Již před druhou světovou válkou umožnily stále výkonnější motory zvýšení dostupu dopravních letadel. Mělo to nesporné výhody. Zejména se mohlo zvýšit pohodlí cestujících i posádky za letu. Bylo možno vystoupat nad oblačnost, ve větších výškách se také méně vyskytovali tak nepříjemné turbulence. Avšak nastal problém se snížením množství kyslíku potřebného k dýchání. To je zapříčiněno snížením hustoty vzduchu s přibývající výškou. Poměr obsahu dusíku a kyslíku ve vzduchu je konstantní – 78 % dusíku a 21 % kyslíku. Ve větších výškách je tedy vzduch řidší a začíná docházet k problémům s dýcháním. Ve výšce 7600 metrů (25 000 stop) může dýchání vzduchu bez dodatečného přívodu kyslíku způsobit po 3 minutách ztrátu vědomí. První návrhy počítaly s použitím kyslíkových masek, to se však u dopravních letadel ukázalo jako značně nepraktické.
Řešením problému se ukázalo zavedení přetlakování kabin dopravních letadel. Princip spočívá v tom, že od zdroje tlakového vzduchu je do kabiny letadla, ve které je poté systémem regulace udržován tlak na požadované hodnotě, přiváděn vzduch. U pístových letadel je jeho zdrojem zpravidla turbokompresor poháněný výfukovými plyny. U proudových nebo turbovrtulových letadel je vzduch odebírán od jejich kompresoru.
Přetlakování letadel je ale spojeno s nárůstem požadavků na pevnost konstrukce draku letadla a tím i nárůstem jeho hmotnosti. Ideální stav by byl, kdyby bylo na palubě letadla možné udržovat tlak na hladině moře. To by však znamenalo nesmírně pevnou a tím pádem těžkou konstrukci letounu.
Proto se v kabině letadla udržuje zpravidla tlak odpovídající nadmořské výšce 3352 metrů nad mořem (11 000 stop). V této výšce ještě může člověk bezproblémově dýchat. Tomuto tlaku se říká tzv. kabinová výška. Velikost kabinové výšky je nepřímo závislá na přetlaku v kabině. Přetlak v kabině letadla je vlastně rozdíl mezi tlakem v kabině a atmosférickým tlakem.
Přetlaku v kabině dopravního letounu se dosahuje regulací odpouštění stlačeného vzduchu dodávaného kompresorem. Při odpouštění vzduchu dochází zároveň k ventilaci kabiny. Dovnitř je totiž dodáván stále čerstvý vzduch a použitý je vypouštěn. Pilot má mezi ovládacími prvky v kabině tzv. regulátor tlaku. Na něm nastavuje požadovanou kabinovou výšku, kterou poté regulátor udržuje otevíráním nebo zavíráním vypouštěcích ventilů. Součástí systému je ještě ventil maximálního přetlaku, seřízený na nejvyšší přetlak, jehož lze u daného typu letounu dosáhnout. Při jeho překročení se ventil automaticky otevře a přetlak se sníží na přijatelnou hodnotu. V minulosti došlo také k případům, kdy byl při technické kontrole letounu ventil špatně seřízen a při zkoušce došlo k úplné destrukci trupu.
Za určitých okolností, například při prudkém klesání ve stavu nouze, se může stát, že tlak v kabině bude menší než v okolní atmosféře. Vznikne negativní přetlak. Aby nedošlo ke zničení letounu je v systému přetlakování kabiny ventil určený k vyrovnávání negativního přetlaku.
Ovládací prvky v systému přetlakování slouží k nastavování kabinové výšky, rychlosti změny tlaku v kabině nebo v případě poruchy poruchy regulátoru tlaku, k ruční regulaci tlaku v kabině. Důležitou součástí systému je spínač dekomprese kabiny. Tímto spínačem lze kdykoliv otevřít pojistný ventil a zrušit přetlak v kabině. Tímto je možná, například při zakouření kabiny, dosáhnout jejího rychlého odvětrávání. K dekompresi kabiny dochází i automaticky po přistání, kdy se otevře pojistný ventil a zruší se přetlak v kabině. Ventil se otevře například po vyslání signálu od spínače otevření podvozku. Po vzletu se naopak pojistné ventily automaticky uzavřou a kabina se začne přetlakovat.
Signalizace rovněž informuje pilota o překročení maximálního přetlaku nebo o překročení maximální kabinové výšky (4270 metrů – 14 000 stop). V tomto případě dojde v automatickému uvolnění kyslíkových masek, ze schránek nad sedadly cestujících. Každé letadlo certifikované pro provoz ve výškách nad 9150 metrů (30 000 stop) musí být vybaveno systémem, který uvolní kyslíkové masky dřív než kabinová výška přesáhne 4575 metrů ( 15 000 stop). Pokud se pilotům nepovede obnovit bezpečnou kabinovou výšky, musí s letadlem zklesat po 3657 ( 12000 stop). Počet kyslíkových masek v letounu musí vždy o 10 % převyšovat počet sedadel.
Výpustný ventil na Boeingu 737-800
Foto by wsombeck - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1542687
Zdroj: L+K 06/2004