座舱环境控制系统
座舱环境控制系统
座舱环境控制系统在咱们日常生活中，您有没有想过，为啥在飞机或者一些高科技的交通工具里，咱们能舒舒服服地坐着，不会被恶劣的环境影响心情和身体呢？这可多亏了一个神奇的东西——座舱环境控制系统。
就说前段时间我坐飞机出差的事儿吧。
一上飞机，我就感觉特别舒坦，空气清新，温度也恰到好处。
我心里还琢磨呢，这到底是咋做到的？后来我才知道，这都是座舱环境控制系统在背后默默努力工作的结果。
座舱环境控制系统就像是一个超级贴心的“环境管家”。
它要负责好多重要的任务呢。
首先就是调节温度。
您想想，要是大夏天坐飞机，里面热得像蒸笼；或者大冬天坐飞机，冷得直哆嗦，那得多难受啊！这个系统就能根据外面的天气和机舱里的人数，精准地把温度控制在一个让人舒服的范围内。
我那次坐飞机，外面气温挺高的，可在机舱里我穿着长袖衬衫，一点儿也不觉得热，就那么舒舒服服地睡着了。
然后是控制湿度。
太干燥的话，咱们的皮肤会不舒服，嗓子也会发干；太潮湿了呢，又会感觉黏糊糊的。
座舱环境控制系统就能把湿度调节得刚刚好，让咱们在里面就像待在一个舒适的小天地里。
还有啊，它得保证空气的新鲜和干净。
您知道吗，在那么一个相对封闭的空间里，如果空气不流通、不干净，那简直就是灾难。
这个系统会不断地引入新鲜空气，过滤掉灰尘、细菌啥的，让咱们呼吸到的每一口空气都清新又健康。
我记得有一次我旁边的一位乘客打了个喷嚏，我心里还咯噔一下，担心空气会被污染。
结果没过一会儿，就明显感觉到有新的干净空气进来了，心里的担忧一下子就没了。
另外，座舱环境控制系统还得处理压力的问题。
当飞机飞得很高的时候，外面的气压很低，如果机舱里的气压不调整，咱们的身体可就受不了啦。
这个系统能让机舱里的气压保持在一个合适的水平，这样咱们的耳朵不会疼，身体也不会有其他的不舒服。
总之，座舱环境控制系统虽然咱们平时看不到、摸不着，但它真的是太重要了。
它就像一个默默无闻的英雄，一直在为咱们创造一个舒适、安全的乘坐环境。
没有它的话，咱们的出行可就没那么愉快和轻松啦！以后您再坐飞机或者乘坐其他有类似系统的交通工具时，可别忘了感谢一下这个默默付出的“环境管家”哟！。
第6章座舱环境控制系统-精选(公开课件)
6.2.3其他形式的压力源
• (1)机械驱动增压器
(2)废气驱动涡轮增压器
• (3)单独的座舱压缩机
6.3 座舱空气调节系统
• 6.3.1流量控制
6.3.2空气循环冷却系统 • 6.3.2.1空气循环冷却系统的类型
6.3.2.2座舱湿度控制
• 6.3.2.3
6.3.3温度控制系统
• 6.4.1.1冷却系统
6.4.1.2波音757-200型飞机座舱温度控制
6.4.2波音777飞机空调系统
1.
波音777-200飞机冷却系统
2.
波音777-200座舱温度控制
6.4.2.3波音777-200型飞机座舱温度控制特点
6.5蒸发循环冷却系统
6.6座舱增压控制系统
• 6.6.1座舱增压控制原理 • 6.6.2座舱增压系统概述
• 6.3.3.1涡轮/压气机式座舱温度控制系统
6.3.3.2典型飞机温度控制系统
6.3.4再循环系统
6.3.5座舱空气分配系统
6.3.6货舱加温系统
• (1)气源系统热路空气加温
(2)设备冷却系统排出的热空气加温
(3)货舱内部空气循环加温 (4)客舱空气加温
• 6.3.7设备冷却系统
6.3.8通风系统
6.3.9空调系统的非正常工作
• 6.3.9.1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 • 6.3.9.2空调系统压气机出口空气超温故障
6.4典型飞机空调系统
• 6.4.1波音757-200飞机空调系统
6.7飞机氧气系统
6.7.1机组氧气系统
6.7.2乘客氧气系统
气密座舱及其环境控制系统
气密座舱及其环境控制系统高空飞行会带来缺氧，减压症及气温过高过低的问题。
解决的办法就是采用气密座舱。
气密座舱是采用气密性良好的座舱结构，使舱内与外界大气阁开，它有增压空气源以保证高空飞行时座舱内的空气压力较舱外大气压力为高，这样即可使吸入空气的氧分压提高，又可避免减压病。
此外，用改变流入气密座舱的空气温度的办法，控制座舱温度处在适宜范围内。
由于采用了气密座舱，人类进入高空飞行方能实现。
a.气密座舱气密座舱有通风式和再生式两种，目前飞机上最常用的是通风式的。
通风式气密座舱－这是利用发动机压气机（或专用增压器）供给的增压空气来增压和通风的座舱。
由压气机来的增压空气经过温度调节装置，供气开关等附件，不断进入座舱。
座舱内的空气又不断地经压力调节装置流出，带走乘员的二氧化碳和水汽，使舱内空气保持新鲜。
温度调节装置能自动控制流向加温装置和冷却装置的空气流量比例，以保持座舱温度。
压力调节器用来调节座舱压力，使它按一定的规律变化。
通风式座舱的优点是：对座舱气密性要求较低，因儿构造简单；增压空气温度较高，一般不要另装加温设备。
其主要缺点是使用高度受增压装置的限制，一般只适用于升限在20～25公里范围之内的飞机。
再生式气密座舱－舱内装有再生装置不断地将舱内二氧化碳和水汽吸收，再生成氧气放出，使座舱内空气能循环使用。
为了补偿座舱空气泄露，利用机上的氧气瓶和冷气瓶向舱内输送气体。
这样，使用时可以不受飞行高度的限制，它主要用于载人宇宙飞船上。
b.座舱环境控制系统座舱环境控制系统又称座舱空气调节系统（简称空调系统），它保证在各种飞行状态和外界环境条件下，使飞机座舱内的压力、温度、湿度等参数适合人体生理要求，满足设备（如电子设备）冷却、增压要求，保证乘员生命安全、舒适，保证设备正常工作。
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。
座舱增压供气装置通风式气密座舱都要增压供气，为此要有增压供气装置。
增压座舱和空调系统一
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”“地”位
大气通风式增压系统
客舱增压系统有4种功能：
①地面不增压－在地面时排气活门全开。 ②预增压－在起飞前或着陆接地前，压力增加，以避免客
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。
气密座舱的环境参数及其要求
（1）对座舱温度的要求
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℃。
③ 座舱余压：8.5psi以下
座舱内部空气的绝对压力pc与外部大气压力pH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）
④ 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。
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。
OUTFLOW VALVE
飞机各个系统的组成及原理
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力)，此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
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。
第六章 座舱环境控制系统
3）温度和湿度
• 温度
15~25度最适宜。
短时间温度变化过大易产生感冒症状。
• 湿度
取决于相对湿度。
• 高湿度 – 高温—“闷热” – 低温—“湿冷”
• 低湿度 症状不明显，随时间增加而增加。
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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
4）其他环境参数 • 臭氧 • 低浓度臭氧对人体无危害； • 在20～25km高度，臭氧浓度很大，可达大气的 6%~9%,对人体有毒性，会引起呼吸困难、嗅 觉失灵和视觉衰退，通常规定乘员舱内臭氧浓 度不超过0.2ppm; • 化学性质活泼，对飞机上的橡胶件有较强腐蚀 作用。
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B737-800
气源系统
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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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空调系统
一、冷却系统 1. 涡轮风扇式（涡轮通风式）冷却系统
空调系统
三、再循环系统 通过将座舱空气的再循环 利用，减少用于座舱空调的 发动机引气。 大约50%空气来自于再循 环空气。
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空调系统
四、座舱空气分配系统 将调节好的空调空气输送到各个舱区。
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空调系统
四、座舱空气分配系统
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空调系统
五、货舱加温系统 保持货舱温度高于冰点。主要加温方式： • 气源系统热路空气（未与冷路空气混合）加温； • 设备冷却系统排出的热空气加温； • 货舱内部空气循环加温（加温风扇）； • 客舱空气加温。
现代民航客机座舱环境控制
3)涡轮压气机风扇式冷却系统
三轮式冷却系统既吸收了涡轮压气机式系统供气小、节省功率的优点，又吸收了轮风扇式系统在地面也有冷却能力的优点。
三轮式涡轮冷却器的结构组成：
3，座舱湿度控制
低压除水 主要用于中小飞机 图为一种典型的低压水分离器。这种水分离器的特点：没有运动部件，构造简单、重量轻，正常工作情况下的流阻小，涡轮出口的反压不大。分水效率高
一、气源系统与冲压系统
图典型的飞机气源系统
他形式的压力气源 1)机械驱动增压器
废气驱动涡轮增压器 主要是借助活塞式发动机汽缸的排气，热空流过一个涡轮，冲击涡轮使其转动。 单独的座舱压缩机 主要用于燃气涡轮发动机
冲压系统 作用是，利用飞彩 的气流将飞机外部空气引入到飞机内部，来作为热交换器的冷却介质
五、了解货舱加温系统
采用气源系统的热路空气对货舱加温
01
图为A320前货舱通风加温系统图
02
飞机在地面和飞机在空中，且座舱余压不超过6.89 kPa。
03
飞机在空中，且座舱余压超过6.89 kPa。
04
五、了解货舱加温系统
采用设备冷却系统排出的热空气对货舱加温
01
为波音777前货舱加温系统，它利用设备冷却系统的排气进行加温
二、空气循环冷却系统
二、空气循环冷却系统 1.热交换器的形式 热载热介质性质的不同，热交换器可分为：空气／空气热交换器和空气／液体热交换器。 空气式热换器有：顺流式、逆流式和叉流式三种形式。 2.空气循环冷却系统的冷却原理 1)涡轮风扇式冷却系统
飞机内空间小，空气调节装置的尺寸尽可能小
，必须保持满足乘客舒适要求的最大供量。
二、实现民航客机座舱小环境的基本技术措施
适当增加座舱内空气的湿度。
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6.2气源系统
6.2.4引气温度调节 通过预冷器系统调节引气温度。控制冷却空气的流量来
调节与冷气下游发动机引气温度。 气动力开启的预冷器控制系统
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6.2气源系统
6.2.5引气压力调节 核心元件：PRSOV 功能： 调节下游压力 调节下游温度 引气关断
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6.3座舱空气调节系统
主要作用： 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。 组成：
冷却系统、冲压空气系统、温度控制系统、再循环系统和 分配系统
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6.3座舱空气调节系统
6.3.1流量控制 核心元件：流量控制阀。 作用：控制通往空调组件的空气流
式）冷却系统
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.1空气循环冷却系统类型 涡轮压气机风扇（三轮式）冷却系统
21
6.3座舱空气调节系统
6.3.2.2座舱湿度控制 湿度控制的必要性 低压除水 水分离器的安装位置 水分离器原理
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.2座舱湿度控制 低压除水 旁通阀的作用 凝结网指示器的作用 凝结网防冰措施
23
6.3座舱空气调节系统
6.3.2.2座舱湿度控制 湿度控制的必要性 高压除水 水分离器的安装位置 水分离器原理
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.3制冷系统的主要附件 空气式热交换器
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.3制冷系统的主要附件 空气式热交换器 顺流式 逆流式
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6.5蒸发循环冷却系统
特点： 结构 原理
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6.6座舱增压控制系统
6.6.1座舱增压控制原理 基本功能： 原理
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6.6座舱增压控制系统
6.6.2座舱增压系统概述 正常增压控制： 原理 控制对象 控制方式 • 自动方式 • 备用方式 • 人工方式
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6.3座舱空气调节系统
6.3.4再循环系统 主要作用 原理
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6.3座舱空气调节系统
6.3.5座舱空气分配系统 主要作用 原理
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6.3座舱空气调节系统
6.3.6货仓加热系统 主要作用 加热方式 气源系统热路空气加热 设备冷却系统排出的热空气加热 货仓内部空气循环加热 客舱空气加热
量，组件关断。 原理：
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2空气循环冷却系统 作用：使用冷却装置（涡轮
冷却器或热交换器），使高 温引气冷却，形成冷路空气 6.3.2.1空气循环冷却系统类型 涡轮风扇式冷却系统 涡轮压气机（升压式）冷却 系统 涡轮压气机风扇（三轮式） 冷却系统
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.1空气循环冷却系统类型 涡轮风扇式冷却系统 涡轮压气机（升压式）冷却
系统 涡轮压气机风扇（三轮式）
冷却系统
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.1空气循环冷却系统 类型
涡轮风扇式冷却系统 涡轮压气机（升压式）
冷却系统 涡轮压气机风扇（三轮
影响
3
6.1座舱环境控制系统概述
6.1.2大气物理特性及其对人体影响 大气温度对人体的影响 大气湿度对人体的影响 其他环境参数对人体影响 臭氧 噪声
4
6.1座舱环境控制系统概述
6.1.3克服空中不利环境的技术措施 供氧装置 气密座舱 6.1.4气密座舱的形式 大气通风式气密座舱 再生式气密座舱 6.1.5气密座舱环境参数 座舱温度 座舱高度 座舱余压 座舱高度变化率
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6.2气源系统
6.2.6单独的座舱压缩机 电动式座舱压缩机 发动机驱动压缩机 气动式座舱压缩机
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6.2气源系统
6.2.6单独的座舱压缩机 电动式座舱压缩机 发动机驱动压缩机 气动式座舱压缩机
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6.2气源系统
6.2.6单独的座舱压缩机 电动式座舱压缩机 发动机驱动压缩机 气动式座舱压缩机
5
6.2气源系统
作用： 6.2.1气源系统 气源来源 用途 使用条件
6
6.2气源系统
作用： 6.2.1气源系统 气源构成
7
6.2气源系统
6.2.2气源系统的选择控制
8
6.2气源系统
6.2.3压力转换控制
9
6.2气源系统
6.2.3引气温度调节 通过预冷器系统调节引气温度。控制冷却空气的流量来
6.3.3温度控制系统 主要作用 控制方式 纯混合比控制 ① 双温阀控制 ② 热路温控阀控制 旁路流量控制
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6.3座舱空气调节系统
6.3.3温度控制系统 主要功能部件 温度传感器 座舱温度传感器 管道预感温度传感器 供气管路极限温度传感器 座舱温度控制器 温度控制阀
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6.3座舱空气调节系统
6.3.7设备冷却系统 主要作用 冷却方式 6.3.8通风系统 作用
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6.3座舱空气调节系统
6.3.9空调系统的非正常工作 空调系统自动关断： 超温关断： 压气机出口超温； 涡轮进口超温； 座舱供气管路超温； 热交换器冷却空气（冲压空气）流量过小关断 起飞爬升过程中单发停车 空调系统压气机出口空气超温故障： 故障原因
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.3制冷系统的主要附件 空气式热交换器 叉流式 多流程式
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6.3座舱空气调节系统
6.3.2.3制冷系统的主要附件 空气式热交换器 冲压空气系统Biblioteka 286.3座舱空气调节系统
6.3.2.3制冷系统的主要附件 涡轮冷却器 原理
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6.3座舱空气调节系统
飞机构造
第六章 座舱环境控制系统
6.1座舱环境控制系统概述
6.1.1基本任务 使飞机的的座舱和设备仓在各种飞行条件下具有良好的环境
参数，满足人员及设备的正常工作条件和生活条件。 控制参数
气温、气压，气温、气压变化率，空气流量，流速、湿度、 清洁度和噪音
2
6.1座舱环境控制系统概述
6.1.2大气物理特性及其对人体影响 大气压力变化规律 大气压力对人体的影响 压力变化速率对人体的