Se a aeronave está pressurizada, por que nossos ouvidos estalam durante a decolagem e a aterrissagem?

Algo me atingiu durante o meu último vôo: nossos ouvidos sentem que a pressão ao nosso redor muda rapidamente durante a decolagem e a aterrissagem, doem cada vez mais até fazê-los estalar. No entanto, a cabine deve manter um nível de oxigênio mais alto do que fora da aeronave, porque não é denso o suficiente a ~ 10 km para respirar normalmente.

Isso significa que a aeronave apenas retira o ar do lado de fora, o aquece (fica a cerca de -40 ° C fora a 10 km) e acrescenta oxigênio a ele antes de soprá-lo para dentro? De que outra forma?

pressure aircraft-design

— Mister Mystère
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Respostas:

Como a cabine não é pressurizada à pressão do nível do mar, ela é equivalente a aproximadamente 8k pés. (enquanto o avião é 4,5 vezes maior)

Isso significa que há menos pressão diferencial do que se a cabine fosse pressurizada à pressão do nível do mar. Mas ainda está dentro do limite com o qual os passageiros se sentem confortáveis.

Esta resposta no aviation.SE contém um gráfico de pressão da cabine ao longo do tempo durante um voo:

Pressão da cabine ao longo do tempo
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A composição do ar não muda com a altitude, apenas com a pressão. Isso significa que você só precisa comprimir o ar antes de soprar.

— catraca arrepiante
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Observe também que, pouco antes da decolagem, à medida que os motores aumentam (como os motores fazem a compressão da cabine e também voam), você excede a pressão atmosférica normal por alguns minutos antes do início do vôo. É por isso que você começa a sentir pressão antes mesmo de o plano decolar.

— Mark

@ Mark que pode ser explicado pelo ajuste das válvulas de saída, embora seja útil para um teste rápido das vedações no solo.

— roquete aberração

Cristalino, muito obrigado. Estou ciente de que a composição do ar não muda com a altitude; eu deveria saber que comprimir o ar externo era mais fácil do que adicionar O2 a ele (que, pensando nisso, também o comprime). Resolvido!

— Mister Mystère

O mal suprimido zero gráfico ataca novamente! :-)

— Russell McMahon

Há uma diferença entre ser pressurizado para um valor absoluto e ser pressurizado para um valor relativo.

Por exemplo, se a cabine pressionasse imediatamente a mesma pressão atmosférica que o seu terminal de partida, seus ouvidos não estariam em ascensão, mas teriam que estourar em algum momento da descida, a menos que a elevação do terminal de pouso fosse a mesma que a partida.

Isso também significaria que a estrutura da aeronave teria que ser espessa o suficiente para suportar toda a pressão diferencial entre o nível do mar e a altitude de cruzeiro.

Se, em vez disso, a cabine apenas pressurizar para, digamos, 7psi (cerca de 50kPa?) Acima da pressão externa, não há necessidade de um esquema elaborado de correspondência de pressão de destino e as paredes da aeronave podem ser mais finas, portanto mais leves e com menor consumo de combustível.

Pressurização relativa significa que a pressão absoluta muda com a altitude, então seus ouvidos estalam.

— Mandril
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