IL SISTEMA DI CONTROLLO DELL'AMBIENTE (ECS)

Più si vola in alto nella zona di atmosfera detta troposfera, più l'aria diventa secca, fredda e rarefatta. Per questi motivi, quando si vola ad alta quota, diventa necessario disporre di un sistema di condizionamento capace di mantenere valori di umidità, temperatura e pressione accettabili per il corpo umano.
Si dice, infatti, che l'aria sia "secca", quando essa sia priva di vapore acqueo, cioè quando sia priva di umidità. Si dice, invece, che l'aria sia "rarefatta", quando presenti una minore densità, dovuta ad una diminuzione di pressione. La troposfera, inoltre, è quello strato di atmosfera esteso in altezza per circa 10-15 chilometri a partire dal livello del mare, in cui si possono incontrare nubi e precipitazioni atmosferiche come pioggia, neve, grandine, rugiada e brina.
Le quote di crociera raggiunte dai più comuni aerei di linea si aggirano intorno ai 42000 piedi, più o meno 12500 metri. A queste quote la pressione esterna può essere anche un quinto di quella al livello del mare, mentre la temperatura esterna può spesso raggiungere i -55 gradi Celsius.
Per garantire il comfort a bordo è necessario creare all'interno della cabina delle condizioni climatiche che risultino gradevoli per i passeggeri. A tal fine si impostano generalmente delle temperature comprese tra 20 e 25 gradi Celsius e delle pressioni inferiori a non più del 25% di quelle corrispondenti al livello del mare. Deve inoltre essere garantito un adeguato ricambio di aria, mentre per stabilire il giusto livello di umidificazione è bene offrire spesso delle bevande.
Per fare in modo che l'interno del velivolo non si raffreddi troppo a causa delle rigide temperature esterne e che l'aria in cabina rimanga alla pressione desiderata, tutta la cabina, la stiva per il trasporto degli animali e spesso anche la stiva riservata ai bagagli vengono pressurizzate e mantenute a temperatura controllata. Per l'intera durata del volo occorrerà, quindi, fare in modo di inviare in cabina nuova aria a pressioni e temperature superiori a quelle esterne. In questo modo si compensa anche il consumo di ossigeno dovuto alla presenza dei passeggeri, la diffusione di odori che possano risultare sgradevoli e la presenza di eventuali perdite dalla fusoliera.
Occorre garantire anche un adeguato livello di purezza dell'aria, eliminando l’anidride carbonica dovuta alla respirazione, i microrganismi come i batteri e i virus, le polveri, la presenza di ozono e tutte le varie impurità che possono essere presenti.
Anche quando il velivolo è alle basse quote, dove le temperature sono più alte, o a terra occorrerà garantire un comfort adeguato per i passeggeri a bordo, rinfrescando l'interno del velivolo, tramite il sistema di raffreddamento, o riscaldandolo, tramite il sistema di riscaldamento, a seconda delle esigenze. Pertanto, tutte le funzioni legate alla pressurizzazione, alla climatizzazione e anche alla fornitura di ossigeno durante le emergenze sono gestite da un unico sistema di controllo dell'ambiente, meglio noto come "Enviromental Control System (ECS)".
Il sistema di raffreddamento, noto anche come "Cooling System", è basato su di un ciclo frigorifero che può essere a circuito aperto o chiuso.
Il sistema di riscaldamento, noto invece come "Heating System", può fare uso dei gas di scarico, di speciali bruciatori, dell'aria compressa spillata o, come si suol dire, "bleeddata" dai turboreattori oppure può adottare un sistema di riscaldamento elettrico a resistenze.
Il funzionamento del sistema ECS è governato da un sistema automatico di tipo elettronico, che diventa manuale in caso di emergenza. Le condizioni di temperatura sono anche gestibili dall'equipaggio o dai passeggeri stessi, in modo da assicurare il comfort individuale il più possibile. Una serie di sensori di allerta avvisa, inoltre, l'equipaggio in caso di un eccessivo aumento o riduzione di temperatura all'interno del velivolo o di una rapida depressurizzazione della cabina. In questa ultima evenienza entra in funzione l'impianto ossigeno, che assicura ossigeno alla giusta pressione a ciascun passeggero.
L'aria proveniente dai galley, zone predisposte per la preparazione dei cibi e delle bevande, e dalle toilette viene aspirata tramite ventilazione forzata e viene scaricata in prossimità delle valvole di efflusso verso l'esterno. L'impianto di pressurizzazione, noto pure come "Pressurization Control System", infatti, gestisce anche lo scarico dell'aria per mezzo di valvole che ne permettono il ricambio e che, allo stesso tempo, regolano la pressione all'interno della fusoliera.