高空下云母窗变形甚至损坏的说法我有所耳闻,曾听说过有人携带云母窗计数器乘坐飞机发生爆管的情况,但实际上这个说法不论是从实践经验还是从数据分析上都不怎么经得起推敲。
首先从个人实践的角度证明:我曾经携带LND712计数管的Gamma scout乘坐B737型客机,计数器全程正常且端窗表面未见异常凸起:
接下来用数据的角度来进行具体分析,如果G-M计数管的云母窗会凸起那么应该满足一种情况即:客舱气压小于管内气压
GM管的充气压力其实是很容易查到的,有商业GM计数管的气压应为0.1bar[1],例如Philips生产的ZP1200型GM计数管,其充气压力为135mbar[2]。
那么客机的气压呢?这里要明确一个问题:虽然现代飞机安装有DCPCS,但其客舱气压并非是恒定不变的。
根据以Boeing 747为例其客舱压力的相关研究[3]指出了飞行时间、飞行高度与客舱气压的相关性数据如下所示:
根据以上数据可以看出,客舱压力在巡航高度时是最低的,这其中的原因一方面是巡航高度下舱外气压更低导致客舱漏气加剧,另一方面是压力控制为减小机体应力调低客舱压力,进而减小机身内外压差。基于此我们只需要比较各个机型巡航高度下的客舱压力是否低于GM管充气气压就可以得出结论,在此选取常见机型:Boeing 737-300,AirBus a320,Boeing777-300E
根据查得的数据,B737型客机在巡航高度下舱内气压为11-12psi(0.75-0.82bar),B777为100KPa(1bar)Airbus a320机舱气压等效为6000feet(1828.8m)高度下的大气压,换算后即81KPa(0.81bar)——将这些数据与0.1bar进行比较很容易可以发现以上数据均远大于计数管的充气压力,所以正常情况下计数管的端窗是不可能凸起的。
接下来不妨让我们假设一个极端情况,假设有人带着云母窗计数管乘坐飞机,但是很不幸所乘坐的飞机在巡航高度下发生了客舱失压,这种情况下端窗是否会发生爆裂呢?我们来看一下这几种机型的最大巡航高度:
Airbus a320: 11,900–12,500m, B737: 11887.2-12496.8m, B777: 10668-11887.2m
根据巡航高度的最大值换算成气压我们可以得到以下数据:
Airbus a320:17.74KPa(0.1774bar), B737:17.75KPa(0.1775bar), B777:19.61KPa(0.1961bar)
好吧 看起来气压还是高了点,不足以使计数管窗口膨胀;当然这种情况下可能也没人会在乎计数管的窗会不会破,还是保命要紧。
参考文献:
[1]Arbutina D, VasicMilovanovic A, Nedic T. The influence of the GM tube insulation parameters on the GM counter characteristics[J]. Vacuum, 2022, 110755(196):1-11.
[2]Meric I, Johansen G A, Holstad M B, etal. Enhancement of the intrinsic gamma-ray stopping efficiency of Geiger–Muller counters[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2012(696):45-54.
[3]KELLY P T, SECCOMBE L M, ROGERS P G, etal. Directly measured cabin pressure conditions during Boeing 747–400 commercial aircraft flights[J]. Respirology, 2007(12):511-515.
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