增压座舱和空调系统一

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 机体,中国民航大学,空管学院,第四章 空调和增压系统,随着飞行高度的增加，,（,1,）大气压力下降,;,（,2,）大气中的含氧量也下降,;,（,3,）温度下降，在,10000,米的高空气温会降到零下,50C,以下 ；,在一定的飞行高度以上为保障飞行人员和乘客的安全和舒适，需要采取环境保护措施，它就是,座舱环境控制系统,。,座舱环境控制系统包括：,气源系统、增压座舱和空调系统,一、座舱环境控制系统,1.,气密座舱（又称增压舱）,将飞机座舱密封，然后给它供气增压，使舱内压力大于外界大气压力，并对座舱空气参数进行调节，创造舒适的座舱环境，以满足人体生理和工作的需要。,现代客机广泛采用,密封增压舱,，一般来说，这些增压密封舱包括,驾驶舱,、,客舱,、,电子设备舱,和,货舱,等,部分。,创造空中座舱环境的技术措施,2.,供氧装置,供氧装置对于民用飞机来说适用于低速的螺旋桨类飞机，或者为喷气客机气密座舱的一种补充方式。,如给机组人员或病员补充供氧，或者当座舱失去气密时用氧气面罩作为应急供氧。,（,1,）对座舱温度的要求,气密座舱的环境参数及其要求,根据人体生理卫生要求，座舱温度应保持在,15,26,的范围内。另外，座舱内温度场应均匀，一般不得超过,3,。,（,2,）座舱压力的要求, 座舱空气压力,对于一般乘客只要保证吸入氧分压,不小于,570mmHg,就不会产生缺氧症状。, 座舱高度,座舱压力也可以用座舱高度（,H,C,）表示。,座舱高度：,是指座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度，单位为,m,。,对应于座舱氧分压上限值,570mmHg,，它大约相当于,2400m,高度上的大气压力，即称此时的,座舱高度为,2400m,（,8000ft,）,。, 座舱余压：,8.5psi,以下,座舱内部空气的绝对压力,p,c,与外部大气压力,p,H,之差就是座舱空气的剩余压力，简称,座舱余压,。,亚音速喷气式客机的最大压差范围约在,400,440mmHg,（,7.7,8.5psi,）,座舱空气的压力变化率,对于大约为,153m/min,（近似,2.5m/s,）的垂直上升速度（相当于,0.22,0.23mmHg/s,的压力降低速度），以及,92m/min,（近似,1.5m/s,）的垂直下降速度（相当于,0.13,0.14mmHg/s,的压力增长速度），它们对人体可以长时间作用而不致产生航空中耳气压症。,（,3,）供气量,通风换气次数不能少于,25-30,次,/,小时。,二、气源系统,现代客机增压空气的三个来源：,（,1,）,发动机压气机引气,，它是飞机正常飞行时的主要气源；,（,2,）在地面和空中的一定条件下可以使用辅助动力装置,（,APU,）引气,；,（,3,）在地面还可以使用,地面气源,。,1.,增压空气的来源,（,1,）用于飞机座舱的空调与增压；,（,2,）大翼前缘及发动机进气道前缘的热气防冰；,（,3,）发动机启动用气源；,（,4,）饮用水及液压油箱等系统的增压。,2.,增压空气的主要用途,A320,气源车接口,现代客机利用发动机压气机引气，都采用了两个引气口：中压引气口和高压引气口。,在中低空高速飞行时，由中压级引气；,在高空低速飞行时，由高压级引气。,发动机压气机引气,A320,供气系统,A320,APU,引气,地面气源车引气,三、空调系统,1.,空调系统的作用和要求,空调系统是为保证舱内的温度、压力、供氧等，对人、动物舒适，对设备安全可靠。,空调系统：,座舱加温系统,和,制冷系统,等。,2.,座舱加温系统,飞机在飞行时，由于直接引入冲压空气的温度低，应对座舱内的空气进行加温，,发动机压气机的引气,可以满足座舱加温的要求。,常采用的单独的座舱加温方法有：,燃烧加温、电加温和废气加温的方法。,（,1,） 空气循环制冷,3.,座舱制冷系统,制冷原理,：,利用冲压空气或风扇形成的冷气流对热空气进行,热交换,而降温，并利用热空气在冷却涡轮中,膨胀作功,而降温。,系统基本组成,：热交换器、涡轮冷却器,涡轮冷却器类型：,涡轮风扇式、 涡轮压气机式、 涡轮压气机风扇式,简单式空气循环制冷系统（小飞机）,原理：由发动机或座舱增压器引出的高温高压空气，先经过初级热交换器和第二级热交换器冷却，然后在涡轮中膨胀降温，供向座舱空调系统。涡轮所驱动的风扇抽吸热交换器的冷边空气。,（对风扇作功）,涡轮风扇式,热交换器,散热、冷却,涡轮冷却器（,ACM,）：,涡轮,降温、冷却,风扇,消耗涡轮输出功，地面时抽吸外界环境空气,优点：地面具有制冷能力,缺点：,引气压力应较高；,高空飞行时易出现涡轮超转,升压式空气循环制冷系统（中型飞机）,（对压气机作功）,涡轮压气机式,原理：引气先经过初级热交换器预冷后再次被压气机压缩，并经过第二级热交换器，然后流入冷却涡轮，在冷却涡轮中空气膨胀到所需的座舱空气压力，同时将热能转换为轴功率并用于带动升压式装置的压气机。,热交换器,散热、冷却,涡轮冷却器（,ACM,）：,涡轮,降温、冷却,压气机,消耗涡轮输出功，提高涡轮进口压力,优点：,引气压力较低时可获得相应的制冷量；,高空飞行时不会出现涡轮超转。,缺点：在地面无制冷能力,三轮式空气循环制冷系统（大飞机）,涡轮压气机风扇式,（对风扇、压气机都作功）,热交换器,散热、冷却,涡轮冷却器（,ACM,）：,涡轮,降温、冷却,压气机,消耗涡轮输出功，提高涡轮进口压力,风扇,地面时提供热交换器的冷却空气,优点：,引气压力较低时可获得相应的制冷量；,高空飞行时不会出现涡轮超转；,在地面有制冷能力,A320,原理：热量在液态制冷剂蒸发中散发（擦酒精）,（,2,）蒸发循环制冷系统,蒸发循环制冷系统是,利用液态制冷剂的相变,来吸收空气中的热量，它可使系统中的空气在进入座舱或设备舱之前显著地降低温度。,（,3,）复合式制冷系统,组合空气循环和蒸发循环制冷系统的各自优点,3.,座舱温度控制系统,工作原理,：温度控制器接受预定温度，管道预感器温度和管道供气极限温度及座舱实际温度进行比较，输出偏差电流，经变换放大后，驱动温度控制活门，改变冷热路流量对比而控制温度。,4.,座舱温度控制系统,现代飞机的座舱温度控制系统采用微型计算机控制，除控制空调组件出口空气温度外，还对座舱分区域进行温度控制，因而构成组件温度控制器和区域温度控制器。,实际上就是通过,调节冷热空气比例,来实现控制供气量或供气温度。,A320,A320,A320,A320,A320,四、增压系统,目的：保证在给定的飞行高度范围内，座舱的压力及其压力变化速度满足人体生理要求。,压力控制原理,：,控制座舱排气量,绝对压力,放气活门开度的大小,压力变化率,放气活门开关的快慢,余压,压力监控信号,飞行过程中，座舱压力（座舱高度）随飞行高度（或外界大气压力）的而变化。,工作程序,飞机起飞前，设定场压、场温、巡航高度、着陆机场高度等参数。,飞行阶段,控制程序,控制方法,排气活门位置,A,点,不增压程序,飞行电门在“地”位,起落架空地电门在“地”位,排气活门全开,B,C,段,预增压程序,飞行电门在“飞行”位,起落架空地电门在“地”位,排气活门由全开关小到一定位置,C,D,段,爬升程序,飞行电门在“飞行”位,起落架空地电门在“,AIR”,位,排气活门随飞行高度增加逐渐关小,D,E,段,巡航程序,巡航程序执行等压余压控制,排气活门关到最小开度,E,F,段,下降程序,飞行电门在“飞行”位,起落架空地电门在“,AIR”,位,排气活门逐渐开大,F,G,段,预增压程序,飞行电门在“飞行”位,起落架空地电门在“地”位,排气活门开到保证舱内的预增压压力,停机点,不增压,飞行电门在“地”位,起落架空地电门在“地”位,排气活门全开位,大气通风式增压系统,客舱增压系统有,4,种功能：,地面不增压在地面时排气活门全开。,预增压在起飞前或着陆接地前，压力增加，以避免客舱压力波动。,空中增压调节客舱高度及升降率以保证乘客最大限度的舒适。,释压接地后，在地面功能使排气活门完全打开前，剩余的客舱超压可逐渐释放。,现代民用飞机为保证安全，安装有以下活门：,（,1,）外释压活门（安全活门）,：,控制最大余压值，释放超出最大余压的压力。,（,2,）内释压活门（负释压活门）,：,防止出现过大的负余压，当,p,c,小于某值时，打开；,（,3,）压力均衡活门,：,空调系统对货舱的增压是经过压力均衡活门来进行调节的。,安全措施,A320,A320,A320,的安全释压活门,气滤,气滤,感压管路,五、电子舱通风系统,目的：为电子设备舱内的电气及电子附件，以及飞机驾驶舱内包括仪表及跳开关板上的那些附件提供冷却。,电子设备能在高于人体所能承受的环境温度下可靠地工作；,电子设备舱的排气温度为,38,71C,时，电子设备的工作不会出现异常情况；,为减少发动机的引气量、减小制冷系统的工作负荷，现代大型客机普遍,采用座舱排气对电子设备进行冷却,。,A320,A320,六、货舱通风系统,A320,现代客机的货舱,采用座舱排气进行加温,：,客舱内的空气在客舱内吸收热量之后，通过客舱侧壁的脚部格栅排出，这些空气流过货舱侧壁，防止货舱由于受外界空气温度的影响而导致其温度过低，然后这些空气由座舱增压系统的排气活门抽吸，经后货舱壁板处排出机外。,货舱加温,目的：是保持机身下的货舱温度高于结冰温度，防止冻坏货物。,OUTFLOW VALVE,A320,A320,A320,五、卫生间通风系统,A320,本章重点,飞机增压舱有那些？,座舱舒适性要求？,气源的来源与用途？,座舱制冷系统的分类与原理？,座舱温度控制系统原理？,座舱压力控制系统原理？,