¿Qué se necesitaría para presurizar una cabina con presión superficial?

A nivel de crucero alrededor de 10000 metros, la presión de la cabina es más baja que la presión en la superficie. La única razón para esto es reducir la tensión en la estructura del avión o el fuselaje, ¿verdad?

Mi pregunta es esta:

Dado el estado actual de la tecnología, si los fabricantes produjeran aeronaves de pasajeros, lo suficientemente masivas o robustas como para permitir un vuelo de crucero con una presión de cabina igual a la presión en la superficie, ¿cuánto aumentaría el peso bruto de la aeronave? ¿Cuánto disminuiría el alcance de la aeronave o cuánta menos carga podría transportar?

Supongo que los aviones actuales también podrían volar a la presión de la superficie, pero el nivel de seguridad disminuiría debido al aumento de las fuerzas sobre la estructura. Entonces, la pregunta realmente es: supongamos que queremos volar a la presión del suelo con los mismos niveles de seguridad, ¿cuánto aumentaría el peso bruto, cuánta menos carga podría llevar un avión?

Muchas gracias.

¿Está preguntando cuánto más tendría que pesar la estructura de la aeronave para contener la presión adicional? ¿O cuánto pesaría el aire adicional dentro de la cabina? ¿O ambos?
Mi pregunta es bastante amplia, por lo que la respuesta a su pregunta es "ambos". Los ingenieros tienen una razón por la que la presión en la cabina en un vuelo de crucero es bastante baja. Quiero saber cuánto costarían los boletos con una cabina de presión de suelo. Los niños suelen llorar en la cabaña. Probablemente también por el ruido de los motores. Pero también por la presión.
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La presión se mantiene más baja no porque la aeronave no pueda manejarla, sino porque no podría manejarla durante tanto tiempo de vida. La fatiga y el desgaste del metal son peligrosos y no rentables, por lo que minimizarlos es un gran objetivo de ingeniería.
Correcto, Nij. De acuerdo. Y mi pregunta es esta: ¿Cuáles son los efectos secundarios negativos de construir aviones más robustos que sobrevivirían tan bien con la presión del suelo en la cabina como nuestros aviones actuales con la presión de 2000 metros?
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El jet comercial SyberJet SJ30 afirma ofrecer una cabina de presión a nivel del mar hasta FL410 y una cabina de presión de 1800 pies en su techo FL490. Esto requería peso adicional, pero se hizo para la comodidad de los pasajeros, reduciendo la fatiga en vuelos largos. En realidad, no saben cuánto peso se requirió, ya que el avión fue diseñado originalmente para esa presión de cabina. Pero no parece haber dañado significativamente el rendimiento.

Respuestas (1)

Poco. El requisito actual para una presión equivalente a 8000 pies se traduce en 8,11 psi a 43 000 pies. Boeing estudió los beneficios de una presión más baja y descubrió que bajar la presión equivalente a 6000 pies no aportaba beneficios adicionales.

El diferencial de presión total entre el nivel del mar y 43 000 pies es de 12,3 psi o solo un 52 % más que a 8000 pies. Esto requeriría un fuselaje más pesado, pero no sería imposible hacerlo en absoluto. Los métodos estadísticos dan un factor de masa para el diferencial de presión del fuselaje de ( 1 + pag ) 0.203 lo que da 1,0933 para 8,11 psi (∆p = 0,552 atm) y 1,1314 para 12,3 psi (∆p = 0,837 atm). Aumentar la presión a su valor a nivel del mar aumentaría la masa del fuselaje de un avión comercial típico en un 3,5 %.

Si usamos el volumen de la cabina, también podemos calcular cuánto más pesado es el aire: El A330-200 tiene un volumen de cabina de 372 m³ , y con una densidad del aire a 8000 pies de 0,9633 kg/m³ , esto se calcula como 358,35 kg. En comparación con la masa del mismo volumen al nivel del mar (455,7 kg), la diferencia es aproximadamente equivalente a la masa de un solo pasajero (sin contar también las comodidades que lleva consigo). En otras palabras: la masa de aire adicional para la presión a nivel del mar no hará ninguna diferencia si un pasajero más pierde su vuelo ese día.

@ymb1: No está en el sitio sino en el manual, en el volumen masivo. No he encontrado una fuente en línea que enumere esta ecuación.