У вас пересохло в горле, и глоток воды дает лишь кратковременную передышку: это потому, что влажность воздуха в самолетах иногда не превышает 20 процентов. Это связано с высотой полета и низкими температурами наружного воздуха, встречающимися на этой высоте: воздух не только содержит очень мало влаги, но и охлаждает фюзеляж самолета.
Если бы внутренний воздух был более влажным, на оболочке могла бы конденсироваться дополнительная вода. И все же сухой климат неприятен пассажирам.Вихревые кольца для подачи увлажненного воздуха
Теперь новая технология Института строительной физики им. Фраунгофера IBP в Валли направлена на решение этой проблемы в будущем. «Генератор вихревых колец увлажняет воздух в зонах дыхания пассажиров, тем самым повышая уровень комфорта без существенного увеличения общей относительной влажности в салоне», — говорит Томас Кирмайр, руководитель группы Fraunhofer IBP.
Основной принцип заключается в том, что генератор производит маленькие вихревые кольца влажного воздуха, похожие на кольца, которые иногда выбрасываются курильщиками. Эффект вихря удерживает кольца в устойчивости на определенном расстоянии, предотвращая при этом их существенное смешивание с окружающим воздухом. Исследователи сконструировали генератор так, чтобы вихревые кольца контактировали с верхней частью туловища пассажиров; затем тепло тела заставляет их подниматься к носу и рту.
Поскольку область груди прикрыта одеждой, она менее чувствительна к воздушному потоку, чем лицо. Цель исследователей — повысить влажность воздуха в зоне дыхания на 15 процентов до уровня около 30 процентов. Это может быть сделано путем кондиционирования минимального количества воздуха, направляемого в виде вихревых колец именно туда, где это необходимо.Манекен помогает в тестировании
Сам генератор напоминает воздушный насос; его поршни приводятся в движение линейным двигателем. Для демонстрации исследователи создают кольца, используя дым вместо воды — это позволяет их легко увидеть.
Первые испытания были проведены с прототипом с использованием манекена в качестве испытуемого. Манекен поставляется с искусственным носом, который забирает и анализирует воздух. Это помогает исследователям определить основные параметры системы, например размер колец, а также скорость и скорость их изгнания. Планируется использовать реальных людей для окончательной точной настройки.
Еще один шаг — увлажнение воздуха. Здесь исследователи опираются на развитие другого проекта Fraunhofer IBP: мембрану, которая отделяет воду от воздуха, причем градиент концентрации заставляет молекулы воды проходить через мембрану. Количество воды, попадающей в воздух, можно регулировать через активную площадь поверхности мембраны и температуру воды — чем больше активная поверхность и чем выше температура воды, тем больше влаги поступает в воздух. Между тем расстояние, которое проходит вихревое кольцо до разрыва, регулируется исходным импульсом, подаваемым ему.
Вихревые кольца могут доставлять больше, чем просто увлажненный воздух; еще одним потенциальным применением может быть использование вихревых колец для направления ароматических веществ, которые все чаще используются в системах вентиляции. Однако, поскольку это также может быть достигнуто людьми, страдающими аллергией, это должно быть в минимальных дозах и только по запросу пассажира. «Процесс сертификации в авиационной отрасли очень долгий, и пройдет некоторое время, прежде чем система будет применена в самолетах», — говорит Кирмайр. «Наш план состоит в том, чтобы встроить генератор в спинку сидений».