¿Cuándo es necesario presurizar una aeronave?

La razón principal es que es más simple que hacer que todos usen máscaras de oxígeno suplementarias. No existe un requisito específico para presurizar un avión, pero existen requisitos para oxígeno suplementario según FAR 91.211

(un general. Ninguna persona puede operar una aeronave civil de matrícula estadounidense.

(1) En altitudes de presión de cabina por encima de 12 500 pies (MSL) hasta 14 000 pies (MSL) inclusive, a menos que la tripulación de vuelo mínima requerida esté provista y use oxígeno suplementario para esa parte del vuelo a esas altitudes que es de más de 30 minutos de duración;

(2) En altitudes de presión de cabina superiores a 14 000 pies (MSL), a menos que la tripulación de vuelo mínima requerida esté provista y use oxígeno suplementario durante todo el tiempo de vuelo en esas altitudes; y

(3) A una altitud de presión de cabina superior a 15 000 pies (MSL), a menos que cada ocupante de la aeronave reciba oxígeno suplementario.

Entonces, al presurizar el avión a menos de 15,000 pies, puede volar por encima de esa altitud y no necesita suministrar oxígeno suplementario a los pasajeros durante la duración del vuelo. Hay aviones de pistón no presurizados que vuelan bien en los niveles de vuelo, pero deben llevar oxígeno suplementario y todos a bordo deben usarlo, es un aspecto que a algunas personas en la aviación general no les importa.

( fuente )

En una pequeña nota al margen, el motor tiene un efecto en esta elección cuando se trata de sencillos ligeros. Los sistemas de presurización en turbohélices/aviones ligeros extraen el aire de la etapa de compresión de la turbina que ya está comprimiendo aire, por lo que no se necesita hardware de compresión adicional. Si ha elegido un motor de pistón para su diseño, necesita impulsar algún tipo de sistema de presurización que puede agregar peso y complejidad. Hay algunos aviones de pistón presurizados como el Mooney Mustang , el Cessna 210 (vienen tanto presurizados como sin presurizar) y el Piper M350 (el único actualmente en producción).

Un avión nunca es "Requerido" para ser presurizado. La única razón para presurizar un avión es la ganancia.

Nadie compraría nunca un Phenom 100 o B777 sin presión, pero no hay nada que le impida construir uno.

Los aviones presurizados se construyen porque pueden generar una ganancia para el fabricante. Cualquier avión se puede fabricar con presurización, pero tiene un precio. Si el marketing determina que se venderá, lo construirán con presurización.

Puede considerar la presurización simplemente como una opción de comodidad. Una opción de comodidad que tiene un precio.

Ha habido muchos casos de aviones construidos en versiones presurizadas y no presurizadas.

Los Cessna 402 y 414, Cessna 335 y 340, Cessna 210 y P210, Piper PA-31 Navajo y PA-31P Pressurized Navajo son todos ejemplos del mismo avión construido en versiones presurizadas y no presurizadas.

En todos estos ejemplos, la aeronave no presurizada puede volar muy por encima de los 20 000 pies, pero generalmente se opera a altitudes más bajas debido a la inconveniencia de usar oxígeno suplementario.

Generalmente, la altitud operativa de la aeronave determina si la aeronave está presurizada o no.

Las normas exigen que las cabinas presurizadas mantengan cierta presión a la altitud máxima de operación. Por ejemplo, las cabinas presurizadas FAR 25-841 requieren que la presión de la cabina se mantenga a 8000 pies a la altitud operativa máxima de la aeronave .

(a) Las cabinas y compartimentos presurizados que se van a ocupar deben estar equipados para proporcionar una altitud de presión de cabina de no más de 8,000 pies a la altitud máxima de operación del avión en condiciones normales de operación.

Aunque no hay una altitud de operación establecida para que la aeronave sea presurizada, se requiere proporcionar oxígeno suplementario si las altitudes de presión están por encima de los 12500 pies :

§91.211 Oxígeno suplementario.

(un general. Ninguna persona puede operar una aeronave civil de matrícula estadounidense:

(1) En altitudes de presión de cabina por encima de 12 500 pies (MSL) hasta 14 000 pies (MSL) inclusive, a menos que la tripulación de vuelo mínima requerida esté provista y use oxígeno suplementario para esa parte del vuelo a esas altitudes que es de más de 30 minutos de duración;

(2) En altitudes de presión de cabina superiores a 14 000 pies (MSL), a menos que la tripulación de vuelo mínima requerida esté provista y use oxígeno suplementario durante todo el tiempo de vuelo en esas altitudes; y

(3) En altitudes de presión de cabina superiores a 15 000 pies (MSL), a menos que cada ocupante de la aeronave reciba oxígeno suplementario.

Básicamente, el diseñador de la aeronave tiene que decidir entre presurizar la aeronave (lo que aumenta el peso y la complejidad) y tener un fuselaje no presurizado y operar a una altitud más baja, donde el rendimiento puede verse afectado (o proporcionar oxígeno suplementario). Es una compensación y la decisión generalmente depende de los requisitos de diseño de la aeronave. Tenga en cuenta que las aeronaves presurizadas también deben recibir oxígeno suplementario por encima de FL250.

Por ejemplo, el Cessna Grand Caravan opera a una altitud de crucero de 12.000 pies , tiene un fuselaje despresurizado, mientras que el Phenom 100, que opera a mayor altitud, tiene un fuselaje presurizado.

El requisito para un sistema de presurización está dictado por la altitud de operación. Con el aumento de la altitud, la presión atmosférica disminuye y, por lo tanto, la concentración de oxígeno disponible.

Para tener una idea de lo que se considera una "altitud crítica" para un ser humano promedio, podemos echar un vistazo a FAR 91.211 . Requiere usar oxígeno cuando se vuela por encima de 12500 pies (3800 m) durante más de 30 minutos, y en cualquier condición alrededor de 14000 pies (4300 m).

Los requisitos de certificación CS-23, que se aplican a aeronaves de 12500 lb (5760 kg), establecen lo siguiente para los sistemas de presurización:

CS 23.841 Cabinas presurizadas (a) Si se solicita la certificación para operar a más de 7 620 m (25 000 pies), el avión debe poder mantener una altitud de presión en la cabina de no más de 4 572 m (15 000 pies) en caso de cualquier probable falla o mal funcionamiento. en el sistema de presurización.

Estos son los requisitos un aspecto diferente es lo que un fabricante selecciona para su diseño en el cual influyen otros factores como:

• Comodidad
• Marketing
• Seguridad

Tomando una visión más amplia.

Si la "presión parcial" de oxígeno (es decir, la presión total de la mezcla de gases multiplicada por la proporción de oxígeno que contiene) en la mezcla de gases que respiran las personas desciende demasiado, las personas sufrirán problemas médicos graves y potencialmente mortales. Tenemos que evitar que eso suceda. Hay varias opciones para prevenirlo, cada una con diferentes desventajas.

Una opción es simplemente volar lo suficientemente bajo. Esta es una solución común para viajes a baja velocidad, pero no funciona bien para vuelos a alta velocidad. También puede causar problemas si necesita volar sobre montañas.

Una segunda opción es que todos usen oxígeno suplementario administrado a través de algún tipo de máscara (posiblemente una máscara facial completa, posiblemente una máscara no sellada como la de la imagen de Dave). Esta es una opción para aviones militares y algunas cosas de GA, pero no creo que funcione demasiado bien para aviones de pasajeros o jets de negocios.

La tercera opción es presurizar la cabina. Esto le permite volar a grandes altitudes donde el vuelo rápido es práctico mientras proporciona un entorno en el que las personas no tienen que atarse a las máscaras de oxígeno. La desventaja es que su fuselaje ahora es un recipiente a presión y, lo que es peor, es un recipiente a presión que experimenta ciclos de presión frecuentes. Como resultado, los aviones presurizados requieren un diseño, construcción y mantenimiento mucho más cuidadosos que los no presurizados.

Una cuarta opción teórica sería utilizar una atmósfera enriquecida con oxígeno en la cabina. De hecho, esto no se usa con mucha suerte, no sé exactamente por qué, pero supongo que es una combinación de riesgos de incendio y la dificultad de suministrar suficiente oxígeno.

Los aviones no necesitan ser presurizados.

Por encima de los 12,000 pies, los humanos necesitan oxígeno adicional.

Por encima de los 50,000 pies, cualquier humano dentro de la aeronave debe usar trajes presurizados.

No existe un "requisito" para que cualquier aeronave esté presurizada.