ME--11 空调系统

飞机座舱空调系统(上) M11.3 M11.18（笔试题共12题有口试题）苏致国2010.4*气密座舱应满总的基本要求*现代客机空调系统的基本组成原理*气源系统*空调系统的流量控制*空调系统的温度控制*空气分配系统气密座舱应满足的基本要求环境压力的要求：座舱压力高度；座舱高度变化率；座舱余压。

1、为避免人员高空缺氧和减压症CCAR-25部规定：在正常运行条件下，在飞机最大使用高度上，保证座舱压力高度不超过2400米（8,000英尺）。

当座舱压力高度达到3,000米（10,000英尺）时，应报警。

高度范围Km0---33---55---7>7影响程度无症状区代偿区障耐区危险区减压症发生在5.5---8 Km2、为避免中耳气压症，试验证明，人对压力变化率（座舱高度变化率）较长时间的承受的能力为：（1）座舱高度上升率：500英尺／分（152米／分）。

（2）座舱高度下降率：350英尺／分（107米／分）。

3、为保证结构安全，CCAR-25部对座舱余压的要求为：当压力源提供最大流量时，能自动限制正压差（座舱内压力大于座舱外压力）不超过预定值，并有能自动防止负压差出现的装置。

具体飞机的余压值取决于其设计规范和飞行高度，与人员的感受无关。

使用飞行高度愈高的飞机其正压差值愈大。

飞机座舱增压使机身承受拉应力。

座舱通风量的要求—空气的清洁和新鲜1、CCAR-25部对座舱通风量的规定：每个客舱和机组舱必须通风。

每名机组成员每分钟不得少于283升（10立方英尺）的新鲜空气。

2、客舱通风量：通风量主要是由气味来决定的。

一般用换气次数来保证。

要求客舱每小时换气次数不应低于25—30次。

座舱温度要求1、人体最适宜的温度：15℃—26℃（最佳20-22℃）。

2、座舱内各舱温差限制：不超过 3℃。

其它环境参数及其保证方法1、结构、系统设计布局和选材满足的参数：臭氧（加温和热交换器上使用涂镍肋片使臭氧解体）、宽敞性、噪声（80—100dB以下）、风速等。

这些参数在使用中不能调节。

2、湿度要求：以提供饮水方式满足高空干燥对人产生的不适感觉。

避免飞机结构腐蚀，一般不设增湿装置。

飞机空调系统的功用和各舱位的要求1、空调系统的功用：（1）保证机组和乘客的正常工作条件和生活条件。

满足CCAR-25部的基本要求。

（2）保证设备所需的工作环境。

（3）保证货物的安全。

2、各舱位的具体要求：（1）驾驶舱和客舱：增压（压力和压力变化率）、通风和调温。

（2）电子／电气舱：增压、通风冷却。

（3）货舱：增压、不通风。

对装运动植物的货舱应有加温和保温的设施。

对低空低速飞机一般不设气密座舱，只采取供氧设备（一般在4km开始供氧）和座舱加温系统。

现代客机空调系统的基本组成原理（大气通风式）气源系统流量控制温度控制气流分配压力控制设备舱增压、冷却货舱增压、加温大气排向大气气密座舱负释压活门正释压活门高度警告排气活门再循环系统气源系统气源系统的基本型式（1）涡轮喷气发动机压气机引气。

（2）专用座舱增压器引气：活塞式飞机多用其发动机齿轮箱带动一个空气泵作为气源。

这种气源的流量调节，一般使用改变传动比的方式实现。

喷气式飞机则多用发动机引气吹动一个涡轮带动的离心式增压泵给空调供气，这样可减轻引气对发动机的影响，降低燃油消耗率，并使空气更清洁，。

（3）辅助动力装置（APU）引气：作为飞机地面或起飞或复飞时的空调气源，另外可用于起动发动机。

（4）地面气源车和地面空调车供气：仅用于飞机地面空调使用。

地面空调车供气可直接通过单独的地面接头供入座舱。

*发动机压气机引气的应用（1）空调系统的气源。

（2）热空气防冰系统气源。

（3）水系统水箱增压。

（4）液压油箱增压。

（5）发动机交输起动。

（6）大型飞机货舱加热（7）有些飞机液压系统中的气动液压泵及前缘襟翼气动马达等用引气作为动力。

*引气参数控制: 压力/温度现代喷气客机增压气源（1）左、右两套发动机引气系统，正常情况下，分别供给左、右两套空调系统。

（2）两套引气系统中间有公共管路相连，在公共管路上装有隔离活门、地面气源引气接头、APU引气接头。

有些飞机在向空调系统供气的管道上装有空气清洁器，防止污物进入空调系统。

（3）隔离活门的功用a）使任一引气系统向任一空调系统供气——交输作用。

b）使用APU引气和地面气源车引气起动发动机。

c）发动机交输起动。

(4)在APU引气时不允许同时使用主发引气，飞机上装有‘双引气警告灯’或相应电路。

当用APU引气起动发动机时该警告灯会亮，这是正常情况，提醒在起动完发动机后，要及时关断APU引气电门。

空气清洁器功用：清除引气中的杂质，防止进入空调系统致使热交换器堵塞。

工作原理：利用空气流动方向的急速改变使杂质与空气分离。

有百叶窗式和螺旋式。

控制方式：为减少引气量损失，空气清洁器装有控制活门。

飞行中，控制活门由襟翼位置电门控制—襟翼放下一定角度活门打开;襟翼收上活门关闭。

飞机在地面由空/地电门和引气电门共同控制—主发引气活门打开;APU引气活门关闭。

控制活门外界大气脏空气清洁空气发动机引气发动机引气压力调节关断活门高压级引气活门引气调节器预冷器预冷调节器引气电门低压级引气高压级引气风扇高压压气机到用压系统高压引气控制器来自空调系统的关断信号来自发动机灭火电门信号（1）引气口：在发动机高压压气机的低压级和高压级各有引气口。

正常由低压级引气供空调，当低压级引气压力不足时，自动转入由高压级引气。

（2）低压级引气单向活门:防止高压级引气时气体倒流。

（3）高压引气活门：a）定压接通式：利用感压管感受低压级引气压力与预调弹簧压力比较，当低压级引气压力低时，弹簧使活门打开供气，实质上是个定压接通的二位二通阀。

b）电动式二位二通阀：低压级引气压力低主要是因为发动机转数低造成的。

该阀门利用发动机转数传感器感受发动机转数，当转数低于一定值时，使电动的高压引气活门“通电”打开供气。

( 4) 引气压力调节和关断活门* 功用1、引气总开关2、压力调节：保持出口压力一定（45PSI）3、温度控制：预冷器出口气温450℉4、故障自动关断：过压关断180PSI反压关断-0.18PSI超温关断490℉空调故障自动关断发动机灭火信号控制引气压力调节和关断活门保持簧片关闭线圈打开线圈锁定电磁活门（5）预冷器：a）功用：降低发动机引气温度并保持在规定范围内。

b）构造：空气热交换器。

c）工作：预冷器所需的冷却空气从发动机风扇级引来，给发动机压气机供向空调系统的空气进行预冷到规定范围（425 F）内。

恒温器起限温作用，控制预冷器控制活门的开度，改变冷却空气流量达到控制温度的目的。

用过的冷却气流从一个可动的整流罩开口排到机外。

典型飞机气源系统：空气清洁器空调系统的流量控制•现代客机空调系统中的‘组件活门’（流量控制和关断活门）就是系统的流量控制活门，也是空调系统工作的总开关。

在人工打开该活门后，活门就自动调节供给座舱空调系统的空气质量流量（磅/分钟）为给定值，满足人员对通风量的要求。

•流量控制方法：现代客机都采用由发动机压气机或用座舱离心式增压器供气，相应地一般都采用‘节流法’调节流量。

流量控制活门组成原理：调压活门与文氏管组成恒流量控制活门。

文氏管文氏管流量特性：（1）当文氏管的喉部压力与进口压力之比大于0.528时（亚临界状态），流过文氏管的流量主要决定于进口参数和进口压力与喉部压力差，当进口参数不变时，流量随压差增大而增大，压力差为一定则其流量即为一定。

这就是文氏管测流量的基本原理。

（2）当文氏管的喉部压力与进口压力之比小于或等于0.528时（临界状态），流过文氏管的流量为最大，此时文氏管起“限流”用。

流量控制活门工作原理使文氏管工作在其喉部压力与进口压力比大于0.528范围内（亚临界状态），利用定差减压活门感受文氏管的进口压力和喉部压力之差与预定值比较，用其偏差调节活门开度（节流）。

保证文氏管的进口压力与喉部压力差为预定值，从而使通过文氏管的流量为规定值。

有的飞机利用文氏管出口的总压和喉部压力差与预定值比较，用其偏差控制活门开度进行流量控制。

其实质是一样的，即所谓的‘总压比较法’。

典型组件活门-喉部静压与总压比较法座舱压力传感器基准压力调节器上游压力传感器控制腔锥形阀真空膜盒喷气式飞机空调温度控制系统组成原理：从流量控制活门来的空气热路温度反馈温度变化率反馈超温保护冷路温度控制活门制冷组件气密座舱温度传感器人工／自动温度选择器温度控制器预感器混合器排向大气温度控制活门1、类型：双温控制活门和旁路（热路）控制活门。

2、组成：蝶形活门和驱动电机。

双温控制活门是一个驱动电机通过机械传动连杆带动两个（一个冷路、一个热路）活门同时转动，它们的初始位置是：一个“全开”，另一个“全关”。

旁路控制活门，只在热路上有活门。

因为制冷装置流体阻力大，所以只控制热路就可以控制混合比。

为给驾驶舱以指示，活门转动轴上还带有使同步指示器输出的同位器。

空调供气冷路热路制冷系统伺服电机活门位置指示去座舱1、温度控制器的功能：温度控制系统的信号综合、变换和放大。

输出与预定温度和实际温度偏差成比例的控制电流，控制温度控制活门运转。

温度控制器温度选择器人工预选温度座舱温度传感器感受的座舱实际温度控制温度控制活门温度控制器预感器感受的进入座舱前空气总管内的空气温度变化率管路极限温度传感器感受的进入座舱前总管内的空气温度温度选择器温度控制活门2、传感器：热敏电阻式（负温度系数，热灵敏性较好）。

（1）座舱温度传感器：装于座舱和驾驶舱的顶部侧边。

为一种热敏电阻式传感器。

（2）预感器：本身有两个热敏电阻。

一个为‘快件’，另一个为‘慢件’，利用慢件热敏电阻随外部气流温度变化滞后于快件热敏电阻的变化的原理，用其温度滞后量反映温度变化率。

（3）极限温度传感器：热敏电阻式传感器。

（4）温度选择器：人工控制的可变电阻，用于选择预定温度。

3、温度控制器工作原理：R 1R 2R 3R 4ABCD+-惠斯登电桥原理温控电桥预感电桥AR 1R 2R 3R 4B CD+-A慢快R 3R 4BCD+-温度控制器利用三个比较电桥输出偏差电压信号，经过综合变换放大后输出控制电流。

三个比较电桥是：座舱温度电桥，预感器电桥和极限温度电桥。

座舱温度选择器电源温度电桥速率电桥极限电桥前置放大器放大器驾驶员控制座舱温度控制器空调制冷系统1、制冷系统类型：蒸发循环制冷系统和空气循环制冷系统。

2、蒸发循环制冷系统基本组成和工作原理：蒸发循环制冷系统利用制冷剂的状态变化（相变）使热量转移的原理进行制冷。

冷路空调空气热空气蒸发器容器高压液体低压液体高温高压蒸汽低压蒸汽冷凝器压缩机鼓风机热膨胀阀热膨胀阀（内平衡式）感受蒸发器出口处的氟利昂温度，控制可变节流口从而自动调节喷出的氟利昂量，以使蒸发器在最佳状态工作，控制最有效的制冷效果。