直升机空气循环制冷系统方案比较
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。空气分配是将调节空气按规定的比例分配各个地方,保证舱内温度均匀、风速适宜。空气分配系统包括输气主管、支管、供气开关和各种喷嘴等。过滤再生设施是吸收和排除座舱内的二氧化碳、水蒸气、华油、一氧化碳等有害物质的装置。
风冷模块系统风冷螺杆系统与水冷螺杆机组系统对比表
风冷模块系统风冷螺杆系统与水冷螺杆机组系统对比表
风冷模块系统风冷螺杆系统与水冷螺杆机组系统对比表
在暖通行业，冷却系统是不可或缺的一部分。本文将对比分析三种常见的冷却系统：风冷模块系统、风冷螺杆系统和水冷螺杆机组系统。通过对它们的结构、工作原理、性能和应用场景的阐述，为读者提供一个全面、客观的对比表格。
一、基本结构与工作原理
1、风冷模块系统
风冷模块系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和控制系统组成。压缩机吸入低压制冷剂蒸气，压缩后排出高压制冷剂蒸气。高压制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量，凝结成液体。液体经过节流装置，压力降低，变成低压蒸气。低压蒸气在蒸发器中吸收热量，完成吸热降温过程。控制系统负责整个系统的启动、运行和停机控制。
2、风冷螺杆系统
风冷螺杆系统主要由压缩机、冷凝器、螺杆式制冷机和控制系统组成。压缩机吸入低压制冷剂蒸气，压缩后排出高压制冷剂蒸气。高压制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量，凝结成液体。液体经过节流装置，压力降低，进入螺杆式制冷机。在制冷机中，液体制冷剂经过膨胀阀节流，进入制冷机中的蒸发器完成吸热降温过程。控制系统负责整个系统的启动、运行和停机控制。
3、水冷螺杆机组系统
水冷螺杆机组系统主要由压缩机、冷凝器、水冷换热器和控制系统组成。压缩机吸入低压制冷剂蒸气，压缩后排出高压制冷剂蒸气。高压制冷剂蒸气在冷凝器中放出热量，凝结成液体。液体经过节流装置，压力降低，进入水冷换热器。在换热器中，液体制冷剂与冷却水进行热交换，吸收热量，完成吸热降温过程。控制系统负责整个系统的启动、运行和停机控制。
二、性能比较
1、制冷量
风冷模块系统的制冷量通常在数千瓦到数百千瓦之间，适用于中小型空调系统。风冷螺杆系统的制冷量较大，可达数百千瓦到数兆瓦，适用于大型工业制冷和商业制冷领域。水冷螺杆机组系统的制冷量也较大，可覆盖数十千瓦到数百千瓦的范围，适用于中大型空调和工业制冷领域。
2、能耗
风冷模块系统和风冷螺杆系统的能效较高，能达到较高的COP（能效比）值。相比之下，水冷螺杆机组系统的能效略低。 3、环境适应能力
涡轴发动机的防冰系统与试验设备
ｃＳＡＡ２００卜ＰＨ－啪４
涡轴发动机的防冰系统与试验设备
武汉航空仪表有＿陧责任公司潘由甲
主题词：淳动毋防冰系统试验设备
一、直升机及萁发动机的防冰要求
直升飞机飞行空域为中低空，遭遇结冰环境豹机会多，其气动特性是既育迎面气流又有下洗气流，增加了结冰的不确定性，直升机的旋翼更加重了结冰的严酷性．
国军标对直升机进气道、风挡，旋翼和整机的防冰要求都作了详细规定。条文中规定：“当直升机被要求在结冰条件下工作时．其进气系统应是防冰的”；“具有完全防冰的直升
机，其发动机进气系统应有持续防冰措施”；“防冰系统的接通可以是自动的、也可是手动
的”，“如结冰探测器与发动机分开安装，则要采用自动接通防冰系统．同时还要提供手动操作装置。防冰系统应有指示该系统处于工作状态的信号”。
涡轴系统发动机是直升机动力研制的产品，ＧＪＢ２４２—８７规定了其防冰试验条件，要求在表１所列条件下，防冰系统应保证发动机不结冰，可以正常工作。其中在第一部分条件和每
一功率状态下（慢车、２５％最大连续、５０％最大连续、最大连续和最大功率），发动机应至少工作１０分种；第二部分包括ｌ小时功率不移动的慢车运转。
表１
海平面防冰条件第一部分第二部分
发动机进口总温℃一２０±ｌ－５±ｌ一５±】
飞行速度ｌ皿／ｈ０～１１００～１１００～１１０
飞行高度ｍ０～１５０Ｏ～１５００～１５０
Ｉ平均有效水滴直径ｐｍ２０±５２０±５３０±５
空气中液态水含量ｇ向３１±０．２５２±０．２５０．４±０．１
以ｗｚ９发动机为例，其防冰系统是通过从离心压气机后引气来对所需要防冰的部位进行
加温。防止发动机的进气道涡流叶片、分离器鼻锥、压气机导向叶片等部位结冰；在控制方
砸要求具备两种控制方式：自动控制：系统根据防冰探测器检测信号，自动进行防冰。
手动控制：驾驶员根据经验（或观察座舱结冰信号灯）。人为控制髓冰系统，打开防冰调节阀，进行防冰。
二、防冰系统组成
涡轮发动机的防冰系统一般由结冰传感器、温度传感器、电子变换器、防冰调节器、压差传感器、管路系统组成，如图ｌ：
复叠式冷冻机组工作原理
复叠式冷冻机组工作原理
复叠式冷冻机组是一种高效、节能的空气冷却式制冷系统，广泛应用于超市、冷库、制冰厂等场所。其工作原理主要分为制冷循环、风道循环、电控系统三个方面。
1. 制冷循环
复叠式冷冻机组的制冷循环是通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部分协同作用来完成的。其主要流程如下：
1）通过压缩机抽取低温低压制冷剂，将其压缩成高温高压的制冷剂气体；
2）制冷剂气体进入冷凝器中，通过散热方式将热量排出，使制冷剂气体 冷却凝结成高压的制冷剂液体；
3）高压制冷剂液体通过膨胀阀释放压力，变为低压制冷剂液体；
4）低压制冷剂液体进入蒸发器中，通过与空气接触的方式，通过换热作用带走室内的热量，使其再次变成低温低压的制冷剂气体。
整个过程是一个耗能的过程，制冷效果是通过逐步降低温度来完成的。
2. 风道循环
复叠式冷冻机组通过风道系统将冷空气输送到冷库内，以实现空气冷却的目的。其主要分为两个部分： 1）进风口：通常设置在冷库顶部，负责引入周围空气；
2）机房：冷却机组所在的地方，接收进入的冷风，在压缩机的作用下，将冷风通过压缩与凝结，蒸发转换成冷空气，最终送入冷库内部。
风箱系统除了起到导流冷风的作用外，还可以进行空气循环控制，提高冷却效率。同时，风箱系统还能够通过温差传感器感知到空气温度，进行自主调节。
3. 电控系统
复叠式冷冻机组的电控系统主要通过温度传感器、压力传感器、电子膨胀阀等元件来完成对冷却系统的调节。其主要功能包括：
1）实时监测冷库内部和外部温度，通过控制蒸发温度和冷凝温度来调节空气的温度；
2）监测压力变化，将压力信号反馈到压力精调装置中，实现自主控制，防止压力过大或过小；
3）电控系统还可以进行定时开关以及运行状态监测等常规操作，从而实现对设备的自动控制，减少人工干预。
总之，复叠式冷冻机组是一种先进的空气冷却式制冷系统，其能够通过高效率的制冷方案、合理的风道系统、智能化的电控系统等多种手段，使得冷却效果更加稳定，节能环保，为冷库等场所保持长期低温环境提供了可靠的保障。
DO-160E与GJB150温度试验对比分析
DO-160E与GJB150温度试验对比分析
辛勃;张莎莎
【摘 要】主要研究对直升机机载设备有重要影响的温度因素,通过对比军民机环境试验标准,深入分析了军民机在温度试验中存在的差异.详细阐述了民机环境试验标准DO-160E《机载设备环境条件和试验方法》,并结合AC313直升机适航验证工作概述了DO-160E的应用.向民机设计人员及从事民机适航验证工作的人员提供帮助,为民机适航验证工作中的环境试验验证工作提供参考.
【期刊名称】《直升机技术》
【年(卷),期】2016(000)001
【总页数】5页(P40-44)
【关键词】直升机;环境试验;对比分析
【作 者】辛勃;张莎莎
【作者单位】中国直升机设计研究所,江西景德镇333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇333001
【正文语种】中 文
【中图分类】V221+.91;V216.5
随着我国经济的快速发展，通用航空迎来巨大的市场需求，直升机作为通用航空主力，已列入国家民机发展的战略规划，我国自行研制的AC313直升机便是其中之一。与军机相比，民机的研制历程有其独特之处，民机必须取得型号合格证(TC)才能成为符合法定要求的航空器投入使用。目前，AC313直升机也进入了民机适航取证工作的关键阶段。众所周知，直升机在实际使用中除经受地—空—地循环载荷外，还要遭受化学、热和气候等环境因素的侵蚀。大量研究表明，使用环境会显著降低直升机结构材料的性能，缩短其寿命[1]，机载设备的功能、性能也同样会受到环境的影响。而民用直升机要取得型号合格证，就必须考虑环境因素，并进行相应的验证试验。
本文主要针对对直升机机载设备有重要影响的温度因素进行研究，通过对比GJB150《军用设备环境试验方法》与DO-160E《机载设备环境条件和试验方法》，深入分析两种温度试验方法的试验步骤、试验指标、试验曲线等内容的差异，并结合实际的民机适航验证工作概述了DO-160E的应用。
现代旅客机座舱温度控制分析与应用研究
科技信息 专题论述
坝代旅客相座舱温度控制分析与应用砜穷
上海飞机设计研究院 况薇
［摘要］本文首先对现代旅客机上广泛采用的座舱温度控制形式进行了简要介绍和分析，并对当今主流干线客机Ｂ７３７—８００和Ａ３２０ 的座舱温度控制方案进行了分析对比，指出采用制冷组件和区域温度控制相结合的座舱温度控制方案符合＂－３今设计理念以及越来 越高的座舱舒适性要求。 ［关键词］旅客机舒适性 座舱温度控制
０．引言 随着现代民用客机的发展，客舱舒适性日益成为旅客选择乘坐机 型的重要标准。为了让乘客和机组人员在飞行中感觉到舒适，需要对增 压舱的空气进行温度调节Ⅲ。 １．座舱温度控制基本原理 系统构型 为了满足座舱不同区域的温度需求，需要对各个区域设置不同的 目标温度。该功能可以通过位于驾驶舱空调系统操作面板上的温度选 择旋钮分别对驾驶舱和客舱各个区域的温度进行选择，当飞行员通过 选择旋钮选定一个温度值后，温度控制系统能根据选定温度对座舱区 域的温度进行自动调节和控制。 当今主流干线客机上的座舱温度控制主要通过组件温度控制和区 域温度控制共同实现。组件温度控制主要是控制制冷组件出口温度，其 温度的调节则由两个组件控制器根据区域控制器的要求及组件上各个 传感器的输入值之间的比较，通过调节活门的开度来完成。制冷组件原 理图（图１）中所示为一典型的三轮式空气循环制冷系统。来自发动机的 热引气通过流量调节活门对其流量进行调节后首先经过初级换热器冷 却，接着进入压气机被压缩为高温高压的气体，再进入主换热器进行进 一步的冷却，主换热器的冷源来自于外界环境的冲压空气。回热器和冷 凝器可以使其温度继续降低到露点温度以下从而使湿空气形成游离 水，之后在高压水分离器中大部分的游离水将被除去。经过除水处理的 干燥空气进人涡轮膨胀冷却成为低温冷气进入空气分配系统。此外，当 温度控制活门打开时，可以将热引气直接旁通至涡轮出口来调节组件 出口的温度 。
补充章节 飞机系统其他常用传感器介绍
补充章节 飞机系统其他常用传感器介绍
一、除冰系统
1.除冰系统探测器
对飞机结冰现象的探测主要依靠结冰信号器,该类信号器依据产品外形可以分为外伸式和内埋式两种。根据所采用的关键技术可以分为放射线技术、热交换技术、谐振技术、磁滞伸缩技术、导电环技术等。
放射线技术传感器:利用安装在信号器内的放射元素锶90的放射性来工作的。当没有冰层沉积时,放射线发出的电子束全部被吸收管吸收形成电子负压,使晶体管处于非导通状态。当出现冰沉积时,部分电子被冰层吸收,使得到达吸收管的电子束减少,电压升高,晶体管导通而发出结冰告警信号。
热交换技术传感器:利用一个恒定功率热源向热敏元件加温,同时测量并不断比较热敏元器件上不同点位之间的增温速率,温差变化越大说明结冰的可能性和冰层厚度越大。
谐振技术传感器:利用线圈中的电磁激励原理使传感器中的弹性敏感元器件产生机械谐振,当有冰层沉积时,弹性敏感元件就会发生刚度变化而引起振动频率改变,从而给出结冰告警信号。
磁滞伸缩技术传感器:利用电磁振动原理将传感器设计在一个固定频率点进行超声振动,当有结冰沉积时,其振动频率相应改变,变化达到一定程度时就出现告警信号。
导电环传感器:利用电桥电路中的测温电阻在低温下的阻值变化引起电桥电路的不平衡,使导电环接通或断开而给出告警信号
光纤式传感器：该类传感器是利用光的发射与接收原理,通过在光纤中传播的发射光被接收后的信号强弱来判断结冰的严重程度。其具备以下优点:灵敏度高,能够探测出0.1 mm以下冰层厚度;预警时间短,预警响应时间不大于2 s;探测范围宽,最大探测冰层厚度超过5.0 mm;具有冰型判别功能,能够实现结冰告警,进行除冰效果判断,实现对飞机结冰的控制管理。缺点是体积较大,并易受强光干扰。
最新发展方向：欧美等航空技术先进的国家已经在研发基于神经元网络技术的飞机结冰探测系统,还计划将气象信息与飞机姿态信息相综合,构成结冰安全自动控制和管理的飞行员专用信息系统。
伯努利原理在生活中的应用
伯努利原理在生活中的应用
伯努利原理是描述流体运动中能量守恒的基本原理之一，它在生活中有着广泛的应用。本文将探讨伯努利原理在飞行、气象、通风与空调、音响和自然现象等方面的应用。
一、伯努利原理在飞行中的应用
飞行器如飞机、直升机以及各类无人机都依赖于伯努利原理来提供升力。飞机翼上的凸起形状使得飞机在飞行时产生了两种不同的气流，即上表面气流和下表面气流。上表面气流由于曲率较大，流速较快，气压较低；而下表面气流由于曲率较小，流速较慢，气压较高。由于伯努利原理，气压差会产生一个由下向上的力，即升力，使飞机能够在空中飞行。
二、伯努利原理在气象中的应用
伯努利原理解释了气象现象中的一些有趣问题。例如，风速越大，气压就越低。当气压差很大时，会形成强风，例如台风。在气象预报中，利用伯努利原理可以分析气象场的动力结构，从而提供准确的天气预测。
三、伯努利原理在通风与空调中的应用
伯努利原理在通风与空调系统中起到关键作用。通风系统利用伯努利原理，通过给定区域内气流产生的气压差，将废气排出并吸入新鲜空气。空调系统中，空调机通过产生高速气流，使得气流的速度增加，气压降低，从而提供制冷或加热效果。 四、伯努利原理在音响中的应用
音响中的扬声器也是基于伯努利原理工作的。扬声器通过震动的振膜在前后产生压强波动，使得空气分子在扬声器内部产生了振动。这种振动通过伯努利原理传播，最终被我们听到。因此，伯努利原理是音响工作的基础原理。
五、伯努利原理在自然现象中的应用
伯努利原理在自然现象中也有着重要的应用。例如，龙卷风是由于不同气压区域之间的巨大差异引起的。当气压差异较大时，产生了高速的气流，它们会造成周围空气的急剧流速增加，从而形成龙卷风。
总结：
伯努利原理是流体运动中能量守恒的基本法则，在生活中有着广泛的应用。从飞行中的升力产生到气象现象中的气压差异，从通风与空调系统中的气流循环到音响中的音质输出，以及自然现象中的龙卷风形成，都与伯努利原理密切相关。了解伯努利原理及其应用，有助于我们更好地理解周围世界的各种现象与现象背后的科学原理。
煤矿移动式救生舱冷却方案分析比较
４ 煤矿移动式救生舱冷却方案分析比较 《电气防爆》２０１１，４
煤矿移动式救生舱冷却方案分析比较
董仲恒 ，袁文正。，丁飞 ，马经刚
（１．南阳市一通防爆电气有限公司，河南南阳４７３００８；２．南阳防爆电气研究所，河南南阳４７３００８；
３．航天科工集团第二研究院６９９厂，北京１０００３９）
［关键词］Ｃ０２制冷；蓄冰制冷；压风制冷
［摘要］救生舱内的制冷系统有多种制冷方法，本文重点对ＣＯ：制冷、蓄冰制冷、压风制
冷三种方法的安全性和防爆性能进行对比，尤其对蓄冰制冷方法中蓄冰量的计算进行了介绍，
对三种制冷方法的优点和局限性进行了详细的分析，希望对于煤矿在选用移动式救生舱制冷
方法时能有借鉴作用。
［中图分类号］ ＩＤ７７４ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１ｏｏ４—９１１８（２０１１）０４—０Ｏ０４—０４
Ａｎａｌｙ￣ｃ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｏｕｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｅｓｃｕｅ Ｃａｌ￣．１ｌｅ ｉｎ Ｃ０ａｌ Ｍｉｎｅ ＤＯＮＧＺｈｏｎｇ—ｈｅｎｇＩ，ＹＵＡＮＷｅｎ—ｚｈｅｎｇ２，ＤＩＮＧ Ｆｅｉ３，ＭＡ Ｊｉｎｇ—ｇａｎｇＩ
（１．Ｎａｎｙａｎｇ Ｙｉｔｏｎｇ ＥｘｐｌｏｓｉｏｎｐｒｏｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．， ．，ｔｈｎａｎ Ｎａｎｙａｎｇ ４７３０００； ２．Ｎａｎｙａｎｇ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ尸 ｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｐｐａｒ￣Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．ｔｈｎａｎ Ｎａｎｙａｎｇ ４７３００８； ３．Ｎｏ ６９９ Ｆａｃｔｏｒ ｏｆｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ ｈｕｔｈｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏ￣￣ｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，＆慨１０００３９）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃ０２ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ；ｉｃｅ—ｓｔｏｒｅｄ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ａｉｒ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ
钻石DA42NG飞机空调系统排故思路分析
钻石 DA42NG飞机空调系统排故思路分析
摘要：空调系统作为钻石DA42NG飞机的一种选装构型，其采用蒸发循环制冷模式为飞机驾驶舱提供预设温度的舒适空气，在炎热天气情况下为机组提供良好驾驶环境，降低人为因素产生的飞行安全风险。系统主要由附加发电机供电组件、空调制冷组件、控制模块和输送气管路组成，常见的故障情况包括系统供电故障、不制冷、温度和风速无法调节、管路渗漏和线路故障等。通过系统分析、由易到难、故障隔离和逐个排除的思路有助于系统故障的快速排除。
关键词：DA42NG飞机;空调系统;制冷;排故思路
中图分类号：V267 文献标识码：A
引言
DA42NG飞机作为奥地利钻石飞机公司的新一代双发螺旋桨飞机，不仅集结了当今先进的飞机设计理念、全复合材料机身制造技术和Garmin集成航电设备系统，还采用了具有革命意义的AE300型航空煤油活塞发动机和数字式燃油喷射系统，提供强劲的动力保障和经济的运营成本，是当今性能最好的双发轻型通用飞机之一。凭借着其现代化外形、大空间、操纵简单方便、航程大、油耗低和多种选装构型等优点，钻石DA42NG飞机逐渐成为诸多国内外通用航空公司和飞行培训学校青睐的对象。
飞机空调系统也叫环境系统，是用来为飞机座舱和设备舱提供低温或高温空气的环境控制系统，通常包含制冷和制热两种功能。通用飞机上的空调系统通常仅含有制冷功能，驾驶舱制热功能则采用发动机排气热交换器或空气循环系统等方式来实现。DA42NG飞机的空调系统为一套可选装的蒸发循环制冷系统，制冷组件由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成，其作用是在炎热的夏季高温天气下为驾驶舱提供舒适温度的空气，保障良好的机组飞行驾驶环境，降低可能由人为因素造成的飞行安全风险。
1 DA42NG飞机空调系统简介
1.1 系统组成
飞机制冷系统主要有空气循环制冷和蒸发循环制冷两种类型：空气循环制冷系统顾名思义以空气为制冷工质，以逆布雷顿循环为基础；蒸发循环制冷系统则以在常温下能发生相变的制冷剂为工质，是建立在卡罗循环基础上的[1]。空气循环制冷系统通常用在运输类大型客机上，主要优点是重量轻、成本低、调节控制和维护方便；蒸发循环制冷系统则通常用在中小型飞机上，其优点是制冷效率高、调节精度高、高空高速时经济性较好。