามารถหายใจได้อย่างปกติ ทั้งยังมีอุณหภูมิต่ำมากจนมนุษย์ไม่สามารถอยู่รอดได้

Environmental Control System หรือ ECS คือระบบที่อากาศยานพาณิชย์หลายลำต่างใช้กันอยู่เพื่อทำให้เรามีชีวิตอยู่รอดที่ความสูงกว่าหลายพันเมตรได้โดยที่ไม่หมดสติ

ระบบควบคุม Bleed Air ในห้องนักบินของเครื่องบิน Boeing 737-800

หน้าที่หลักของระบบ ECS คือการควบคุมแรงดันอากาศและอุณหภูมิภายในห้องโดยสารรวมทั้งกรองสิ่งไม่พึงประสงค์ในอากาศออกไปเพื่อให้ผู้โดยสารและนักบินสามารถหายใจได้อย่างปกติ อากาศบนเครื่องบินนั้นมาจากอากาศที่เรียกว่า “Bleed Air” ซึ่งเป็นอากาศร้อนจัดที่นำมาจากห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์เจ็ตบนอากาศยาน เนื่องจากว่า Bleed Air นั้นมีความดันสูงทำให้อากาศเหล่านี้สามารถไหลไปทั้งระบบได้โดยที่ไม่ต้องมีเครื่องดูดอากาศ ทั้งยังปรับปริมาณของ Bleed Air ได้ตามความต้องการด้วยวาล์ว

แผนผังการทำงานของระบบ ECS บนเครื่องบิน Boeing 737-300

อากาศยานจะใช้ Bleed Air จากเครื่องยนต์อย่างน้อยหนึ่งเครื่อง หรืออาจจะใช้ Bleed Air จากทั้งสองเครื่องก็ได้ การใช้ Bleed Air นั้นหมายถึงการนำอากาศที่เดิมจะนำไปใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนมาเป็นอากาศสำหรับการหมุนเวียนระบบปรับอากาศในเครื่องบิน นั่นแปลว่า การใช้ Bleed Air นั้นจะลดประสิทธิภาพและแรงขับเคลื่อนของเครื่องยนต์

สังเกตว่าเวลาเครื่องบินจะ Take-off ระบบปรับอากาศของเครื่องบินจะเงียบลงหรือถูกปิด นี่เป็นเพราะว่านักบินได้ปิดระบบ Bleed Air (PACK/Air Conditioning Kit) เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องยนต์มีพลังงานขับเคลื่อนสูงที่สุดด้วยการเอาอากาศที่เครื่องยนต์ดูดได้ทั้งหมดไปเป็นพลังงานขับเคลื่อน และเมื่อเครื่องบินบินขึ้นแล้วจึงจะเปิดระบบ Bleed Air กลับมาเพื่อปรับอากาศภายในห้องโดยสารอีกครั้ง

ระบบ Air Cycle Machine หรือระบบ Cold Air Unit สำหรับการหมุนเวียนอากาศและการควบคุมอุณหภูมิของอากาศ

อย่างที่ได้กล่าวไป Bleed Air เป็นอากาศที่มีความร้อนและแรงดันสูง จึงไม่สามารถนำมาเป็นอากาศหายใจในห้องโดยสารได้โดยตรง เพื่อที่จะทำให้ Bleed Air มีอุณหภูมิที่เหมาะสม มวลอากาศจะถูกพาไปผ่าน Heat Exchanger หรือ Pre-cooler ซึ่งมักจะเป็นท่อภายในโครงสร้างของเครื่องยนต์ที่ให้อากาศสามารถแผ่ความร้อนออกไปให้อากาศนอกเครื่องบินหรือเป็นโครงสร้างของเครื่องบินที่ดูดซับความร้อนได้

นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่า “Air Cycle Machine” หรือ ACM ซึ่งเป็นเครื่องสำหรับหมุนเวียนอากาศในเครื่องบิน นอกจากหน้าที่ในการหมุนเวียนแล้ว ระบบ ACM ยังทำหน้าที่เป็น Cold Air Unit (CAU) เพื่อลดอุณหภูมิและความชื้นของอากาศให้ต่ำเพื่อผลิตอากาศเย็น จากนั้น อากาศจาก ACM/CAU ที่เย็นจัดจะถูกนำไปผสมกับ Bleed Air ที่ร้อนจัดอีกทีเพื่อผสมอากาศที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสม ดังนั้นหมายความว่านักบินจะควบคุมอุณหภูมิภายในห้องโดยสารได้โดยผ่านการปรับอัตราส่วนระหว่างอากาศจาก CAU และ Bleed Air

Outflow Valve สำหรับการควบคุมแรงดันภายในห้องโดยสารด้วยการปล่อยอากาศภายในห้องโดยสารออกส่วนหนึ่ง

การหมุนเวียนอากาศในเครื่องบินนั้นคือหน้าที่ของ “AC PACK” ซึ่งควบคุมการหมุนเวียนของอากาศในห้องโดยสาร ระบบ AC PACK มักจะหมุนเวียนอากาศด้วยระบบพัดลม Recirculation ในขณะที่อากาศอีกส่วนหนึ่งนั้นเป็นอากาศใหม่จากระบบ Bleed Air ในเครื่องบินเกือบทุกรุ่นนั้น AC PACK จะใช้อากาศ 50% จากระบบ Bleed Air และอากาศอีก 50% ที่เป็นอากาศหมุนเวียนที่ผ่านการกรองแล้ว

เนื่องจากมีอากาศใหม่ถูกนำเข้ามาในห้องโดยสารตลอดเวลา หมายความว่าจะต้องมีอากาศส่วนหนึ่งที่ถูกปล่อยทิ้งจากเครื่องบินเพื่อควบคุมแรงดันภายในห้องโดยสาร ระบบระบายอากาศส่วนเกินนี้ถูกควบคุมโดย “Out-flow Valve” หรือ “OFV” ซึ่งมักจะอยู่ในส่วนท้ายของเครื่องบิน OFV นั้นมักจะถูกเปิดไว้เล็กน้อยตลอดเวลาเพื่อระบายอากาศส่วนเกินและอาจเปิดปิดมากน้อยขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ ECS ในการรักษาความดันภายในห้องโดยสาร

ความดันในห้องโดยสารของเครื่องบิน (Cabin Altitude) นั้นมักจะถูกรักษาไว้อยู่ที่ประมาณ 8,000 ฟุต เหนือระดับน้ำทะเล ใกล้เคียงกับความดันที่ยอดดอยอินทนนท์ซึ่งอยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 8,415 ฟุต ทั้งนี้ที่ไม่รักษาความดันไว้ที่ระดับน้ำทะเลปานกลางนั้น เป็นเพราะว่าข้อจำกัดของระบบและความเสี่ยงจากการเพิ่มความต่างของความดัน (Pressure Gradient) ที่อาจทำให้เกิดความเครียดต่อโครงสร้างของเครื่องบินได้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ในเครื่องบินยุคใหม่ เช่น Airbus A350 และ Boeing 787 นั้น มักจะมีความดันอากาศภายในเครื่องที่ใกล้เคียงกับระดับน้ำทะเลมากกว่าเดิม ทั้งนี้เพื่อลดความล้าของผู้โดยสารจากการหายใจอากาศที่มีความดันต่ำ

เรียบเรียงโดย : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์


🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech 
 

เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

ในยุคสมัยปัจจุบันการแพทย์แบบเฉพาะจุด (Precision Medicine) กำลังจะทำให้เรื่องที่ดูไกลตัวอย่างหุ่นยนต์ซ่อมแซมร่างกายที่เราเคยเห็นในภาพยนตร์กลายเป็นความจริงขึ้นมา

12 ต.ค. 69|15 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำเทคโนโลยี

How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำ

อุบัติเหตุไม่คาดคิดเกิดขึ้นได้เสมอ โดยเฉพาะปัญหา “มือถือเปียกน้ำหรือตกน้ำ” ในช่วงหน้าฝน ฝนตกเป็นประจำเช่นในปัจจุบัน

07 ต.ค. 69|5 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืดเทคโนโลยี

ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืด

นักวิจัยพัฒนาระบบโดรนไร้คนขับที่ใช้ “เซนเซอร์รับสัมผัส” แทนการมองด้วยกล้อง ช่วยให้บินโฉบและจับเกาะกิ่งไม้ได้อย่างแม่นยำแม้อยู่ในมุมอับสายตาหรือมีแสงน้อย ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในพื้นที่ซับซ้อนได้

07 ต.ค. 69|5 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหวเทคโนโลยี

เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหว

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีนเทคโนโลยี

สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีน

01 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ทำไมในยุคที่มีเทคโนโลยีมากมาย แต่เรายังคงแจ้งเตือนน้ำท่วมไม่ทันอยู่ดีเทคโนโลยี

ทำไมในยุคที่มีเทคโนโลยีมากมาย แต่เรายังคงแจ้งเตือนน้ำท่วมไม่ทันอยู่ดี

30 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
บูรณาการเตือนภัย! 4 Big Tech ภาครัฐ ผนึก “ดวงตาจากอวกาศ” สู้วิกฤตโลกรวนเทคโนโลยี

บูรณาการเตือนภัย! 4 Big Tech ภาครัฐ ผนึก “ดวงตาจากอวกาศ” สู้วิกฤตโลกรวน

15 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
Wi-Fi 8 คืออะไร แล้วเราต้องเปลี่ยนมาใช้ Wi-Fi 8 หรือยังเทคโนโลยี

Wi-Fi 8 คืออะไร แล้วเราต้องเปลี่ยนมาใช้ Wi-Fi 8 หรือยัง

14 ก.ย. 69
อ่านต่อ →