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1、中国民航大学 空管学院第八章 空调和增压系统第八章 空调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、座舱环境控制系统第八章 空调系统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
2、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。 第八章 空调系统（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1526 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。第八章 空调系统 座舱高度座舱压力也可以用座舱高度（HC）表示
3、。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400440mmHg （7.78.5psi） 第八章 空调系统 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0.220.23mmHg/s的压力降低速度），以及 92m/min（近似1.5m/s）的垂直下
4、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。第八章 空调系统第八章 空调系统二、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 第八章 空调系统（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 第八
5、章 空调系统第八章 空调系统A320气源车接口第八章 空调系统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。w在中低空高速飞行时，由中压级引气；w在高空低速飞行时，由高压级引气。发动机压气机引气第八章 空调系统A320供气系统第八章 空调系统A320第八章 空调系统APU引气第八章 空调系统地面气源车引气第八章 空调系统第八章 空调系统三、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
6、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。第八章 空调系统（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、 涡轮压气机风扇式第八章 空调系统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
7、气。 （对风扇作功） 涡轮风扇式第八章 空调系统热交换器散热、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第八章 空调系统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。 第八章 空调系统热交换器散热、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
8、：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：在地面无制冷能力第八章 空调系统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） 第八章 空调系统热交换器散热、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； 在地面有制冷能力第八章 空调系统A320第八章 空调系统原理：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
9、进入座舱或设备舱之 前显著地降低温度。第八章 空调系统（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第八章 空调系统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。第八章 空调系统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。第八章 空调系统A320第八
10、章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统四、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。第八章 空调系统第八章 空调系统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BC段预增压程序飞行电
11、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CD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DE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EF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FG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”位排气活门全开位第八章 空调系统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
12、 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。第八章 空调系统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pc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 第八章 空调系统A320第八章 空调系统第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320的安全释压活门气滤气滤感压管路第八章 空调系统五、电子舱通风系统 目的：为电子设备
13、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 。 w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；w电子设备舱的排气温度为3871C时，电子设备的 工作不会出现异常情况；w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。第八章 空调系统第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统六、货舱通风系统 A320第八章 空调系统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。第八章 空调系统OUTFLOW VALVE第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统A320第八章 空调系统五、卫生间通风系统 A320第八章 空调系统本章重点1.飞机增压舱有那些？2.座舱舒适性要求？3.气源的来源与用途？4.座舱制冷系统的分类与原理？5.座舱温度控制系统原理？6.座舱压力控制系统原理？
