座舱增压控制系统
飞机座舱环境控制
飞机座舱环境控制摘要:飞机座舱环境控制包含气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统。
关键词:座舱的压力温度控制高空飞行过程中飞机外界环境压力条件的变化时是非常剧烈的,飞机的环境控制系统以控制座舱和设备舱的压力和温度为主,它包括增压座舱、座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制和湿度控制。
采用增压座舱技术能防护高空低气压、缺氧、寒冷、高速气流的影响,座舱增压制度是要考虑飞机性能、任务、工程技术条件等的需要,飞机增压座舱是在飞机飞行过程中通过座舱调压系统进行调节的,不管飞多高能使座舱保持高于外界大气环境气压符合人体生理的压力环境。
1 座舱的压力调节座舱环境空气的总压(座舱高度气压)等于外界大气压力和座舱余压之和,提高座舱高度气压就能提升飞行员吸入空气的氧分压。
座舱空气的余压(座舱压差)是座舱空气压力与外界大气压力之差,座舱余压与飞机座舱结构强度、座舱内空气绝对压力值、飞机最大飞行高度的大气压力值有关,飞机座舱余压一般为(24.5～78.4)kPa。
座舱压力变化速率会影响人的中耳,人的中耳对大气压力变化的生理承受能力有限,座舱压力变化的舒适标准是增压率23 Pa/s,减压率31 Pa/s,允许飞机在飞行时通过机械调节增压座舱,但产生的压力波动不应超出人体忍耐限度。
为防止增压座舱发生爆炸减压给人体伤害,当气密座舱最大余压值超过29.4 kPa时,正向压力差的安全活门自动打开,使座舱减压;当座舱压力小于外界大气压力时,反向压力差安全活门自动开启,空气进入座舱抵消负压。
2 座舱控制系统的结构和组成座舱环境控制系统又称座舱空气调节系统(简称空调系统),座舱环境控制系统由气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统组成。
2.1 座舱供气和通风装置利用压缩空气,并将压缩空气通过供气管道输送到座舱内各部位,实现座舱的增压和通风。
它包括增压空气泵、供气调节装置、空气过滤器、供气开关、单向活门和消音器等。
CE525CJ1飞机增压系统分析
CE525CJ1飞机增压系统分析摘要：CE525CJ1飞机使用与冲压空气进行热交换后的发动机引气来对座舱进行增压。
本文以CE525CJ1飞机增压系统为研究对象，对增压系统的工作原理进行总结，对增压系统典型故障予以分析，以期为行业维护人员了解增压系统，有效预测故障，高效排除故障提供参考借鉴。
关键词：增压系统分析；典型故障分析；CE525CJ1飞机一、增压系统概述CE525CJ1飞机增压系统属于客舱环境控制系统中的一部分。
增压系统使用发动机引气进行增压。
高温的发动机引气和外界冲压空气通过气-气热交换器进行热交换，形成经过调温的空气，后被送入座舱。
当飞机在地面和低高度通风状态时，座舱内只引入冲压空气。
二、增压系统的组成（1）增压气源一般情况下，CE525CJ1飞机通过与冲压空气进行热交换后的发动机引气向座舱增压。
应急情况下，风挡引气控制活门断电打开，应急增压活门通电时打开，将引气送入座舱分配系统。
（2）放气活门在飞机后承压框下部有两个放气活门，一个称为“主放气活门”，另一个称为“次级放气活门”。
CE525CJ1飞机使用调节后的引气压力和一个真空源来控制主放气活门的位置，从而控制飞机放到外界的空气流量。
两个放气活门连在一起，使次放气活门和主放气活门的工作情况一致。
每个放气活门都有一个膜盒，膜盒相对于控制腔是密封的。
控制腔内的空气的作用相当于“弹簧”，其压力决定了活门的位置。
增压控制器调通过节主放气活门上的电磁活门（NC），改变控制腔内的压力，从而改变座舱高度。
两个放气活门控制腔之间的互连管确保了两个放气活门的流量平衡。
（3）真空引射器真空引射器仅装于主放气活门，为下降电磁活门提供一个压力源，为爬升电磁活门提供一个真空源。
真空引射器通过放出静压空气产生真空度。
（4）人工活门当飞机遇到紧急情况时，可利用中央操纵台上的人工活门来对座舱压力进行控制。
当“自动/人工”电门放到“人工”位后，截断了控制器电磁活门的输出，在这种情况下，放气活门由人工活门进行控制。
飞机结构与系统(第九章 座舱环境控制系统)
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座舱增压系统
二、增压控制原理 通过控制座舱供气量和排气量，控制座舱压力及其变化 规律。为保持压力控制与温度控制相互独立，飞机座舱压力 控制一般都采用保持供气量不变，而改变排气量的方法。
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座舱增压系统
三、主要控制参数 1. 座舱高度 一般不超过8000ft（2400m）。 2. 座舱高度变化率 爬升过程不超过500ft/min;下降 时不超过350ft/min。 3. 座舱余压 一般不超过8.6～9.1psi
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数 • 座舱高度 座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度； – 一般要求飞机在最大设计巡航高度，必须能保持 大约2400m的座舱高度； – 现代一些大中型飞机，座舱高度达到10000ft（ 3050m）时告警。
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气源系统
B737-800
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气源系统
典型飞机气源系统 高（中压）引气 引气活门 （PRSOV、调压关断阀） • 调压 • 关断 • 限制下游温度
预冷器控制 （737NG－ 199~229度）
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空调系统
控制通往座舱空气的流量、调节温度、排除空气中过多的 水分，最后将空调空气分配到座舱的各个出气口。 • 冷却系统 • 冲压空气系统 • 温度控制系统 • 再循环系统 • 分配系统
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响
3. 大气物理特性对人体生理的影响 2）大气压力变化速度 • 飞机急剧上升或下降时 人体脏室内压力来不及与座舱压力平衡，引起 组织器官膨胀或压缩。 • 爆炸减压 座舱高空突然失密，座舱内外压力迅速平衡， 产生气浪冲击，导致高空缺氧、低温、低压。
飞机各个系统的组成、原理及功用
飞机各个系统的组成、原理及功用08082332 洪懿液压系统飞机大型化以后，依靠驾驶员操纵控制各操纵面仅凭体力去搬动驾驶杆、踏踩脚蹬、拉动钢索使副翼或方向舵转动，那是绝对办不到的了。
此时飞机上就出现了助力机构。
飞机上的绝大部分助力机构采用的多为液压传动助力系统。
要在飞机的不同部件上使用液压，就要组成一个液压系统。
液压系统由泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力调节系统及蓄压器等组成。
液压传动是一种以液体位工作介质，利用液体静压来完成传动功能的一种传动方式。
飞机液压系统通常用来收放起落架、襟翼、减速板和操作机轮刹车以及操纵舵面的偏转。
液压系统作为操纵飞机部件的一个系统，具有许多优点，如重量轻、安装方便、检查容易等。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架系统起落架主要功用是飞机滑跑、停放和滑行的过程中支撑飞机，同时吸收飞机在滑行和着陆的震动和冲击载荷。
利用液压进行起落架正常收放。
也可以人工应急放下起落架。
减震支柱的压缩可用空地感应控制。
在地面滑行时，可利用前轮进行转弯。
刹车组件装在主起落架机轮内，防滞系统用于提高刹车效率。
起落架的结构形式主要有构架式、支柱套筒式和摇臂式3种。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力，并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架收放系统:为了减小飞行阻力，以提高飞行速度，增大航程和改善飞行性能。
它的主要组成部件有起落架选择活门，收放动作筒，收上锁及放下锁作动筒，起落架舱门作动筒，主起落架小车定位作动筒及小车定位往复活门，液压管路等。
起落架选择活门作用是将收放的机械信号转换成液压信号，引起液压油通到起落架收放管路，从而实现起落架的液压收放。
起落架位置信号：它主要有电气信号，机械指示信号和音响警告信号。
浅析B737 300机型增压系统
浅析B737 300机型增压系统摘要:西南公司目前在飞的B737—300型飞机一共还有6架,飞机比较老旧,其增压系统全是CPCS(座舱压力控制系统)的飞机。
从去年的故障反映来看,增压故障占到总故障的20%,为了在面对故障时我们有更好的处置和决断,我们有必要对本公司B737—300型飞机CPCS 增压系统进行研讨。
关键词:B737—300机型增压系统1 组成及功用空调组件通过分配系统将空气输入到飞机的压力舱(座舱)内,增压系统使飞机维持在一个安全的座舱高度,它包括座舱压力控制系统,座舱释压和座舱压力指示与警告。
1.1 座舱压力控制座舱压力控制系统控制空气流出座舱的速率,压力控制系统的主要部件有:座舱压力控制面板(用于增压系统各种方式和参数的选择),座舱压力控制器(接受面板输入信号结合环境参数设定增压程序并通过排气活门的控制实现增压程序),排气活门(由控制器控制座舱外排空气流量实现增压)。
排气活门包括前外流活门和后外流活门,前外流活门受再循环风扇和后外流活门控制。
再循环风扇工作时前外流活门关闭不受后外流活门控制。
再循环风扇不工作时受后外流活门控制。
当后外流活门关闭至0.5±0.5°时前外流活门关闭,当后外流活门开至4±0.5°时前外流活门打开。
1.2 座舱释压座舱释压系统是个失效安全系统,当座舱压力控制控制失效时,有释压系统保护飞机结构不受过压和负压破坏,释压系统有两个正释压活门(防止座舱压差超过8.65PSI)和一个负释压活门(防止客舱压差超过-1PSI)。
1.3 座舱压力指示与警告座舱警告系统当座舱高度达到10000英尺时,高度警告喇叭声响提供音响警告。
2 增压系统工作原理增压系统拥有三种控制方式:自动方式、备用方式、人工方式(人工直流、人工交流)。
2.1 自动方式自动增压控制方式中输入增压控制器的信号主要来自增压控制面板、座舱压力传感器、环境压力传感器、气压修正机构和空地感觉机构。
增压座舱和空调系统一
A320
气源车接口
发动机压气机引气
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。
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。
3.座舱制冷系统
（1） 空气循环制冷
➢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）
涡轮风扇式 （对风扇作功）
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。
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
第四章 空调和增压系统
中国民航大学 空管学院
一、座舱环境控制系统
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50°C
以下 ；
座舱增压控制系统全解
现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
座舱压力调节系统
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4.座舱压力调 节的型式
1.气动式压 力调节
现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
座舱压力调节系统
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4. 座舱压力调节的型式
1. 气动式压力调节
控制信号
为气压信号
排气活门开关动力
是控制气压（基准气压）与座舱压力之差
缺点
座舱压力调节系统
4/42
CCAR25.841和FAR25.841规定
旅客机座舱调压系统至少必须装有两个排气活门、两个 安全活门、紧急释压活门、负压释压活门、自动或人 工压力调节器以及显示座舱高度、余压和座舱高度变 化率的仪表和座舱高度警告装置。
现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
座舱压力调节系统
1. 自由通风＋高度保持＋余压保持；
起降功率损失小；起降舒适性差。
2. 高度保持＋余压保持
起降功率损失大；起降舒适性好。
3. 预增压＋比例控制＋余压保持（直线式）
舒适性最好；起降功率损失大。
广泛用于现代运输机。
现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
座舱压力调节系统
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3. 座舱压力制度
旅客机常见压力制度
座舱增压控制系统
座舱压力调节系统
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1. 基本任务
保证在给定的飞行高度范围内，座舱的压力及其变化速 率满足乘员较舒适生存的需求，而且还要保证飞机结 构的安全。
2.座舱压力调节的基本方法
保持供气量不变，通过控制排气活门开度从而改变排气 量的方法来调节座舱压力。
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自动方式
第六章 座舱环境控制系统
第六章 座舱环境控制系统
（1）地面不增压阶段 起飞前，溢流活门全开，座舱高度与飞机高 度和机场高度相同。
（2）地面预增压阶段 起飞前，压力控制器产生低于机场高度200 FT的座舱高度信号，使排气活门部分关闭， 使得座舱内有一定增压，避免飞机滑跑时座 舱压力出现波动。
第六章 座舱环境控制系统
（3）爬升阶段 当飞机离地后，座舱高度还保持为低于机场高度 200 FT的水平。
✓ 座舱高度警告系统作用 当座舱高度超过10000 FT时，座舱高度警告 系统给机组提供音响警告。
第六章 座舱环境控制系统
6.6.2.3 座舱增压系统的主要控制参数 （1）座舱高度
在国际标准大气里，每一高度上有一确定的大气 压力，同样，每一个大气压力就对应一个高度。 飞机飞行时，常常使用座舱内压力所对应的标准 大气高度，来表示座舱里压力的高低，此高度值 称为座舱高度。 （2）座舱高度变化率 （3）座舱余压
第六章 座舱环境控制系统
第六章 座舱环境控制系统
6.3.9 空调系统的非正常工作 空调系统的自动关断 （1）超温关断 （2）热交换器冷却空气流量过小关断 （3）起飞爬升过程中单发停车
第六章 座舱环境控制系统
6.6 座舱增压控制系统
6.6.1 座舱增压控制原理 空调系统向座舱源源不断地供应空调气体， 并保持供气量基本不变。增压系统控制从排 气活门排出的空气流量，从而达到控制座舱 高度的目的。
第六章 座舱环境控制系统
6.2.2 座舱增压系统概述 6.6.2.1 正常增压控制
三种增压控制方式：自动方式、备用方式和人工 方式。 通过控制溢流活门的开度来保证座舱压力。
第六章 座舱环境控制系统
6.6.2.2 应急增压控制 起安全保护作用的是正压释压活门、负压释压 活门和座舱高度警告系统。
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5.座舱增压系统的安全措施
5.2.负压释压
负压释压活门在座舱出现负余压 时打开，防止因过大负压导致 飞机结构损坏。
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人工方式
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3.1.自由通风＋高度保持＋余压保持；
起降功率损失小；起降舒适性差。
3.2.高度保持＋余压保持
起降功率损失大；起降舒适性好。
3.3.预增压＋比例控制＋余压保持（直线式）
舒适性最好；起降功率损失大。 广泛用于现代运输机。
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3.座舱压力制度
精度较差；排气活门易卡滞
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4.座舱压力调节的型式
4.2电子气动式压力调节
控制信号为电信号，控制正压源或负压源（真空源）通断， 从而在基准腔形成控制压力。
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调节
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调 节
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调节
控制信号
电信号
排气活门开关动力
AC/DC电动机
CAFUC
座舱增压控制系统
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1.基本任务
保证在给定的飞行高度范围内，座舱的压力及其变化速 率满足乘员较舒适生存的需求，而且还要保证飞机结 构的安全。
2.座舱压力调节的基本方法
保持供气量不变，通过控制排气活门开度从而改变排气 量的方法来调节座舱压力。
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CCAR25.841和FAR25.841规定
旅客机座舱调压系统至少必须装有两个排气活门、两个 安全活门、紧急释压活门、负压释压活门、自动或人 工压力调节器以及显示座舱高度、余压和座舱高度变 化率的仪表和座舱高度警告装置。
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Hale Waihona Puke 人工方式现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
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人工方式
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6.座舱增压系统的安全措施
座舱高度警告系统
座舱高度高于某值时（通常为10000ft），驾驶舱中发出音响 警告。
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4.座舱压力调 节的型式
4.1气动式压 力调节
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座舱压力调节系统
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4.座舱压力调节的型式
4.1气动式压力调节
控制信号
为气压信号
排气活门开关动力
是控制气压（基准气压）与座舱压力之差
缺点
现代民航运输机广泛采用该型式
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调节
工作方式
自动方式 备用方式/半自动方式 人工方式（交流/直流）
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4.座舱压力调节的型式
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座舱压力调节型式 7.常见故障处理
处置
尽快按程序戴上氧气面罩，用人工方式尽快关闭排气活门； 必要时紧急下降到安全高度或最大航路安全高度。
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座舱压力调节型式
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小结：
1.基本任务 2.座舱压力调节的基本方法 3.旅客机常见压力制度 4.座舱压力调节的型式 5.座舱增压系统的安全措施 6.座舱增压系统的安全措施 7.常见故障处理
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座舱压力制度
概念
气密座舱内空气绝对压力（或座舱高度）和余压随飞行高度 变化的规律。
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座舱压力制度
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3.旅客机常见压力制度
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3.座舱压力制度
旅客机常见压力制度
3.3.预增压＋比例控制（＋余压保持）
舒适性最好、起降功率损失大
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3.座舱压力制度
旅客机常见压力制度
3.3.预增压＋比例控制（＋余压保持）
广泛用于现代运输机
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3.座舱压力制度
旅客机常见压力制度
3.3.预增压＋比例控制（＋余压保持）
预增压的目的是为了防止飞机在起飞、着陆过程中飞机姿态的突然改 变使座舱压力产生波动。
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4.座舱压力调节的型式
4.1.气动式压力调节 4.2.电子气动式压力调节 4.3.电子电动式压力调节
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座舱压力调节型式
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本节结束
CAFUC
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CCAR25.841和FAR25.841规定
当飞机以最大飞行高度飞行时，座舱及行李舱的气压高 度不得超过2400米（8000ft）。 当飞机需要在7600米（25000ft）以上飞行时，必须保 持增压系统故障时座舱内气压高度不超过4500米 （15000ft）。
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座舱高度概念：
座舱高度是座舱内的绝对压力所对应的距离海平面的高 度。
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座舱余压概念：
座舱内外压差称为座舱余压。
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座舱压力调节系统
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座舱压力制度概念：
气密座舱内空气绝对压力（或座舱高度）和余压随飞行 高度变化的规律。
座舱压力调节型式
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6.安全活门的功用：排气活门控制失效，座舱余压大于规
定值时打开放气 常见故障处理
自动方式失效
转为备用方式
备用方式失效
转为人工方式
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座舱压力调节型式 7.常见故障处理
增压失效可能的原因
引气活门失效； 增压座舱结构受损导致失密； 引气失效。
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2.座舱调压基本方法：
控制座舱向外界的排气量。 通过控制排气活门的开度实现。
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通风式气密座舱空调原理
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座舱压力调节系统
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CCAR25.841和FAR25.841规定
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4.3.电子电动式压力调节
工作方式
自动方式
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座舱压力调节系统
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调节
工作方式
自动方式
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座舱压力调节系统
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4.座舱压力调节的型式
4.3.电子电动式压力调节
工作方式
旅客机常见压力制度
3.1.自由通风＋高度保持＋余压保持
起降功率损失小、起降舒适性差、高空舒适性差
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座舱压力调节系统
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3.座舱压力制度
旅客机常见压力制度
3.2.高度保持＋余压保持
起降功率损失大、起降舒适性好、高空舒适性差
现代飞机结构与系统————座舱环境控制系统
自动方式
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座舱压力调节系统
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座舱压力调节系统
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5.座舱增压系统的安全措施
5.1.正压释压
正压释压活门在飞机座舱余压超 过一定值时打开，释放过高压 力，防止余压过大影响飞机结 构安全。