BRPI0621606B1 - System for distributing oxygen on an aircraft - Google Patents

Abstract

sistema para distribuir oxigênio em uma aeronave. a invenção refere-se a um sistema para distribuir um gás respiratório a membros de tripulação em uma cabine de uma aeronave, o sistema compreendendo pelo menos uma máscara respiratória, uma entrada de ar ambiente para admissão de ar ambiente na máscara respiratória, uma fonte de gás adicional, linhas de fornecimento para transportar o gás adicional para uma máscara respiratórla, meios de mistura fornecidos nas linhas de fornecimento para misturar gás adicional com ar ambiente para fornecer um gás respiratório correspondendo a uma mistura do gás adicional e ar ambiente para uma máscara respiratória, meios de reguiação para regular o teor de gás adicional do gás respiratório pelo menos parcialmente como uma função da altitude da aeronave.

Description

SISTEMA PARA DISTRIBUIR OXIGÊNIO EM UMA AERONAVE

[0001] A presente invenção refere-se a sistemas para distribuir um gás respiratório ou respirável em uma aeronave para passageiros e membros da tripulação e, mais especificamente, a um sistema adaptado para diminuir o impacto de uma perda rápida de pressão na cabine sobre seus ocupantes.

[0002] Tal aeronave é equipada com uma cabine pressurizada. O valor de pressão da cabine é freqüentemente mencionado como a altitude da cabine. Altitude da cabine é definida como a altitude que corresponde à atmosfera pressurizada mantida dentro da cabine. Esse valor é diferente da altitude da aeronave que é a altitude física efetiva. Todos os valores de altitude correspondem aos valores como definido nas tabelas de altitudes convencionais (ou "altitude de pressão").

[0003] Regulamentos de avião como a Federal Aviation Regulations (FAR) deduzem que todas as aeronaves sejam equipadas com um sistema de apoio de oxigênio para distribuir em situações de emergência um gás respirável, também denominado gás respiratório, para todos os passageiros e membros da tripulação, ou consumidores de gás respiratório. O gás será fornecido, por exemplo, em uma máscara de respiração ou oxigênio de emergência, no caso de eventos como um acidente de despressurização ou fumaça na cabine do piloto.

[0004] O sistema de emergência responde a uma queda de pressão que ocorre subitamente na cabine pressurizada. No evento de uma despressurização, a altitude de cabine tende a convergir em direção ao valor de altitude da aeronave. O equipamento de respiração ou máscara de emergência é fornecido para distribuir em tais situações, um gás respirável enriquecido com oxigênio ou 100% de oxigênio para o usuário.

[0005] O equipamento de respiração é abastecido com gás adicional distribuído por cilindros de oxigênio pressurizado, geradores químicos ou Sistema Gerador de Oxigênio a bordo (OBOGS) ou, mais genericamente, quaisquer fontes de oxigênio. O equipamento de respiração conhecido pode compreender, genericamente, uma máscara e um regulador para regular o fornecimento de gás respirável.

[0006] Em um equipamento de respiração conhecido, o regulador é capaz de administrar o volume de gás respiratório exigido de acordo com a demanda do usuário. O controle é desse modo função de sua demanda respiratória que pode ser determinada pela pressão consecutiva para inalação, pelo volume ou taxa de fluxo do gás inalado, pela alteração em volume de caixa torácica, ou quaisquer dados apropriados representativos da demanda do usuário. Os reguladores conhecidos distribuem um gás respiratório para o qual o enriquecimento de oxigênio deve ser sempre maior do que o enriquecimento fisiologicamente exigido e regulador mínimo que depende da altitude de cabine da aeronave. Um exemplo da exigência de FAR é mostrado na figura 3.

[0007] Para um consumidor de oxigênio que enfrenta uma despressurização súbita, uma colocação rápida da máscara é essencial. As conseqüências fisiológicas de uma perda súbita do oxigênio fornecido à cabine são apresentadas na figura 1. Os resultados na figura 1 são dados para uma aeronave voando a 11.887,2 m (39.000 pés) (pressão atmosférica correspondente PB = 197hPa), e cuja cabine é pressurizada em 2.438, 4 m (8.000 pés) (PB = 753 hPa, que é um valor de pressão de cabine comumente utilizado para aeronaves em cruzeiro). Em 2.438,4 m (8.000 pés) , para um consumidor normal, a pressão parcial de oxigênio no alvéolo PA0;> está próxima a 96 hPa, e no sangue venoso PV0Z está próxima a 4 0 hPa. A pressão parcial de dióxido de carbono no alvéolo PACGZ está próxima a 4 9 hPa. A composição de gás no alvéolo pulmonar é como a seguir, levando em consideração a pressão parcial de vapor d'água no alvéolo ΡΑΗ20 e pressão parcial de nitrogênio no alvéolo PaN2 .

Tabela 1.1: composição de gás no alvéolo pulmonar em Pb = 753 hPa [0008] Os resultados levam a PA02/PANz = 0,176. Pode-se ver que PA02 > Pv02, que é essencial, como explicado aqui abaixo.

[0009] Com a hipótese de uma despressurização súbita da cabine em 2 segundos, a pressão cai a partir de 753 hPa para a pressão externa de 197 hPa, isto é, uma razão de 1 para 3,85. A pressão parcial de gases de cada alvéolo diminui na mesma razão, exceto do vapor d'água e dióxido de carbono. PAHZQ é uma unidade física que varia somente como uma função da temperatura, aqui a temperatura do corpo de 37°c, e portanto permanece em 63 hPa, Com relação a PAC02, seu valor é determinado através do equilíbrio entre a quantidade de dióxido de carbono vindo do sangue venoso e a quantidade liberada através da respiração. Seu valor estabiliza em torno de 25 a 30 hPa. A composição de gás no alvéolo pulmonar se torna: Tabela 1.2: composição de gás no alvéolo pulmonar em PB =197 hPa [00010] A Tabela 1.2 mostra que a pressão parcial de oxigênio no alvéolo PA02 diminui 6 vezes, para um valor mais baixo do que PvO,? (40hPa) - Para PA02 mais baixo do que PvQa, um sangue totalmente insaturado em oxigênio flui para fora dos pulmões. Somente variações de PA02 são traçadas na figura 1. Com a máscara de oxigênio no lugar em aproximadamente 5 segundos da descompressão, oxigênio puro é alimentado para o usuário, e PA02 aumenta até 80 hPa após queda abaixo de Pv02. Enquanto isso, N2 é expelido a partir dos pulmões, de 50% menos após 15-20 segundos, até 90% menos após aproximadamente um minuto.

[00011] Pode-se ver a partir da figura 1 que por 10 a 15 segundos, PAG2 está abaixo de Pv02. Em 5 segundos de descompressão, um sangue insaturado de 0,;: atinge as células do cérebro e sistema nervoso central, e pode causar perda de consciência, visto que a maioria das células do cérebro sensíveis a oxigênio para de funcionar.

[00012] Se o membro da tripulação não colocar a máscara urgentemente, ele/ela enfrenta consequências perigosas. Após 3 minutos sem oxigênio, lesões neurológicas irreversíveis são transmitidas ao sistema nervoso, o que pode levar à morte. Além disso, mesmo com uso preventivo da máscara, pode-se ver a partir dos cálculos acima e a figura 1 que com uma máscara ajustada para fornecer um gás respirável com um teor de aproximadamente 21% de oxigênio (como visto a partir da figura 3 com uma altitude de cabine de 2.438,4 m (8.000 pés)), o sangue do usuário ainda se torna insaturado em oxigênio.

[00013] Seria, portanto, altamente desejável desenvolver um sistema de distribuição de oxigênio em aeronave que evite o tempo critico quando o sangue se torna insaturado em oxigênio. Um tal sistema evitaria qualquer risco de perda de consciência, e permite que um membro da tripulação esteja totalmente consciente para reagir.

[00014] Por conseguinte, a presente invenção provê um sistema para distribuir oxigênio para membros da tripulação de uma aeronave de acordo com a reivindicação 1. A invenção provê ainda um método de distribuir oxigênio para membros da tripulação, de acordo com a reivindicação 6.

[00015] A invenção tira proveito da observação do requerente de que além de uma dada altitude de cruzeiro para uma aeronave, o fornecimento de uma quantidade adicional de oxigênio ao consumidor - no topo da quantidade normal fornecida (com base na altitude da cabine), resultará em um colapso menos severo de PaC>2 no sangue do consumidor. Esse fornecimento adicional, doravante denominado pré-oxigenação, evita que PA02 se torne mais baixo do que PVC>2.

[00016] 0 gás respirável fornecido à máscara depende parcialmente da altitude da aeronave em antecipação da pressão efetiva da cabine após um acidente de despressurização. Pré-oxigenação pode ser visto como uma antecipação das condições efetivas da cabine (pressão da cabine) se um acidente de descompressão fosse ocorrer na altitude de cruzeiro da aeronave.

[00017] Outras características e vantagens da presente invenção aparecerão adicionalmente na descrição a seguir quando considerada com relação aos desenhos em anexo, onde: [00018] A figura 1 ilustra um diagrama que mostra a variação de PAC>2 no sangue de um passageiro após descompressão da cabine a partir de 2.438,4 m (8.000 pés) para 11.887,2 m (39.000 pés);

[00019] A figura 2 ilustra uma modalidade exemplar de um sistema de emergência de oxigênio de um avião adaptado para distribuir pré-oxigenação em uma primeira modalidade da invenção; e [00020] A figura 3 ilustra a quantidade de exigência mínima de oxigênio alimentado a uma máscara respiratória com um regulador de demanda, como uma função da altitude de cabine.

[00021] A pré-oxigenação pode ser definida como a respiração preventiva de ar enriquecido com oxigênio adicional, adicional a partir das curvas de gás respiratório de referência e/ou mínima definida pelo FAR para a altitude de cabine dada. Tais curvas de referência serão detalhadas posteriormente. Em outras palavras, o teor de oxigênio do gás respiratório alimentado para um membro da tripulação é aumentado a partir dos valores mínimos (genericamente 21% em 1.524 m a 2.438, 4 m (5.000 pés a 8.000 pés)) mostrados na figura 3. A pré-oxigenação permite evitar o risco de hipoxia hiperaguda após uma descompressão rápida de 5 segundos ou menos.

Pré-oxigenação antes de uma descompressão rápida em menos de 5 segundos: [00022] A fração mínima de oxigênio F1O2 fornecido à máscara que assegura um valor mínimo suficiente significativo PAC>2 é determinada com as seguintes hipóteses e cálculos: - pressão parcial de vapor d'água no alvéolo PaH;:0 é constante durante descompressão, e corresponde à pressão de saturação de vapor d'água em 37°c, isto é, 63 hPa, pressão parcial de dióxido de carbono no alvéolo PaC02 estabiliza rapidamente após descompressão em torno de um valor de 30 hPa, para uma descompressão rápida em uma altitude de 10.668 m {35.000 pés) ou mais elevada, permanece constante antes, e logo após descompressão.

[00023] Com (i) é (f) correspondendo respectivamente às condições inicial e final da descompressão, utilizando a lei Dalton e Pa02/PaN2 constante leva às seguintes equações: levando a: com PACO;:(f) e ΡΛΗ20 substituídos por seu valor respectivo de 30 e 63 hPa.

[00024] Com os seguintes dados complementares: a) valor mínimo de PA0j ao término de descompressão. Várias hipóteses são possíveis: - PAOz permanece maior do que a pressão parcial de oxigênio do sangue venoso Pv02 (40 hPa como visto anteriormente para uma altitude de cabine entre 1.524 m e 2.438,4 m (5.000 e 8.000 pés)), perda de consciência é evitada, - PA02 permanece maior do que P5o, que é a pressão parcial de oxigênio correspondendo a SaC>2 em 50%, isto é, 36 hPa, Sa02 sendo a saturação de oxigênio de sangue arterial. Por alguns segundos, esse valor de PA02 é tolerável embora uma diminuição rápida de Sa02 possa ser incapacitante, - o fator principal que influencia o valor mínimo de PA02 é na realidade o retardo de tempo para colocar a máscara de emergência. Considerando que a máscara de emergência seja instalada em 5 segundos (tempo máximo permissível de acordo com FAR), o valor de PA02 acima pode ser diminuído ainda mais para 30 hPa, que corresponde a um valor de Sa02 de 40 a 45%, isto é, o limite para perda imediata de consciência.

[00025] Os cálculos a seguir serão baseados no valor alvo de 30 ou 40 hPa para PA02. Outros valores alvo podem ser considerados dependendo do valor limite de PA02 escolhido. b) permanece constante ao longo da descompressão da cabine.

[00026] Os cálculos são realizados como a seguir: 1) valor alvo de PA02 é definido, 2) utilizando PAN2 = PB - PA02 - PAH20 - PAC02, PAN2 é calculado após descompressão, 3) é calculado, 4) PaN2 + PA02 é calculado antes da descompressão, bem como PaOí conhecendo 5) PaO·? é então transformado em um valor FiO;, que fornece a percentagem de oxigênio adicional quando comparado com teor mínimo de oxigênio necessário na altitude de cabine pressurizada (1.524 m a 2.438, 4 m ) (5.000 a 8.000 pés), isto é, 21% como visto para essa faixa de altitude de cabine na figura 3.

[00027] Os cálculos mostram que a pressão da cabine tem pouca influência sobre a percentagem de oxigênio adicional, especificamente entre 1.524 m e 2.438,4 m (5.000 e 8.000 pés). Portanto, a Tabela 2 a seguir pode ser determinada onde, com a assunção conservar iva de que PA0?. = 40 hPa após descompressão, a percentagem de oxigênio adicional é dada como uma função da altitude da aeronave.

[00028] A Tabela 2 leva em consideração ainda o fato de que além de uma altitude dada, por exemplo 10.668 m (35.000 pés) para aeronave pequena ou 12.496,8 m (41.000 pés) para as aeronaves grandes, e uma tal máscara distribui um PPB de pressão positiva após descompressão. A alimentação de oxigênio com PPB de pressão em excesso, ou pressão positiva, se torna compulsória além de uma segunda altitude dada, por exemplo, 11.887,2 m (39.000 pés), no caso de descompressão para assegurar uma respiração adequada e eficiente.

Tabela 2: pré-oxigenação como uma função da altitude de aeronave no caso de uma descompressão de 5 s ou menos [00029] Os valores da tabela 2 devem ser lidos como a seguir: Percentagem total de oxigênio alimentado ao membro da tripulação = Percentagem exigida na altitude de cabine (genericamente 21%) + percentagem de 0;: adicional (x%) (1) [00030] Por exemplo, em 13.716 m (45.000 pés), a percentagem total de oxigênio é 21+46 = 67%. Os números de descompressão de 5 segundos ou menos constituem o caso de referência, ou cenário de descompressão mais desfavorável. Para tempos de descompressão curtos (5 s ou menos), sem pré-oxigenação, e considerando o uso nominal de uma máscara respiratória de emergência (com PPB) , ΡΛΟί; atinge valores mínimos dramáticos. Com um perfil de pré-oxigenação da Tabela 2, isto é como uma função FREF (2ai.t-ci-aft) , com ZfiiYcrsít a altitude de aeronave, PA0a diminui para 40hPa, desse modo evitando que sangue insaturado saia dos pulmões.

[00031] Os números de descompressão de 5 segundos ou menos correspondendo a um PA02 mínimo de 4OhPa não levam em consideração as características físicas da aeronave. Um fabricante de aeronave pode garantir tempos de descompressão mais longos, desse modo reduzindo as exigências de pré-oxigenação. Realmente, com queda de pressão de aeronave menos severa após um acidente de descompressão, menos pré-oxigenação é necessária para assegurar um PA02 mínimo de 4 0 hPa. Quanto mais rápido o tempo de descompressão, maior a necessidade de antecipação, isto é, pré-oxigenação do acidente.

[00032] Para aeronave com um tempo de descompressão longo garantido, por exemplo, maior do que 20 segundos, nenhuma pré-oxigenação é necessária visto que PA02 não atinge os níveis dramáticos mencionados anteriormente. Isso corresponde ao cenário de descompressão mais favorável.

[00033] Qualquer cenário de descompressão levará a uma pré-oxigenação (função da altitude de aeronave) compreendida entre "sem pré-oxigenação" e o perfil de pré-oxigenação conservativa da Tabela 2. Em outras palavras, a função de pré-oxigenação é definida de acordo com a seguinte equação: F i02 = 21% + FPREOX (Zaircraft) (2) onde F1O2 = percentagem total de O2 no gás respiratório fornecido pelo sistema de acordo com a invenção, FPREOX (Zaircraft) ^ FREF (Zaircraft) , FPREOX (Zaircraft) sendo uma função de percentagem da altitude de aeronave, Zaircraft sendo a altitude da aeronave, FPREOX (Zaircraft) = 0 é uma possibilidade com a condição de que o fabricante da aeronave garanta um tempo de descompressão elevado o suficiente.

[00034] Esses cálculos permitem definir o perfil de pré-oxigenação que o sistema de acordo com a invenção deve seguir para alimentar oxigênio adicional para os consumidores de gás respiratório.

[00035] Um tal sistema para distribuir um gás respiratório a consumidores de uma aeronave compreende, genericamente, uma fonte de oxigênio, linhas de fornecimento para transportar o oxigênio para os passageiros e membros da tripulação, por exemplo, para a cabine ou para as máscaras respiratórias como máscaras de emergência para os passageiros ou máscaras para os membros da tripulação. O sistema compreende ainda um dispositivo de mistura fornecido nas linhas de fornecimento para fornecer um gás respiratório que corresponde a uma mistura de ar ambiente e gás adicional para a máscara do membro da tripulação. No sistema de acordo com a invenção, os meios de regulação são adicionalmente adaptados para fornecer gás adicional à máscara pelo menos parcialmente como função da altitude da aeronave.

[00036] Os regulamentos são também adaptados para regular o teor de gás adicional do gás respiratório fornecido pelo dispositivo de mistura pelo menos parcialmente como uma função da altitude da cabine. Essa função é conhecida a partir de máscaras respiratórias existentes para membros da tripulação visto que permite adaptar o teor de oxigênio do gás respiratório após um acidente de descompressão baseado no FAR. Essa regulação corresponde à figura 3. Como a regulação se baseia na altitude da cabine, nenhuma antecipação é prevista. Essa regulação é na realidade suficiente quando um tempo de descompressão mais longo é assegurado pelo fabricante da aeronave.

[00037] No sistema de acordo com a invenção, os meios de regulação são adaptados para aumentar o teor de gás adicional do gás respiratório fornecido pelo meio de mistura como uma função da altitude de cabine definida pela equação (2) mencionada acima.

[00038] Em uma modalidade preferida do sistema de acordo com a invenção, os meios de regulação são adicionalmente adaptados para regular o teor de gás adicional como uma função do tempo de descompressão garantido pelo fabricante da aeronave.

[00039] Em uma modalidade adicional do sistema de acordo com a invenção, como o tempo de descompressão garantido pelo fabricante da aeronave pode variar dependendo do tipo de aeronave, os meios de regulação são configurados para assegurar qualquer função de pré-oxigenação correspondendo a um cenário de descompressão compreendido entre o cenário mais favorável (sem pré-oxigenação ou "neutralizado por pré-oxigenação") e o cenário mais desfavorável (pré-oxigenação de acordo com a Tabela 2).

[00040] Desse modo, os meios de regulação são adaptados para regular o teor de gás adicional do gás respiratório como definido na equação (2).

[00041] A figura 2 ilustra uma modalidade exemplar do sistema, de acordo com a invenção, e mais especificamente o regulador de demanda com seus meios de regulagem, como conhecido a partir de W02006/005372.

[00042] O regulador compreende duas porções, uma porção 10 incorporada em um alojamento carregado por uma máscara (não mostrada) e a outra porção 12 carregada por uma caixa para armazenar a máscara. A caixa pode ser de estrutura em geral convencional, sendo fechada por portas e tendo a máscara que se projeta a partir da mesma. A abertura das portas por extração da máscara faz com que uma torneira de alimentação de oxigênio seja aberta.

[00043] A porção carregada pela máscara é constituída por um alojamento que compreende uma pluralidade de partes montadas juntas tendo recessos e passagens formadas no mesmo para definir uma pluralidade de trajetórias de fluxo.

[00044] Uma primeira trajetória de fluxo conecta uma entrada 14 para oxigênio a uma saída 16 que leva à máscara. Uma segunda trajetória conecta uma entrada 20 para ar de diluição a uma saida 22 que leva à máscara. A taxa de fluxo de oxigênio ao longo da primeira trajetória é controlada por uma torneira controlada eletricamente. No exemplo mostrado, essa torneira é uma válvula proporcional 24 sob controle de voltagem conectando a entrada 14 à saída 16 e acionada por um condutor 26. Seria também possível utilizar uma válvula solenóide do tipo ligar/desligar, controlada utilizando modulação de largura de pulso em uma razão de carga variável.

[00045] Uma submontagem de "demanda" é disposta na trajetória direta para permitir que ar de diluição flua para dentro da máscara, a submontagem atuando para conduzir ar ambiente e para medir a taxa de fluxo solicitada instantânea ou qualquer outro tipo de acionador remotamente controlado.

[00046] No exemplo mostrado, a seção direita da trajetória de fluxo de ar de diluição é definida por uma superfície interna 33 do alojamento, e a borda extrema de um pistão 32 deslizavelmente montado no alojamento. O pistão é submetido à diferença de pressão entre pressão ambiente e a pressão que existe dentro de uma câmara 34. Uma válvula eletricamente controlada adicional 36 (especificamente uma válvula solenóide) serve para conectar a câmara 34 à atmosfera ou então à alimentação de oxigênio pressurizado. A válvula eletricamente controlada 36 serve, desse modo, para comutar a partir do modo normal com diluição para um modo no qual oxigênio puro é fornecido (denominado modo "100%"). Quando a câmara 34 é conectada à atmosfera, uma mola 38 retém o pistão 32 no assento 39, porém permite que o pistão 32 separe do assento 39, quando um usuário inala uma admissão, para deixar ar passar através da trajetória de fluxo de ar, na câmara de mistura 35 onde ar é misturado com oxiqênio. Quando a câmara 34 é conectada ao fornecimento de oxigênio o pistão 32 pressiona contra o assento 39, desse modo evitando a passagem de ar. 0 pistão 32 pode ser também utilizado como o elemento móvel de uma válvula reguladora servo-controlada. Em geral, reguladores são projetados para tornar possível não somente a execução de operação normal com diluição, como também posições de emergência graças ao seletor 58.

[00047] A trajetória de fluxo de ar compreende uma constrição Venturi 41, entre o pistão 32 e o alojamento da porção 10. A constrição Venturi 41 tem, por exemplo, uma seção de 0,57 mm2. Essa seção foi determinada de acordo com um modelo de máscara específico e pode ser alterada para outros modelos de máscara. Um conduto capilar 43 tendo um orifício de entrada 45 é conectado à constrição Venturi 41 e um orifício de saída 47 é conectado a um sensor de pressão 49. O sensor de pressão 49 mede a pressão de ar na constrição Venturi 41 através do conduto capilar 43. 0 sinal a partir do sensor de pressão 49 é transmitido para um circuito eletrônico 62.

[00048] 0 alojamento da porção 10 também define uma trajetória de expiração incluindo uma válvula de expiração 40. O elemento obturador da válvula 40 mostrado é de um tipo que está em uso difundido atualmente para executar as duas funções de atuar tanto como uma válvula para pilotar admissão e como uma válvula de descarga. Na modalidade mostrada, atua exclusivamente como uma válvula de expiração enquanto torna possível para o interior da máscara ser mantida em uma pressão que é mais elevada do que a pressão da atmosfera em volta pelo aumento da pressão que existe em uma câmara 42 definida pela válvula 40 a uma pressão mais elevada do que pressão ambiente.

[00049] Em um primeiro estado, uma válvula eletricamente controlada 48 (especificamente uma válvula solenóide) conecta a câmara 42 à atmosfera, em cujo caso a respiração ocorre assim que a pressão na máscara excede a pressão ambiente. Em um segundo estado, a válvula 48 conecta a câmara 42 à alimentação de oxigênio pressurizado através de uma constrição de limitar taxa de fluxo 50. Sob tais circunstâncias, a pressão dentro da câmara 42 assume um valor que é determinado por válvula de escapamento 46 tendo uma mola de fechamento de taxa.

[00050] 0 alojamento para a porção 10 pode carregar ainda meios que permitem que um cinto pneumático da máscara seja inflado e esvaziado. Esses meios são de estrutura convencional e conseqüentemente não são mostrados nem descritos.

[00051] Na posição ilustrada na figura 2, o seletor 58 fecha um comutador de modo normal 60. Em suas outras duas posições, fecha comutadores respectivos para um modo de 100% de 02 e para modo de emergência (02 com pressão em excesso).

[00052] Os comutadores são conectados ao circuito eletrônico 62 que opera, como uma função do modo operacional selecionado, em resposta à altitude de cabine como indicado por um sensor 64, à altitude de aeronave e à taxa de fluxo instantânea sendo solicitada como indicado pelo sensor de pressão 4 9 para determinar a taxa na qual deve fornecer oxigênio ao usuário da máscara. O cartão de circuito provê sinais elétricos apropriados para a primeira válvula eletricamente controlada 24.

[00053] No modo normal, o sensor de pressão 49 fornece a pressão de demanda instantânea para a saida 22 a partir da trajetória de fluxo de ar, filtrada através do filtro 61, para dentro da máscara (vide a linha continua na figura 2) . 0 circuito eletrônico 62 recebe esse sinal juntamente com informações referentes à altitude da cabine que necessitam ser levadas em conta e que vêm a partir do sensor 64. 0 circuito eletrônico recebe ainda um sinal que corresponde à altitude da aeronave (por exemplo, sinal tirado a partir do sistema de barramento de aeronave).

[00054] O circuito eletrônico 62 então determina a quantidade ou taxa de fluxo de oxigênio ou gás respirável a ser fornecida de acordo com a equação (2), como definido anteriormente.

[00055] Embora a regulação de acordo com a altitude da cabine funcione de um certo modo instantaneamente para uma queda de pressão na cabine, a regulação de acordo com a altitude da aeronave é utilizada em antecipação a qualquer queda súbita em pressão da cabine.

[00056] Um exemplo da curva de referência mínima, de acordo com O FAR, é mostrado na figura 3. A regulação de acordo com a altitude da cabine pode seguir essa curva (como em reguladores conhecidos).

[00057] As curvas de referência conhecidas são traçadas com base em regulamentos que especificam a concentração da mistura de respiração exigida para o piloto como uma função de altitude da cabine.

[00058] Com uma cabine pressurizada por exemplo em 2.438,4 m (8.000 pés), os reguladores de demanda conhecidos distribuem um gás respiratório que compreende um valor mínimo de 21% de oxigênio, que corresponde a F1O2 da equação (2). O cartão eletrônico dos reguladores de demanda conhecidos define o valor alvo como uma função da pressão de cabine (ou altitude cabine) e a curva de referência escolhida. Após a ocorrência de um acidente de despressurização, a pressão de cabine cai subitamente a um valor igual ou próximo à altitude da aeronave. Em um regulador conhecido, o teor de oxigênio do gás respiratório é modificado de acordo com a curva de referência escolhida.

[00059] No sistema de acordo com a invenção, além de uma altitude dada da aeronave, e em antecipação de um acidente de despressurização, o cartão eletrônico ajusta ainda o teor de oxigênio fornecido pelo regulador de demanda acima dependendo da altitude efetiva da aeronave. Mais precisamente, o cartão eletrônico segue a equação (2).

[00060] O sistema anterior é ilustrado para uma máscara respiratória com um regulador de demanda. Pode-se considerar a aplicação dos ensinamentos da presente invenção à cabine de uma aeronave, dotada de oxigênio adicional como uma função da altitude da aeronave, de modo que pré-oxigenação seja disponível para membros da tripulação que não usam a máscara respiratória e passageiros durante um vôo.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Sistema para distribuir gás respiratório para membros da tripulação em uma cabine normalmente pressurizada de uma aeronave comercial, o sistema compreendendo: uma máscara respiratória na cabine, uma entrada de ar ambiente (20) para admissão de ar ambiente para dentro do sistema, uma fonte de gás adicional (0?) , linhas de fornecimento (14, 16) para transportar gás adicional para uma máscara respiratória, uma câmara de mistura (35) provida nas linhas de fornecimento (14, 16) para alimentar uma máscara respiratória com gás respiratório correspondendo a uma mistura de gás adicional e ar ambiente, o sistema sendo caracterizado por compreender adicionalmente um sistema de regulação (62) para regular o teor de gás adicional do gás respiratório pelo menos parcialmente como uma função da altitude da aeronave.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de regulação (62) é adicionalmente adaptado para regular o teor de gás adicional do gás respiratório fornecido pela câmara de mistura (35) pelo menos parcialmente como uma função da altitude da cabine (64).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a aeronave passa por um tempo de descompressão quando enfrenta um acidente de descompressão, o sistema de regulação (62) sendo adicionalmente adaptado para aumentar o teor de gás adicional do gás respiratório como uma função do tempo de descompressão.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de regulação (62) é adaptado para aumentar o teor de gás adicional do gás respiratório como uma função de altitude da aeronave, de acordo com a equação: FiOz = 21% + FPREOX (Zaircraft) Onde FiOj = percentagem total de gás adicional no gás respiratório, Zaircraít = a altitude da aeronave, e FPREOX <Zaitceaft) < FREF (Z<1;:c;atr) , com FPREOX (Zaircraft) uma função de percentagem de Z<i;íCrôrr, FREF (Zaircra£t) sendo uma função de percentagem de Zaircraft e da d o pela seguinte tabela:

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender adicionalmente um regulador de demanda (10, 12) provido à montante da máscara respiratória, o regulador de demanda compreendendo o sistema de regulação (62) e a entrada de ar ambiente (20), o regulador de demanda (10, 12) fornecendo o gás respiratório à máscara respiratória.

6. Método para distribuir gás respiratório para membros da tripulação em uma cabine normalmente pressurizada de uma aeronave comercial, a aeronave compreendendo: uma máscara respiratória na cabine, uma entrada de ar ambiente (20) para admissão de ar ambiente para dentro do sistema, uma fonte de gás adicional (02) , pelo menos uma mascara respiratória linhas de fornecimento (14, 16) para transportar gás adicional para uma máscara respiratória, uma câmara de mistura (35) provida nas linhas de fornecimento (14, 16) para alimentar a máscara respiratória com o gás respiratório correspondendo a uma mistura do gás adicional e do ar ambiente, o método caracterizado por compreender as etapas de: liberar gás adicional à uma máscara respiratória pelo menos como uma função da altitude da aeronave.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de: - liberar o gás adicional à pelo menos uma máscara respiratória parcialmente como uma função da altitude de cabine.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato quando a aeronave passar por um tempo de descompressão quando enfrenta um acidente de descompressão, o gás adicional liberado para uma mascara respiratória tem adicionalmente função de tempo de descompressão.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de liberar o gás adicional é de acordo com a seguinte equação: FiOa = 21% + FPREOX <Zaircraft) Onde F1O2 = percentagem total de gás adicional no gás respiratório, Zaircraít = a altitude da aeronave, e FPREOX (Z.nircrüi -J ^ FREF (Zaircraít), com FPREOX (Zairciaftí uma função de percentagem de Zaircraít* FREF (Zaircraít) sendo uma função de percentagem de Zaireraft e dado pela seguinte tabela: