飞机空调与增压

飞机空调与增压知识总结，主要作用在于调节温度，给整个机舱提供通风，并在高飞行高度时对相关区域增压。

飞机空调与增压

• 概述
  • 功用
    • 调节温度，给整个机舱提供通风，并在高飞行高度时对相关区域增压
  • 空调调节后的空气必须满足五条物理特性
    • 新鲜
    • 清洁
      • 空气过滤器，内置臭氧转换器，滤除臭氧
    • 舒适的温度
      • 温度调节范围在18-30℃之间
      • 驾驶舱、客舱（前、后）分区调节
    • 合适的湿度
    • 合适的压力
      • 座舱高度2400米（8000英尺）
      • 增压区域
        • 整个客舱、驾驶舱、货舱以及电子设备舱
      • 非增压区
        • 起落架舱、雷达罩和机尾
  • 空调系统组成
    • 温度控制系统
    • 座舱空气分配系统
    • 通风和加热系统
    • 设备冷却系统
    • 座舱增压
• 座舱温度控制
  • 温度控制系统
    • 供气来源
      • 驾驶舱直接从空调组件获得新鲜的冷空气
      • 客舱区域供气来自空调组件和再循环系统的空气
    • 温度调节
      • 组件活门调节来自气源系统的空气流量，也称为流量控制活门FCV
      • 地面可通过外部空调装置-低压接头-混合组件
    • 配平空气系统
      • 实现座舱的分区温度调节功能
      • 电动配平空气活门
        • 控制热空气的流量
      • 压力调节活门
  • 主要部件位置
    • 空调组件
      • 机腹整流罩内
    • 混合组件
      • 前货舱后壁板
    • 空调控制板
    • 组件和区域控制器
      • 电子设备舱
  • 控制和监控
  • 制冷系统工作及部件
    • 冷却装置类型
      • 热交换器
        • 顺流式
        • 逆流式
          • 冷却效果最好
        • 叉流式
        • 复合式
      • 蒸发循环机
        • 冷却原理
          • 利用制冷剂的相态变化带走空气中的热量
        • 主要部件
          • 压缩机
            • 核心元件
              • 低压气体-高压气体
          • 冷凝器
            • 高压气体-高压液体
          • 制冷剂容器
          • 热膨胀阀
            • 高压液体-低压液体
          • 蒸发器
            • 低压液体-低压气体
      • 空气循环机
    • 冷却组件概述
      • 组成
        • 组件活门
        • 臭氧转换器
          • 组件活门上游
        • 热交换器
          • 初级热交换器
          • 主级热交换器
        • 空气循环机
          • 核心部件
            • 压气机
            • 涡轮
            • 风扇
        • 旁通活门
          • 涡轮旁通活门
            • 提高冷却效果
              • 也叫温度控制活门
          • 压气机旁通活门
            • 系统快速启动
      • 工作原理
      • 除水方式
        • 高压除水
          • 涡轮前除冰
            • 不易结冰
        • 低压除水
          • 涡轮后除水
            • 易结冰
    • 组件出口温度由冲压进气门、冲压排气门、旁通活门的位置决定
• 座舱空气分配
  • 混合组件
  • 客舱空气分配
    • 旅客有独立的“加斯帕（gasper） ” 系统
      • 改变空气的流量和方向
  • 再循环系统
    • 对来自空调组件的气流提供补充，因此空调组件不需要每次都运行在高流量模式， 从而降低飞机的工作成本
  • 驾驶舱供气
    • 确保驾驶舱只接收新鲜空气的方法
      • 在空气进入混合组件之前直接从空调组件中抽取空气
      • 驾驶舱的空气来自混合组件，但通过调整驾驶舱供气管道的位置， 确保其只能得到新鲜空气
    • 对于部分驾驶舱出气口，可以使用单独的电加热器以提高舒适度
      • 例如在登机门的地板上装电加热板，避免巡航时门的封严条结冰
  • 冲压空气和地面供气
    • 在飞行中，当所有空调组件失效时，它能提供新鲜的外界空气到混合组件
    • 当飞机在地面时，可以通过地面低压接口从外部空调车向混合组件提供空调空气，以减少对飞机空调组件的使用
      • 压力不得超过0.5psi，温度不超过71摄氏度
• 座舱通风与加热
  • 四种不同通风类型的货舱
    • 无通风的货舱
    • 没有加热的通风货舱
      • 安装有两个电马达驱动的隔离活门
        • 通常是打开的
          • 客舱空气可通过货舱流向外流活门
        • 货舱出现火警， 必须关闭这些活门以阻隔气流
    • 通风并加热的货舱
    • 空调货舱
  • 厕所和厨房通风
    • 排气扇将空气从厕所和厨房中抽走，并输送到外流活门区域
    • 整机通电后，风扇开始运转， 当客舱和机外的压差足够大时，风扇自动停转
• 设备冷却
  • 电子设备的热量被冷却空气直接输送到机外或地板下部区域，地板下区域的热气通过外流活门排到机外，有的飞机还可用于前货舱辅助加热，提高经济性
  • 系统部件
    • 冷却系统有两个风扇输送空气
    • 蒙皮热交换器（空客）
      • 是一个位于飞机蒙皮下的管道或管道系统，本质为空气-空气热交换器，提高冷却效果
  • 操作
    • 自动操作
      • 工作模式取决于环境温度和空地状态
      • 排气模式
        • 机外排气模式
          • 地面
            • 外部温度很低，设备可能会被冰或湿气损坏，此时蒙皮进口活门关闭
        • 机内排气模式
          • 巡航、起飞、降落
    • 超控操作
      • 部件故障
        • 若供气扇故障
          • 供气超控电门
            • 关闭蒙皮空气进口、抽气活门，关闭供气风扇，仅排气扇驱动，内部循环
      • 烟雾
        • 若探测到烟雾
          • 供气超控+排气超控电门
            • 供气风扇关闭、排气扇工作，打开抽气活门小门，其余活门关闭
  • 地面时，当冷却空气太热或供气扇不能正常工作时，地面人员呼叫喇叭会向地面人员发出警报
  • 液体冷却系统
    • B787
• 座舱增压
  • 压力控制系统工作
    • 座舱压力通常用座舱压力高度或座舱高度表示
    • 航法规定飞行过程中最大座舱高度限制在2400米（8000英尺）
    • 大气压力通常以百帕斯卡为计量单位，通常习惯用psi为单位
    • 座舱内绝对压力与环境之间压力差，称为压差
      • 表征座舱增压产生结构应力的参数
    • 爬升率=垂直速度=爬升高度/时间
    • 座舱高度变化率=座舱垂直速度=座舱速率
      • 座舱高度变化/时间
        • 正座舱速率不应超过500英尺/分钟
        • 负座舱速率不应超过300英尺/分钟
  • 压力控制系统部件
    • 外流活门
      • 也叫排气活门或溢流活门
        • 安装于后部机身下方
      • 飞行高度也会影响座舱压力
        • 飞行高度越高，压差越大
          • 逐渐关小外流活门开度
  • 座舱增压安全装置
    • 座舱高度超过正常值产生的效应
      • 10000英尺
        • 驾驶舱警告提醒机组佩戴氧气面罩
      • 14000英尺
        • 客舱氧气面罩自动释放
      • 15000英尺
        • 外流活门自动关闭
    • 座舱压力保护装置
      • 正释压活门
        • 气动气控
          • 安装于后承压隔框区域
      • 负释压活门
      • 压力均衡活门
        • 安装于密封的货舱和地板之间，前货舱前壁板
        • 压力快速变化时，压力均衡爆破板同时工作
  • 指示与警告
    • 压差
    • 变化率
    • 座舱高度
    • 外流活门状态
  • 座舱增压检查
    • 动压试验
    • 静压试验