機上供氧，曾經困擾人類航空許多年！

供氧問題，是伴隨著人類整個飛行史一直困擾不斷的大問題。1783年人類第一次乘氣球升空。1903年由人類操縱飛行的飛機問世。從此人類對高空環境的影響有了由淺到深的認識。

萊特兄弟的飛行者號

1804年俄國科學家在氣球飛行前後測試了脈搏、呼吸和自覺癥狀,這是人類史上第一次研究人體在高空飛行時的變化,認識到了高空低氣壓對人體生理的影響。1804年,3名義大利人升空到6 000m時出現嘔吐並失去知覺。1862年9月5日，英國一名氣象學家和一名飛行家乘氣球進行了人類第一次高空探測,當飛到9 144m時，氣象學家直接缺氧暈了。而這也是人類第一次進行了全流程的高空生理反應紀錄，當他們上升到5 640m時,脈搏加快到100/min;在5 850m時,感到呼吸急促、心悸、手和嘴唇發紺、判讀儀錶困難;在8 700m高度上,兩人都感到極度疲乏,「好像沒有四肢一樣」。而之後的三個試圖打破他們高度紀錄的三個法國人，在帶了氧氣系統的情況下，依舊憋死了兩個人。之後的1878年，法國的保羅波特發表了《大氣壓力》和《大氣壓-實驗生理學研究》,是世界上闡明高空低壓缺氧和屈肢痛的第一人,他還第一個建造了模擬高空低氣壓的低壓艙,並用它從事高空生理訓練。在第一、二次世界大戰之間,隨著飛機升空性能的不斷提高,人類高空暴露的高度大幅度增加,飛行實踐和悲慘的缺氧事故使人類又進一步認識到,如果飛行高度過高,靠呼吸純氧已不足以防止缺氧事故的發生。因此,人們發明了提高壓力的供氧裝置和特殊的供氧面罩,強制性供氧,從而形成了最初有正壓(小余壓)呼吸的概念。第二次世界大戰前夕,德國人發展了肺式氧氣調節器。後來英、美等國發展了高空加壓供氧裝備,使飛機的高空、高速飛行成為現實。

電影《孟菲斯美女號》

而飛機氧源的發展與完善直接影響飛機的高空性能。第一次世界大戰期間,氣態氧源在航空上的應用,使人們突破了高空飛行的屏障。第二次世界大戰之後,液態氧源的應用,對減少機載重量、節省空間,提高飛機作戰能力起了很大的作用。然而隨著戰鬥機的航程不斷增加，以及空中加油技術的出現，戰鬥機的飛行時間不再以分鐘計算，而是以小時計算了，因此飛行時間的限制成了人的膀胱能憋多久，以及機載的氧氣夠多長時間用，膀胱小可以用紙尿布，而氧氣不夠犧牲的可是人的生命啊。

而用液氧還有別的尷尬的事情。上個世紀90年代的冬天，我軍某型戰機從北方機場起飛，趕赴南海某島礁做不是適應性訓練。飛機降落在機場上面後，可能相關的閥門沒有有效關閉，以及機身上面的液態氧儲存罐設計問題，結果第二天準備返回的時候發現，我去，沒液氧了。如果這是大的海軍的場站之類的也就罷了，有生產設備能夠補充，問題是這個島上機場剛剛有，設施不全，沒有液氧。沒轍啊，當地機場只能報告空軍，指揮機關不得不派飛機送液氧過來，才讓這個戰鬥機飛了起來。

飛機氧氣系統

每次飛行開始前的安全演示都會教你需要把脫落的氧氣面罩往下拉才能開始供氧，那你有沒有意識到，一旦氧氣開始流動沒有東西能夠阻攔它？其實你的面具並不是連接的一個帶有開關閥門的氧氣瓶，當你拖拽面具的時候，打開了一個很暴力的化學過程。

飛機用氧氣機又被稱為「氧氣蠟燭」供氧。他們用化學物質燃燒後釋放的氧氣作為供應源，任何除氧氣之外的化學物質都被面具過濾掉了，直到化學物全部燃燒殆盡才停止。

讓你生存的化學物質 在氧氣蠟燭中你最容易找到的化學物就是過氧化鋇，它是白色粉末，每個鋇原子帶著兩個氧原子。它在煙花中是怎樣起作用的在飛機上也是一樣，把它加熱到臨界點就會分解出氧氣。在煙花中，氧氣可以讓煙花里的其他燃料燃燒並且燃燒得更快。在飛機上，氧氣通過管道輸送到氧氣面罩讓人呼吸。

氯酸鈉最主要用途是做除草劑，它幾乎能殺死所有植物，這也是它在歐洲被禁止的部分原因。也有人擔心它滲入供水系統中給大塊土壤都消毒了。還有人擔心粗心的園丁如果操作不當有可能把自己炸了，因為它在300攝氏度的火中會爆炸。那麼，人吸入除草劑時需要小心什麼呢？根本不需要擔心。氯酸鈉的化學式是NaClO3，跟我們廚房中用的化學物鹽NaCl相比只是多了3個氧原子，氯酸鈉燃燒之後產生的就是鹽和氧氣。

最後還有一種化學物質，也是出現在許多科學課程中的。有些氧氣蠟燭是用氯酸鉀(2KClO3))或是高氯酸鉀(2KClO4)做的。它們的區別就是一個氧原子，但就因為這個原子就有了世界級的名聲。高氯酸鉀曾經做過國際空間站的氧氣蠟燭，因為他們分解水制氧的方法出現了故障。

氯酸鉀在課堂上的科學實驗中常用來破壞小熊軟糖。 不過，尖叫的小熊(被分解的時候它會尖叫)實驗是這些化學物質中最好的演示。氯酸鉀被加熱到分解成氯化鉀和氧，一個富含糖的小熊軟糖被放入兩個化學混合物中，氯酸鉀分解產生的熱度和產生的大量氧讓小熊糖燃燒得非常非常快。雖然這個畫面看起來不那麼好看，但是你想想它的功能，只要小熊尖叫幾聲你就能呼吸。

它們能持續多久？ 在飛機上的氧氣機一般持續時間在12~20分鐘之間，它不像潛水用的氧氣瓶又大又重，氧氣蠟燭大概只有一包乒乓球大小。它們燃燒得比較穩定可靠，但也有缺點。 最大缺點就是燃燒。這其實並不是真正的危險所在。但是上世紀90年代確實有架飛機因為氧氣機墜毀了，不過這也跟飛機運載的貨物有關。這些貨物比較易燃，讓氧氣機失去了它的安全帽，飛機的一次震動讓其中一個點燃了最後全部都燒了起來。 在應急部署方面，它的缺點是心理。乘客在拿到掉落的氧氣面罩之後戴上，聞到的都是什麼東西燒焦的氣味容易讓他們以為飛機真的出了什麼故障。

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