Uçak Yolculukları Sırasında Ne Kadar Yükseklikte Uçarız? Uçakların Seyir İrtifalarına Gerçekten Çıkabilseydik Neler Olurdu?

Uçuş şartlarına göre değişiklik gösterse de, yolcu uçaklarının seyir irtifası genellikle 30.000 – 40.000 fit (9.140-11.200 metre) arasındadır. Yerden yükseldikçe kabin dışı ortamda oksijen yetersiz hale gelir, atmosfer basıncı ve sıcaklıklar ise giderek düşer. Uçakların seyir irtifalarındaki koşullar altında, vücudumuz normal fonksiyonlarını yerine getiremez ve yolcuların güvenli ve konforlu şekilde seyahat edebilmeleri için önlemler almak gerekir. Önlemlerin temelinde ise, kabin basınçlandırma sistemleri yer alır.

Yolcu uçaklarında dış ortamdaki hava, kabine verilmeden önce basınçlandırılır. Kabin içi basınçlandırmaları için sivil havacılık otoriteleri tarafından koyulan üst sınır 8.000 fit, yani yaklaşık 2.440 metredir. Uçak yükseldikçe, kabin de uçakla beraber yükselmeye başlar ancak 8.000 fit sınırına gelindiğinde kabin daha fazla "yükselmez". Uçak ne kadar yükselirse yükselsin, yani dış ortam basıncı ne kadar düşerse düşsün, kabin içi 8.000 fit veya daha alçak irtifalara eş değer olacak şekilde basınçlandırılır. Neden? Bunu anlamak için, yerden yükseldikçe neyin değiştiğine bakış atmamız gerekiyor.

Aircraft Systems Tech

Uçaklar Yükseldikçe Hava Nasıl Değişir?

Atmosfer Basıncı

Deniz seviyesindeki atmosfer basıncı yaklaşık 760 mmHg olarak kabul edilir. Bu değer irtifaya çıkıldıkça düşmeye başlar. 18.000 fit (5.500 m) irtifada yarıya, 34.000 fit (10.360 m) irtifada ise dörtte birine düşer.

Basınç azalmasının etkilerini daha iyi anlamamız için hatırlamamız gereken kanunlar var. Onlardan bir tanesi, sabit sıcaklık altında hacimle basıncın ters orantılı ($P_1\times V_1=P_2\times V_2$) olarak değiştiğini söyleyen Boyle kanunudur. Basınç düşmeye başladıkça, hacim aynı oranda artar. 18.000 fit yükseklikte 2 katına, 34.000 fit yükseklikte ise 4 katına çıkar. Doğal olarak bu irtifalara maruziyetlerde, gaz boşluğuna sahip vücut yapılarının (bağırsaklar, orta kulak, sinüsler vb.) içerisindeki gazların hacimleri de aynı oranda artacaktır. Bu da bu organlarda barotravmalara (basınç değişimine bağlı gelişen hasarlara) sebep olabilir.

Kabin basınçlandırması sayesinde, basınç azalması ve gaz genişlemesine bağlı hasarların önüne geçilir. 8.000 fit irtifaya eş değer basınçta gazlar %30 oranında genişler. Böylesi bir genişleme, özellikle üst solunum yolu enfeksiyonu geçirmekte olan kişilerde rahatsızlık, baskı hissi yaratabilse de genellikle insan vücudu tarafından rahatlıkla tolere edilir.

Oksijen Azlığı

Oksijen, atmosfer gaz karışımı içerisinde yaklaşık %21 oranında bulunur. %21'lik bu oran, atmosferin homojen dağılan katmanlarında ne kadar yükseğe çıkılırsa çıkılsın, değişmez. Asıl problem, oksijen oranının değil, basıncının düşmesiyle yaşanır. Deniz seviyesinde 160 mmHg olan O₂ basıncı, 25.000 fit yükseklikte 60 mmHg, 40.000 fit yükseklikte ise 30 mmHg basınca geriler. Basınç azaldıkça, vücudun O₂ kullanması zorlaşacak (çünkü aynı miktarda oksijen, düşük basınç nedeniyle kana geçmekte zorlanacak), bilişsel ve psikomotor fonksiyon kayıplarından, bilinç kaybına kadar değişen ve sonuçta hayatı tehdit edebilecek kadar ilerleyebilecek bir problem ortaya çıkacaktır.

Kabin içerisinde yapılan uyarılarda, kabin basıncında oluşacak bir arıza durumunda hızlıca O₂ maskelerimizi takmamız istenir ve başkalarına yardım etmeden önce kendi maskemizi takmamız gerektiği belirtilir. Bunun sebebi, O₂ azlığına beynimizin dayanabileceği sürelerin kısıtlı olmasıdır. O₂ kısmi basınç değeri düştükçe bu süreler daha da azalır. Beynimiz, 60 mmHg O₂ basınç değerine sahip ortamda (25.000 fit irtifada) ortalama 3-5 dakika dayanabilirken, 30 mmHg değere sahip ortamda (40.000 fit irtifada) ortalama 15-20 saniye kadar dayanabilir. Bu sürelerin dışına çıkıldığında, tam olarak bilinç kaybı yaşamasak bile kullanılabilir bir bilinçten söz edilemez.

Kabin içi, 8.000 fit irtifaya eş değer basınçlandırıldığında, normalde %97 civarında olan kanda oksijen doygunluk oranı, %92 seviyelerine geriler. Ancak bu durum sağlıklı kişiler için bir sorun oluşturmaz ve vücut normal fonksiyonlarını yerine getirebilir. (Kronik solunum yolu veya kalp hastalıkları gibi O₂ seviyelerindeki küçük düşüşlerden etkilenebilecek hastalıklara sahip kişilerde ilave O₂ desteğine ihtiyaç duyulabilir. Bu konuda mutlaka bir hava ve uzay hekimliği uzmanı veya uçuş tabibi görüş alınmasına ihtiyaç vardır!)

Düşük Sıcaklık

Daha yüksek irtifaya çıkıldıkça zorlaşan ortam koşullarından birisi de sıcaklıktır. Sıcaklık, atmosferin ilk katmanı olan troposfer içerisinde, her 1.000 fit yükseklikte −1,98°C düşer. 30.000 fit (9.140 m) yükseklikte seyreden bir uçağın, dış ortam sıcaklığı -44°C’ye kadar inecektir. Düşük sıcaklıklardan korunmamız için kabin içine verilen hava, basınçlandırma işlemleri esnasında ısıtılır.

Ayrıca dış ortamda düşük seviyelerde olması ve basınçlandırma işlemi sırasında azaltılması sebebiyle, kabin içerisindeki su buharı seviyesi (nem) olması gerekenden azdır. Düşük nem seviyeleri, ağız, burun ve ciltte kuruluk ile gözlerde yanma, batma hissi yaratabilir (uçuşlarda nemlendirici kremler kullanmak veya kontakt lensler yerine gözlük tercih etmek faydalı olabilir). Fakat genellikle takviye sıvı alımını gerektirecek düzeyde bir sıvı kaybı oluşmaz. Yine de uzun süreli uçuşlarda sıvı kaybına sebep olacak alkol ve kafein tüketimini kısıtlamak daha iyi olacaktır.

wikipedia

Sonuç

Kabin basınçlandırma sistemleri askeri havacılıkta 1937 yılında, sivil havacılıkta ise 1938 yılının sonunda kullanılmaya başlandı ve o günden bu yana kabin içerisindekilerin sağlığını ve konforunu gözeterek gelişmeye devam ediyor. Havayolu kullanan yolcu sayısı, salgın hastalık nedeniyle 2020 yılında azalmış olsa da 2019 yılında 4,4 milyara ulaşmıştı. Bu da uçaklarda yolcu sağlığı ve konforu açısından alınan mesafeye dair göstergelerden birisi olabilir.