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飞机空调过滤如此高效 汽车能否借鉴?

  [爱卡汽车 试驾 原创]

  2月6日晚,中国民航局发布了一篇文章称飞机的通风系统可过滤99.99%的病毒。这不禁引起了笔者的兴趣。翻看疫情案例,截止至2月21日,只有一例空乘确诊,且暂时无法证明此空乘是在执行飞行任务时被感染。足以见得乘坐飞机被感染的可能性极低。那么飞机的通风系统到底有什么黑科技来“保价护航”?又可否移植到汽车上呢?今天,我们就一起来聊聊这个问题。

疫情

  首先,很多网友会质疑售价动辄几千万上亿的飞机上所使用的科技能够应用在汽车上?其实现在汽车上所使用的HUD抬头显示功能就是源自战斗机,甚至现在普通的主流民航客机也才逐步选装HUD功能,所以并非不可能。其次在请教了笔者自己的几位民航客机驾驶员朋友后得知,虽然飞机上各项系统复杂,但物理原理没有发生任何改变,只是系统通过复杂结构来保证高强度的稳定性。所以笔者将浅述飞机的空调系统,来和汽车的空调系统进行对比。(注:所有飞机通风系统原理及结构内容来源自中国民航局官网及各飞机制造商官方发布内容。)

疫情这张图节选自民航局2月6日发表的一篇文章,称飞机的垂直送风系统配合HEPA滤芯可以过滤掉99%的病毒。

疫情首先我们先来了解一下飞机的空调系统。 这是一张B737的空调气路图,绝大部分时间,我们在机舱内呼吸到的空气都来自于混合后的空气,为什么不直接使用新鲜空气?因为飞机巡航时客舱外空气大概零下三四十度,直接吹进来氧气不够,温度也足以冻死人。如果直接使用从发动机引入的空气则会为150-200℃的高温直接烤熟,所以需要经过一系列的降温以及混合后将合适的空气送入机舱内。

  飞机上的空调利用发动机引出来的高压空气做动力源,同时使用外界低温空气做冷却介质,在一个叫mix manifold的地方进行比例混合,从而形成可用的空调气。冷却后的空调气需要与流经高效过滤器后的客舱原空气混合方能吹出。那么这时候就要引出我们今天的主角之一了,HEPA,即为高效过滤器。

疫情这个HEPA采用超细玻璃纤维纸作滤料,胶版纸、铝膜等材料作分割板,与木框铝合金胶合而成,采用特殊硅橡胶作,无气味,表面不会硬化,时间长也不会有裂纹,化学性能稳定,耐腐蚀,可吸收热胀冷缩产生的应力而不会开裂,软硬度适中,弹性恢复好。每台均经钠焰法测试,具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。简单理解,就是一个过滤能力超高的空滤,目前有一部分新风机号称也是用了HEPA滤芯。哎?看到这是不是有些发现奥秘了?别着急接着看。

  这个HEPA过滤效果有多强呢?波音公司在维修手册中指出,HEPA能有效捕获0.003-10微米的颗粒,对于0.3微米的污染颗粒物的过滤效率可达到99.97%。空客公司在2020年1月23日也发布了针对武汉疫情的技术文件,认为飞机的HEPA可以过滤掉99.99%的病毒和细菌颗粒。

疫情再来看看使用周期,按照制造商维修方案MPD,空客A320更换HEPA滤芯的最低频率是5000飞行小时或36个月(先到为准);B737NG更换HEPA滤芯的最低频率是7500飞行小时。汽车的滤芯更换周期一般为5000-15000公里,相比之下汽车在滤芯上的成本要低得多。

疫情那么仅仅有这个滤芯就能让飞机上的感染率降得这么低么?还有其独特的空调布局。 由空调系统从座椅上方的风口吹出,最终经由侧靠近地板的格栅被抽回。这种设计特点使得客舱内空气流动方向基本上是垂直的,沿机身纵向的空气流动很小,最大程度保证了机舱内空气的洁净与清新,在通常情况下疾病不会通过飞机空调系统而在机舱内扩散。飞机客舱每2分钟~3分钟就会置换一次空气,每小时置换20-30次。所以危险性就降到了非常低的风险。看到这有些网友是不是又想到了些什么?

  如果看过我之前那篇介绍负压救护车的文章一定会知道,负压救护车的送风模式也是由头顶吹向脚下,杜绝了空气的横向流通。

上汽大通MAXUS2019款上汽MAXUS G20那么再来看看普通乘用汽车,虽然拥有多个风道,但主要是横向送风。即便部分MPV车型在后部采用顶置出风口,但仅限于后排,且为少数。

  那么问题来了,既然独特布局有利于降低传染,汽车有没有必要改成飞机那样呢?

  答案是没有必要。首先从结构原理来说,飞机很难达到每排都有独立出风口,成本极高,不利于机舱内结构布局。其次这样布置是刻意为之,因为驾车可以在轿厢内空气混浊时开窗通风,飞机则不能,所以必须这样才能保证新鲜空气充斥。第三,疫情只是暂时的,传统的汽车出风口布局经过了许多年的检验,对于车内置换甚至安全都有着多项考量。虽然改成头顶送风没有任何难度,但重新布局需要修改车身顶棚,布置管路,打孔等都会影响车顶刚性,牵一发而动全身。况且以目前车辆滤芯技术,完全可以达到过滤效果。

  全文总结:本文介绍了民航客机空调系统为什么可以有效抑制病毒传播,并且对比了目前乘用汽车的空调系统。各位大可不必羡慕飞机的空调,因为现阶段我们的乘用车过滤技术也十分成熟,足以满足防治的需求。

精彩内容回顾:

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