ضغط كابينة

الضغط على المقصورة هي عملية يتم فيها ضخ الهواء المكيف إلى كابينة طائرة أو مركبة فضائية ، من أجل خلق بيئة آمنة ومريحة للركاب وطاقم الطائرة الذين يرفعون على ارتفاعات عالية. بالنسبة للطائرات ، عادة ما ينفث هذا الهواء من محركات التوربين الغازي في مرحلة الضاغط ، وبالنسبة للمركبات الفضائية ، يتم حمله في صهاريج عالية الضغط ، وغالبًا ما تكون محملة. يتم تبريد الهواء وترطيبه وخلطه بالهواء المعاد تدويره إذا لزم الأمر ، قبل أن يتم توزيعه على المقصورة بواسطة واحد أو أكثر من أنظمة التحكم البيئية. ينظم ضغط المقصورة بواسطة صمام التدفق.

الحاجة إلى الضغط على المقصورة
يصبح الضغط ضروريًا بشكل متزايد على ارتفاعات تزيد عن 10000 قدم (3000 متر) فوق مستوى سطح البحر لحماية الطاقم والركاب من مخاطر عدد من المشاكل الفسيولوجية الناجمة عن انخفاض ضغط الهواء الخارجي فوق ذلك الارتفاع. بالنسبة للطائرات الخاصة العاملة في الولايات المتحدة ، يُطلب من أعضاء الطاقم استخدام أقنعة الأكسجين إذا بقي ارتفاع الكبين فوق 12500 قدم لأكثر من 30 دقيقة ، أو إذا كان ارتفاع الكابينة يصل إلى 14000 قدم في أي وقت. على ارتفاعات تزيد عن 15000 قدم ، يتعين على الركاب توفير أقنعة الأكسجين أيضًا. على الطائرات التجارية ، يجب الحفاظ على ارتفاع المقصورة في 8000 قدم أو أقل. كما أن الضغط على مخزن البضائع مطلوب لمنع الضرر الذي يلحق بالبضائع الحساسة للضغط والتي قد تتسرب أو تتوسع أو تنفجر أو يتم سحقها عند إعادة الضغط. يتم سرد المشاكل الفسيولوجية الرئيسية أدناه.

نقص الأكسجة
يقلل الضغط الجزئي المنخفض للأكسجين عند الإرتفاع من توتر الأكسجين السنخي في الرئتين وفي وقت لاحق في الدماغ ، مما يؤدي إلى التفكير البطيء ، وخفوت الرؤية ، وفقدان الوعي ، والموت في النهاية. في بعض الأفراد ، لا سيما أولئك الذين يعانون من أمراض القلب أو الرئة ، قد تبدأ الأعراض منخفضة تصل إلى 5000 قدم (1500 متر) ، على الرغم من أن معظم الركاب يمكنهم تحمل ارتفاعات 8000 قدم (2400 متر) دون أي تأثير. عند هذا الارتفاع ، هناك كمية أقل من الأكسجين بنسبة 25٪ مقارنة بمستوى سطح البحر.
يمكن معالجة نقص الأكسجة عن طريق إعطاء الأكسجين الإضافي ، إما عن طريق قناع أكسجين أو من خلال قنية الأنف. وبدون الضغط ، يمكن توصيل كمية كافية من الأوكسجين إلى ارتفاع يصل إلى 40000 قدم (12000 متر). وذلك لأن الشخص الذي اعتاد العيش في مستوى سطح البحر يحتاج إلى حوالي 0.20 بار ضغط أكسجين جزئي ليعمل بشكل طبيعي ويمكن الحفاظ على ضغط يصل إلى حوالي 40000 قدم (12000 متر) عن طريق زيادة جزء الأوكسجين في الهواء يجري التنفس. عند ارتفاع 40،000 قدم (12،000 متر) ، ينخفض ​​ضغط الهواء المحيط إلى حوالي 0.2 بار ، حيث يتطلب الحفاظ على الحد الأدنى من الضغط الجزئي للأكسجين بمقدار 0.2 بار يتطلب تنفيس 100٪ من الأكسجين باستخدام قناع أكسجين.
لا تحتاج أقنعة تزويد الأكسجين في حالات الطوارئ في مقصورة الركاب في الأقنعة إلى أن تكون أقنعة ضغط الطلب لأن معظم الرحلات الجوية تقل عن 40،000 قدم (12،000 م). وفوق هذا الارتفاع ، سينخفض ​​الضغط الجزئي للأكسجين إلى أقل من 0.2 بار حتى عند الأكسجين بنسبة 100٪ ، كما أن بعض درجات الضغط على المقصورة أو النسب السريع ستكون أساسية لتجنب خطر نقص الأكسجين.

ارتفاع المرض
فرط التنفس ، استجابة الجسم الأكثر شيوعًا لنقص الأكسجين ، يساعد في استعادة الضغط الجزئي للأكسجين جزئياً في الدم ، لكنه يسبب أيضاً ثاني أكسيد الكربون (CO2) للغاز الخارج ، مما يرفع درجة الحموضة في الدم ويسبب القلاء. قد يعاني الركاب من الإجهاد والغثيان والصداع والأرق ، و (على الرحلات الطويلة) حتى الوذمة الرئوية. هذه هي نفس الأعراض التي يعاني منها متسلقي الجبال ، لكن المدة المحدودة لرحلة الطيران تجعل من غير المحتمل حدوث استسقاء رئوي. يمكن التحكم في مرض الارتفاعات بدعوى ضغط كاملة مع خوذة وغطاء جانبي ، والذي يغلق الجسم تمامًا في بيئة مضغوطة. ومع ذلك ، هذا غير عملي للمسافرين التجاريين.

مرض بالاكتئاب
قد يؤدي الضغط الجزئي المنخفض للغازات ، أساسًا النيتروجين (N2) ولكن بما في ذلك جميع الغازات الأخرى ، إلى تسرب الغازات المنحلة في مجرى الدم إلى الخارج ، مما يؤدي إلى انسداد الغاز ، أو فقاعات في مجرى الدم. الآلية هي نفسها التي غواصات الهواء المضغوط على الصعود من العمق. قد تشمل الأعراض الأعراض المبكرة لـ “الانحناءات” – الإرهاق ، النسيان ، الصداع ، السكتة الدماغية ، الجلطة ، والحكة تحت الجلد – ولكن نادراً ما تظهر عليها الأعراض الكاملة. كما يمكن السيطرة على مرض تخفيف الضغط عن طريق بدلة ضغط كاملة كما هو الحال في مرض المرتفعات.

الضغطي
عندما تتسلق الطائرة أو تنحدر ، قد يشعر الركاب بعدم الراحة أو الألم الحاد حيث تتوسع أو تنكمش الغازات المحتبسة داخل أجسامهم. تحدث المشاكل الأكثر شيوعًا مع الهواء المحبوس في الأذن الوسطى (aerotitus) أو الجيوب الأنفية بواسطة أنبوب Eustachian أو الجيوب الأنفية المحظورة. قد يكون الألم أيضًا من ذوي الخبرة في الجهاز الهضمي أو حتى الأسنان (barodontalgia). عادة هذه ليست شديدة بما يكفي لإحداث صدمة فعلية ولكن يمكن أن يؤدي إلى وجع في الأذن التي لا تزال قائمة بعد الرحلة ويمكن أن تفاقم أو تعجل الظروف الطبية الموجودة مسبقا ، مثل استرواح الصدر.

ارتفاع المقصورة
يُشار إلى الضغط داخل المقصورة من الناحية الفنية على أنه الارتفاع المكافئ الفعال للمقصورة أو بشكل أكثر شيوعًا كارتفاع المقصورة. ويعرف هذا على أنه الارتفاع المكافئ فوق متوسط ​​مستوى سطح البحر الذي له نفس الضغط الجوي وفقاً لنموذج جوي قياسي مثل الغلاف الجوي الدولي الموحد. وبالتالي فإن ارتفاع الكابينة عند الصفر سيكون له الضغط الموجود في متوسط ​​مستوى سطح البحر ، والذي يُؤخذ إلى 101.325 كيلوباسكال (14.696 رطل / بوصة مربعة).

الطائرات
في الطائرات ، يتم الاحتفاظ بارتفاع المقصورة أثناء الطيران فوق مستوى سطح البحر من أجل تقليل الضغط على الجزء المضغوط من جسم الطائرة ؛ هذا الضغط يتناسب مع الفرق في الضغط داخل وخارج المقصورة. في رحلة ركاب تجارية نموذجية ، يُبرمج ارتفاع الكابينة ارتفاعًا تدريجيًا من ارتفاع مطار المنشأ إلى الحد الأقصى التنظيمي البالغ 8000 قدم (2400 متر). يتم الحفاظ على هذا الارتفاع في المقصورة أثناء تحليق الطائرة عند ارتفاعها الأقصى ومن ثم تقليلها تدريجياً أثناء النزول حتى يتطابق ضغط المقصورة مع ضغط الهواء المحيط في الوجهة.

إن الحفاظ على ارتفاع المقصورة دون 8000 قدم (2400 متر) يمنع بشكل عام نقص الأكسجة ، وداء المرتفعات ، ومرض تخفيف الضغط ، ورذاذ الدم. أنظمة إدارة الطيران الفدرالية (FAA) في الولايات المتحدة بموجب شروط التشغيل العادية ، قد لا يتجاوز ارتفاع المقصورة هذا الحد عند الارتفاع التشغيلي الأقصى للطائرة. لا يلغي هذا الارتفاع الأقصى الإلزامي للمقصورة جميع المشكلات الفيزيولوجية ؛ وينصح الركاب الذين يعانون من حالات مثل استرواح الصدر بعدم السفر حتى يتم شفاؤهم بالكامل ، وقد يعاني الأشخاص الذين يعانون من نزلة برد أو أي عدوى أخرى من آلام في الأذن والجيوب الأنفية. يؤثر معدل تغير ارتفاع المقصورة بشدة على الراحة حيث أن البشر حساسين تجاه تغيرات الضغط في الأذن الداخلية والجيوب الأنفية ويجب إدارة ذلك بعناية. غواصين الغوص الذين يطيرون في فترة “لا ذبابة” بعد الغطس معرضون لخطر غثيان الضغط لأن النتروجين المتراكم في أجسادهم يمكن أن يشكل فقاعات عند تعرضه لضغط مقصورة منخفض.

يبلغ ارتفاع الطائرة من طراز بوينج 767 حوالي 7000 قدم (2،100 م) عند الإبحار على ارتفاع 37،000 قدم (11،000 م). هذا هو الحال بالنسبة للمسافرين الطائرات النفاثة القديمة. إن هدف التصميم للعديد من الطائرات الجديدة ، وليس كلها ، هو توفير ارتفاع منخفض للمقصورة عن التصاميم القديمة. هذا يمكن أن يكون مفيدا لراحة الركاب. على سبيل المثال ، يمكن لطائرة بومباردييه جلوبال إكسبريس أن توفر ارتفاعًا في المقصورة يبلغ 4،500 قدم (1،400 م) عند الإبحار على مسافة 41،000 قدم (12،000 م). طائرة رجال الأعمال Emivest SJ30 يمكن أن توفر ارتفاعات كابينة على مستوى البحر عند الإبحار على ارتفاع 41،000 قدم (12،000 م). وقد وجدت إحدى الدراسات التي شملت 8 رحلات في طائرات إيرباص A380 ارتفاعًا متوسطًا في ضغط مقصورة الطائرة يبلغ 6،128 قدمًا (1،868 م) ، ووجدت 65 رحلة في طائرة بوينج 747-400 ارتفاعًا متوسطًا للضغط في المقصورة يبلغ 5،159 قدمًا (1،572 م).

قبل عام 1996 ، كان ما يقرب من 6000 طائرة نقل تجارية كبيرة معتمدة من نوع ما لتصل إلى 45000 قدم (14000 متر) دون الحاجة إلى تلبية الشروط الخاصة على ارتفاعات عالية. في عام 1996 ، اعتمدت القوات المسلحة الأنغولية التعديل رقم 25-87 ، الذي فرض مواصفات إضافية للضغط على المقصورة على ارتفاعات عالية لتصاميم الطائرات من النوع الجديد. يجب تصميم الطائرات المعتمدة للعمل فوق 25،000 قدم (7،600 م) “بحيث لا يتعرض الركاب لارتفاعات ضغط المقصورة التي تزيد عن 15،000 قدم (4،600 م) بعد أي حالة فشل محتملة في نظام الضغط”. في حالة إلغاء الضغط الذي ينتج عن “أي حالة فشل لا يمكن أن تكون غير محتملة للغاية” ، يجب تصميم الطائرة بحيث لا يتم تعريض الركاب لارتفاع كابينة يزيد عن 25،000 قدم (7،600 م) لأكثر من دقيقتين ، ولا على ارتفاع يزيد عن 40000 قدم (12000 م) في أي وقت. وفي الممارسة العملية ، يفرض تعديل لوائح الطيران الفيدرالي الجديد سقفًا عمليًا يبلغ 40،000 قدم (12،000 متر) على غالبية الطائرات التجارية المصممة حديثًا. يمكن للشركات المصنعة للطائرات التقدم بطلب لتخفيف هذه القاعدة إذا كانت الظروف تستدعي ذلك. في عام 2004 ، حصلت إيرباص على إعفاء من القوات المسلحة الأنغولية للسماح بارتفاع الكابينة A380 ليصل إلى 43000 قدم (13000 متر) في حالة حدوث حادث إزالة الضغط وتجاوز 40،000 قدم (12،000 متر) لمدة دقيقة واحدة. هذا يسمح للطائرة A380 بالعمل على ارتفاع أعلى من الطائرات المدنية الأخرى المصممة حديثًا.

مركبه فضائيه
استخدم المهندسون الروس خليط نيتروجين / أكسجين شبيه بالهواء ، وتم الاحتفاظ به على ارتفاع كابينة بالقرب من الصفر في جميع الأوقات ، في فوستوك عام 1961 ، و 1964 فوسخود ، و 1967 لتقديم مركبة الفضاء سويوز. وهذا يتطلب تصميم مركبة فضائية أثقل ، لأن هيكل مقصورة المركبة الفضائية يجب أن يتحمل ضغط 14.7 رطل لكل بوصة مربعة (1 بار) ضد فراغ الفضاء ، وأيضاً لأن كتلة النيتروجين الخاملة يجب أن تحمل. يجب أيضًا الحرص على تجنب مرض تخفيف الضغط عندما يقوم رواد الفضاء بالنشاط خارج الجسم ، حيث يتم الضغط على البدلات ذات المساحة الناعمة الحالية باستخدام الأكسجين النقي عند ضغط منخفض نسبيًا من أجل توفير مرونة معقولة.

على النقيض من ذلك ، استخدمت الولايات المتحدة جوًا من الأكسجين النقي لمركبتها الفضائية “ميركوري” عام 1961 ، و 1965 ، و “أبولو” عام 1967 ، وذلك في المقام الأول لتفادي داء الغليان. استخدم الزئبق ارتفاع الكابينة البالغ 24800 قدم (7،600 م) (5.5 رطل لكل بوصة مربعة (0.38 بار)) ؛ استخدمت الجوزاء ارتفاع 25700 قدم (7،800 م) (5.3 رطل / بوصة مربعة (0.37 بار)) ؛ واستخدم أبولو 27،000 قدم (8،200 متر) (5.0 رطل / بوصة مربعة (0.34 بار)) في الفضاء. هذا سمح لتصميم مركبة فضائية أخف. قبل الإطلاق ، تم الحفاظ على الضغط أعلى قليلاً من مستوى سطح البحر عند 5.3 psi ثابت (0.37 بار) فوق المحيط في برج الجوزاء ، و 2 psi (0.14 بار) فوق مستوى سطح البحر عند الإطلاق لـ Apollo) ، وانتقل إلى ارتفاع الكابينة الفضائية خلال الصعود. ومع ذلك ، أثبت جو الأكسجين النقي ذي الضغط المرتفع أنه خطر حريق قاتل في أبولو ، مما ساهم في وفاة طاقم أبوللو بأكمله خلال اختبار أرضي عام 1967. بعد ذلك ، عدلت وكالة ناسا إجراءاتها لاستخدام مزيج من الأكسجين بنسبة 40٪ من النيتروجين / 60٪ عند ارتفاع الصف العلوي عند الإطلاق ، لكنها أبقت الأكسجين النقي ذي الضغط المنخفض في الفضاء.

بعد برنامج أبولو ، استخدمت الولايات المتحدة أجواء كابينة تشبه الجو [بحاجة إلى توضيح] لسكلايب ، ومكوك الفضاء ، ومحطة الفضاء الدولية.

علم الميكانيكا
ويتحقق الضغط من خلال تصميم جسم الطائرة محكمة الإغلاق يتم التحكم به مع ضغط الهواء المضغوط والتحكم فيه بواسطة نظام التحكم البيئي (ECS). إن المصدر الأكثر شيوعًا للهواء المضغوط للضغط هو تنزف الهواء المستخرج من مرحلة الضاغط لمحرك توربين غازي ، من مرحلة منخفضة أو متوسطة وأيضاً من مرحلة عالية إضافية ؛ قد تختلف المرحلة الدقيقة حسب نوع المحرك. في الوقت الذي يصل فيه الهواء البارد إلى صمامات الهواء النازفة ، يكون عند ضغط مرتفع للغاية ويتم تسخينه إلى حوالي 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت). إن التحكم واختيار مصادر النزيف المرتفعة أو المنخفضة هي آلية أوتوماتيكية بالكامل وتخضع لاحتياجات الأنظمة الهوائية المختلفة في مختلف مراحل الطيران.

ثم يتم توسيع الجزء من الهواء الذي ينزف إلى ECS ليصل إلى ضغط المقصورة ، مما يؤدي إلى تبريده. يتم بعد ذلك تحقيق درجة حرارة نهائية مناسبة من خلال إضافة حرارة خلفية من الهواء المضغوط الساخن عبر مبادل حراري وآلة دورة هوائية تعرف باسم نظام العبوات. في بعض الطائرات الكبيرة ، يمكن إضافة الهواء الساخن إلى أسفل الهواء المكيف القادم من العبوات إذا كانت هناك حاجة لتدفئة قسم من الكابينة يكون أكثر برودة من غيرها.
يوفر محركان على الأقل هواء مضغوط للتسييل لجميع أنظمة الهواء المضغوط ، لتوفير التكرار الكامل. يتم أيضًا الحصول على الهواء المضغوط من وحدة الطاقة المساعدة (APU) ، إذا تم تركيبها ، في حالة الطوارئ ، وإمداد هواء المقصورة على الأرض قبل بدء تشغيل المحركات الرئيسية. تحتوي معظم الطائرات التجارية الحديثة اليوم على وحدات تحكم إلكترونية متكررة ومكررة بشكل كامل للحفاظ على الضغط إلى جانب نظام تحكم يدوي احتياطي.

يتم التخلص من جميع الهواء العادم إلى الغلاف الجوي عبر صمام تدفق ، عادة في الجزء الخلفي من جسم الطائرة. يتحكم هذا الصمام في ضغط الكابينة ويعمل أيضًا كصمام أمان ، بالإضافة إلى صمامات أمان أخرى. إذا فشلت وحدات التحكم بالضغط الأوتوماتيكي ، يمكن للطيار التحكم يدويًا في صمام ضغط الكابينة ، وفقًا لقائمة تدقيق الطوارئ الاحتياطية. تحافظ وحدة التحكم الأوتوماتيكية عادة على ارتفاع ضغط المقصورة الصحيح من خلال ضبط موضع صمام التدفق الخارجي باستمرار بحيث يكون ارتفاع الكابينة منخفضًا مثل عملي دون تجاوز الحد الأقصى للضغط التفاضلي على جسم الطائرة. يختلف فارق الضغط بين أنواع الطائرات ، وتكون القيم النموذجية بين 7.8 psi (54 كيلو باسكال) و 9.4 psi (65 كيلو باسكال). على ارتفاع 39،000 قدم (12،000 م) ، يتم الحفاظ على ضغط الكابينة أوتوماتيكياً عند حوالي 6،900 قدم (2،100 م) (450 قدم (140 م) أقل من مكسيكو سيتي) ، التي تبلغ حوالي 11،5 رطل / بوصة مربعة (79 كيلو باسكال) من الضغط الجوي.

وقد أعادت بعض الطائرات ، مثل طائرة بوينغ 787 دريملاينر ، إدخال ضواغط كهربائية كانت تستخدم في السابق على طائرات تعمل بمحركات مكبسية لتوفير الضغط. يزيد استخدام الضواغط الكهربائية من حمل توليد الكهرباء على المحركات ويدخل عددًا من مراحل نقل الطاقة ؛ لذلك ، من غير الواضح ما إذا كان هذا سيزيد من الكفاءة الكلية لنظام مناولة الهواء في الطائرة. ومع ذلك ، فهي تعمل على إزالة خطر التلوث الكيميائي للكابينة ، وتبسيط تصميم المحرك ، وتجنب الحاجة لتشغيل أنابيب الضغط العالي حول الطائرة ، وتوفير مرونة أكبر في التصميم.

إزالة الضغط غير المخطط
من النادر حدوث ضياع مفاجئ لضغط الكابينة عند الارتفاع ولكن نتج عنه عدد من الحوادث المميتة. تتراوح حالات الفشل من الفقد المفاجئ والمفاجئ لسلامة هيكل الطائرة (تخفيف الضغط المتفجر) لإبطاء التسربات أو الأعطال في المعدات التي تسمح لضغط المقصورة بالتخلي عن المستويات التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان الوعي أو تدهور الأداء الشديد للأطقم الجوية.

يتطلب أي عطل في الضغط على المقصورة فوق 10،000 قدم (3،000 متر) نزولًا في حالة الطوارئ إلى 8000 قدم (2400 متر) أو أقربها إلى ذلك مع الحفاظ على الحد الأدنى من الارتفاع الآمن (MSA) ، ونشر قناع أكسجين لكل مقعد. تحتوي أنظمة الأوكسجين على كمية كافية من الأوكسجين لجميع الأشخاص على متن المركبة ، كما أنها تعطي الوقت الكافي للطيارين للنزول إلى ما دون 8،000 قدم (2،400 م). بدون الأكسجين في حالات الطوارئ ، قد يؤدي نقص الأكسجين إلى فقدان الوعي وفقدان لاحق السيطرة على الطائرة. يختلف وقت الوعي المفيد حسب الارتفاع. عند انخفاض الضغط ، قد تنخفض درجة حرارة الهواء في المقصورة أيضًا إلى درجة الحرارة الخارجية المحيطة مع خطر انخفاض حرارة الجسم أو قضمة الصقيع.

في الطائرات المقاتلة النفاثة ، فإن الحجم الصغير للقمرة يعني أن أي تخفيف الضغط سيكون سريعًا للغاية ولن يسمح للوقت التجريبي بوضع قناع أكسجين. لذلك ، يطلب من طياري الطائرات المقاتلة وطواقمها ارتداء أقنعة الأكسجين في جميع الأوقات.

في 30 يونيو 1971 ، قُتل طاقم سويوز 11 ، ورائد الفضاء السوفييتي جورجي دوبرفولسكي ، وفلاديسلاف فولكوف ، وفيكتور باتساييف بعد فتح صمام تنفيس المقصورة دون قصد قبل العودة إلى الغلاف الجوي. ولم يكن هناك أي مؤشر على وجود مشكلة حتى فتح فريق الشفاء الكبسولة وعثر على الطاقم الميت.

التاريخ
تشتمل الطائرة التي كانت رائدة في أنظمة المقصورة المضغوطة على:

Packard-Le Père LUSAC-11 ، (1920 ، تصميم فرنسي معدّل ، غير مضغوط فعلاً ولكن مع قمرة قيادة مغلقة ومُزودة بالأكسجين)
قسم الهندسة USD-9A ، تعديل Airco DH.9A (1921 – أول طائرة تطير مع إضافة وحدة قمرة قيادة مضغوطة)
Junkers Ju 49 (1931 – طائرة تجريبية ألمانية صممت بغرض اختبار مفهوم الضغط على المقصورة)
فارمان F.1000 (1932 – فرنك فرنسي قياسي كسر قمرة القيادة ، الطائرات التجريبية)
Chizhevski BOK-1 (1936 – طائرة تجريبية روسية)
لوكهيد XC-35 (1937 – طائرة أمريكية مضغوطة. وبدلاً من كبسولة ضغط تحيط بقمرة القيادة ، كان جلد الطائرة أحادي الهيكل هو وعاء الضغط).
Renard R.35 (1938 – أول طائرة ركاب مضغوطة مكبسية ، تحطمت في أول رحلة)
بوينغ 307 (1938 – أول طائرة مضغوطة لدخول الخدمة التجارية)
كوكبة لوكهيد (1943 – أول طائرة مضغوطة في خدمة واسعة)
Avro Tudor (1946 – أول طائرة بريطانية مضغوطة)
de Havilland Comet (British، Comet 1 1949 – the jetliner first، Comet 4 1958 – resolve the comet 1 problems)
Tupolev Tu-144 و Concorde (1968 اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية و 1969 الأنجلو الفرنسية على التوالي – أولا للعمل على ارتفاع عال جدا)
SyberJet SJ30 (2005) أول طائرة أعمال مدنية تعتمد نظام ضغط قدره 12.0 رطل لكل بوصة مربعة مما يسمح لكابينة مستوى سطح البحر على ارتفاع 41،000 قدم (12،000 م).
في أواخر 1910s ، كانت تبذل محاولات لتحقيق ارتفاعات أعلى وأعلى. في عام 1920 ، تم تحقيق أول رحلة طيران أكثر من 37،000 قدم (11،000 م) من قبل الطيار التجريبي الملازم جون أ. ماكريدي في طائرة باكارد-لو بير لوساك -11 في ملعب ماكوك في دايتون ، أوهايو. كانت الرحلة ممكنة بالإفراج عن الأكسجين المخزن في قمرة القيادة ، والذي تم إطلاقه مباشرة في مقصورة مغلقة وليس إلى قناع الأوكسجين ، والذي تم تطويره في وقت لاحق. مع وجود هذا النظام على مقربة من 40،000 قدم (12،000 متر) ، كان ذلك ممكنا ، لكن عدم وجود ضغط جوي عند هذا الارتفاع تسبب في تضخيم قلب الطيار بشكل واضح ، وأبلغ العديد من الطيارين عن مشاكل صحية من مثل هذه الرحلات على ارتفاعات عالية. وكانت بعض الطائرات في وقت مبكر أقنعة الأكسجين للركاب للرحلات الروتينية.

في عام 1921 ، تم تعديل طائرة استطلاع راي-دايتون من طراز “يو إس إيه -9 إيه” ، مع إضافة غرفة محكمة مغلقة بالكامل يمكن الضغط عليها بالهواء الذي تُجبر عليه بواسطة توربينات خارجية صغيرة. كانت الغرفة تحتوي على فتحة بقطر يبلغ 22 بوصة فقط (0.56 م) ، بحيث يتم سدها بواسطة الطيار على ارتفاع 3000 قدم (910 م). احتوت الغرفة على أداة واحدة فقط ، مقياس الارتفاع ، في حين تم تركيب أدوات قمرة القيادة التقليدية خارج الغرفة ، ويمكن رؤيتها من خلال خمس فتحات صغيرة. تم إجراء المحاولة الأولى لتشغيل الطائرة مرة أخرى من قبل الملازم جون إيه. ماكريدي ، الذي اكتشف أن التوربين يقوم بإجبار الهواء على الحجرة بشكل أسرع من صمام الإطلاق الصغير الذي يمكن أن يطلقه. نتيجة لذلك ، سرعان ما تم الضغط على الغرفة ، وتم التخلي عن الرحلة. كان لا بد من التخلي عن محاولة ثانية عندما اكتشف الطيار عند 3،000 قدم (910 م) أنه كان أقصر من إغلاق فتحة الغرفة. وأخيراً تم إجراء أول رحلة ناجحة من قبل الطيار الاختبار هارولد هاريس ، مما يجعلها أول رحلة في العالم من خلال طائرة مضغوطة.

وكانت الطائرة الأولى ذات المقصورة المضغوطة هي طائرة بوينغ 307 ستراتولنر ، التي بنيت في عام 1938 ، قبل الحرب العالمية الثانية ، على الرغم من إنتاج عشرة فقط. كانت مقصورة الضغط “307” من أنف الطائرة إلى حاجز الضغط في الخلف إلى الأمام من المثبت الأفقي. ”

كانت الحرب العالمية الثانية حافزًا لتطوير الطائرات. في البداية ، لم يتم الضغط على طائرة المكبس في الحرب العالمية الثانية ، على الرغم من أنها غالباً ما كانت تطير على ارتفاعات عالية جداً ، وكانت تعتمد على أقنعة الأكسجين. أصبح هذا الأمر غير عملي مع تطوير القاذفات الأكبر حجماً حيث طُلب من طاقم الطائرة التحرك في المقصورة ، مما أدى إلى قيام المفجر الأول بضغط المقصورة (على الرغم من قصره على مناطق الطاقم) ، الطائرة من طراز Boeing B-29 Superfortress. تم تصميم نظام التحكم لهذا من قبل شركة Garrett AiResearch Manufacturing Company ، والتي تعتمد جزئياً على ترخيص براءات الاختراع التي تملكها شركة بوينغ للطبقة العليا Stratoliner.

قامت طائرات كابتن ما بعد الحرب مثل كوكب لوكهيد (1943) بمد التكنولوجيا إلى الخدمة المدنية. تعتمد محركات المكبس المجهزة بشكل عام على الضواغط الكهربائية لتوفير هواء كبائن مضغوط. ساعدت عمليات الشحن الفائق للمحرك والضغط على المقصورة طائرات مثل Douglas DC-6 و Douglas DC-7 و Constellation للحصول على سقوف خدمة معتمدة من 24000 قدم (7،300 متر) إلى 28400 قدم (8،700 م). كان تصميم هيكل جسم مضغوط للتكيف مع نطاق الارتفاع هذا ضمن المعرفة الهندسية والمعدنية في ذلك الوقت. تطلب إدخال الطائرات النفاثة ارتفاعًا ملحوظًا في ارتفاعات الرحلات إلى مدى يتراوح بين 30000 و 41000 قدم (9100-1200 متر) ، حيث تكون المحركات النفاثة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود. تتطلب هذه الزيادة في ارتفاعات الرحلات هندسة أكثر صرامة بكثير من جسم الطائرة ، وفي البداية لم تكن مفهومة تماما جميع المشاكل الهندسية.

وكانت أول طائرة نفاثة تجارية في العالم هي الطائرة البريطانية دي هافيلاند كومت (1949) والمصممة بسقف خدمة يبلغ 36،000 قدم (11،000 م). وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها بناء جسم الطائرة ذي القطر الكبير والمزود بفتحات النوافذ والنوافذ على هذا الارتفاع. في البداية ، كان التصميم ناجحًا للغاية ، ولكن فشلان كبيران في تصميم هيكل الطائرة في عام 1954 ، مما أدى إلى الخسارة الكلية للطائرة ، والركاب وطاقم الطائرة مما أسفر عن ما كان في ذلك الوقت أسطول طائرات نفاثة العالم بأسره. أدى التحقيق المكثف والتحليل الهندسي الرائد للحطام إلى عدد من التطورات الهندسية الهامة للغاية التي حلت المشاكل الأساسية لتصميم جسم الطائرة المضغوط في الارتفاع. وثبت أن المشكلة الحرجة هي مزيج من الفهم غير الكافي لتأثير الإجهاد المعدني التدريجي حيث يخضع جسم الطائرة لدورات ضغط متكررة مصحوبة بسوء فهم لكيفية إعادة توزيع إجهاد الجلد على الفتحات في جسم الطائرة مثل النوافذ وثقوب البرشام.

تم تطبيق المبادئ الهندسية الهامة المتعلقة بالتعب المعدني المستفاد من برنامج Comet 1 مباشرة على تصميم طائرة بوينغ 707 (1957) وجميع الطائرات النفاثة اللاحقة. أحد الإرث الملحوظ على الفور من كوارث الكومت هو النوافذ البيضاوية على كل طائرة نفاثة. بدأت شقوق التعب المعدنية التي دمرت المذنبات من قبل زوايا دائرة نصف قطرها الصغيرة على النوافذ المربعة تقريبا في Comet 1. أعيد تصميم هيكل المذنب (Comet) وتمكنت الطائرة كوميت 4 (1958) من أن تصبح طائرة ناجحة ، رائدة في خدمة الطائرات الأولى عبر المحيط الأطلسي ، ولكن البرنامج لم يتعافى من هذه الكوارث ، وتجاوزت الطائرة بوينج 707.

كان على الكونكورد أن يتعامل مع فروق الضغط المرتفعة بشكل خاص لأنه حل على ارتفاع عالٍ بشكل غير عادي (حتى 60000 قدم (18000 متر)) وحافظ على ارتفاع كابينة يصل ارتفاعها إلى 6000 قدم (1،800 متر). هذا جعل الطائرة أثقل بشكل كبير وساهم في ارتفاع تكلفة الرحلة. كان لدى الكونكورد أيضاً نوافذ كابينة أصغر من معظم طائرات الركاب التجارية الأخرى من أجل إبطاء معدل تخفيف الضغط إذا فشلت إحدى النوافذ. يتطلب الارتفاع العالي في المبحرة أيضًا استخدام الأكسجين عالي الضغط وصمامات الطلب في أقنعة الطوارئ على عكس أقنعة التدفق المستمر المستخدمة في الطائرات التقليدية.

الارتفاع في تصميم كابينة التشغيل للطائرات الجديدة آخذ في الانخفاض ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى تقليل أي مشاكل فسيولوجية متبقية.