《2009_第六节_机载制氧＿2009年3月16日_ok》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2009_第六节_机载制氧＿2009年3月16日_ok（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,机 载 制 氧,主讲教师: 张 辉 办公电话：010-62332730 联系电话：13671391346 Email: ,2,分子筛制氧加压,分子筛制氧,液氧,气氧,航空用氧需求,联合制氮制氧,3,航空用氧 需求,天大地大没有反应大,爹亲娘亲不如氧气亲,4,航空用氧 需求,5,航空用氧 需求,6,航空用氧 需求,科学试验表明，人暴露在10000 m高空的有效意识是1 分种左右。,在14000 m以上有效意识只有1215秒。,天大地大没有反应大,爹亲娘亲不如氧气亲,7,航空用氧 需求,在从伦敦飞往澳大利亚墨尔本经停香港起飞后1小时，于当地时间上午9点在中国南海上空29000英尺高空发生巨响，
2、机身突现一个直径约3米的大洞，之后紧急迫降菲律宾马尼拉机场。该飞机的设计中有分布在机身底部的几十个氧气罐，这里也是客舱下方出现洞的地方。菲律宾出动炸弹嗅探犬检查了货舱，发现没有迹象显示有炸药。,8,经验丰富的法国伞兵弗伦尼尔将乘坐一个利用161米高的氢气球运载的加压舱，从加拿大萨斯喀彻温省起飞，升到高度大约是飞机航线的4倍的空中。在气球上升过程中，加压舱内的压力会慢慢放出，以便他能走出加压舱，实施跳伞活动。,航空用氧 需求,9,届时他将穿一身专门研发的保护服，携带2瓶氧气，跟宇航员离开飞船的情形一样。,航空用氧 需求,10,但是，作战飞机在发生座舱盖爆破情况时，往往要在高空坚持战斗，这就需要自
3、始至终有专门的氧气供应。,通常情况，民航飞机不需要使用专门的供氧设施，它通过发动机将空气增压后供入机舱，即使在万米高空，机舱内环境也和海拔1500米左右相似。一旦座舱失压，乘客会采用氧气面罩吸氧，并且飞机会尽快落地或者下降到舱内人员可以适应的高度。,航空用氧 需求,11,气氧,肺式供氧,高压气氧,液氧,机载制氧,加压供氧,供氧,抗荷防护,防生物、化学、核子和水溺,气动调节,电控调节,航空用氧 发展,“新型歼击机机载分子筛制氧氧气系统及其配套抗荷装备抗荷性能的研究“一文中，提到“分别以机载分子筛制氧器和备用氧为氧源进行抗荷系统物理性能试验，并有10名受试者参加，包括抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗
4、荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能试验“。关键的话是“抗6.5G持续30秒试验，抗9G持续10秒试验“。该系统的抗荷代偿两用裤配抗荷调压器、抗荷正压呼吸、抗荷系统装备的抗荷性能分别为2.08G、1.92G、3.92G。六名进行抗6.5G/10秒试验的受试者和3名进行抗9G/10秒试验的受试者均顺利通过。结论是系统满足了新歼击机的机动性要求。歼10的性能超过了F-16的早期型号，估计可以达到F-16D的水平，部分性能可能还要超越。,12,航空用氧 气氧,活塞式螺旋桨飞机采用气氧，氧以气态形式储存于低压(3 4 MPa)或高压(12 19 MPa) 航空用3hT气瓶中，每瓶可装3200 L气氧；从
5、氧气瓶强度和安全考虑，压力最大不超过15 MPa(剩余压力一般为20%)。 连续供氧一般在2 h左右(一名飞行员)。 在传统的飞行中，战斗机靠地面充氧车给飞机上的氧气瓶充氧，飞机所到机场需配备一系列完整的后勤保障措施和一套制氧、充氧设备。 由于军用飞机内部的空间狭小，安装的氧气瓶数量和容积是非常有限的。,13,航空用氧 气氧,14,航空用氧 气氧,现代飞机中气氧一般用于紧急供氧装置，如氧气系统失效或座椅弹射时，由紧急氧气瓶供氧。 用于对空间和重量限制不是特别严格的大型飞机。 目前俄罗斯的苏27等飞机上的氧气系统采用超高压气氧源、配囊式服装，供氧、抗荷一体化，具有三防功能。,15,航空用氧 气氧
6、,在空军航空兵部队，四站连制氧站制氧员就是专门为战机飞行训练生产供应氧气的专业技术人员，我们习惯把他们称为“制氧兵”。近日，笔者来到广空某场站制氧站，与“制氧兵”有了一次“亲密接触”。笔者站在离汪礼安只有近2米的距离，大声朝他喊了几句，但他摆了摆头，意思是听不清。,16,航空用氧 液氧,优点：液氧系统比高压气氧系统的重量轻60-70%，体积小60-80%， 相对于高达14 MPa的储存压力而言，液氧只需1.7 MPa便可储存在杜瓦瓶中。 液氧温度低达-147，通过加热蒸发，每升可产860 L纯氧。 一个3hT瓶子可盛42.5升液氧(36560 L气氧)，相当于压缩气氧的10倍。,时间：美、英、
7、法等国在第二次世界大战以后开始研制和使用液氧。,用途： 通常用于预先有计划、有规律飞行的客机 对空间、重量和工效等因素的考虑极为严格的战机。,17,航空用氧 液氧,缺点：对于随时升空、航程瞬息万变的战斗机并不合适 地勤保障难，液氧对地面液氧站的依赖非常大，制造液氧对许多国家来说，成本高，难度大，目前只有美国在全国各地设有液氧站点。常常有飞机长距离飞行后，由于气候因素，远离基地等候时，液氧挥发而不能返回基地，在战时灵活性受到限制。 制氧站目标较大，极容易暴露。 燃爆风险大，液氧在贮存或运输中一旦发生污染，如混有可燃性油脂、纤维、金属粉末等，可能发生燃烧或爆炸，在航空母舰上存放液氧尤其危险。 使用
8、条件差，战斗机进行缠斗、滚翻时，液氧的液面也随之发生混搅现象，影响了产氧率，从而造成供氧变化和不足等问题。 液氧沸点低，极易挥发，蒸发率为520%，第一天充了液氧，第二天飞行时还要充氧，液氧源约90%浪费在运输和准备过程中，一旦战争爆发，这是一个制约持续作战的重要因素。,肖华军，张玉明. 航空氧源的必然发展趋势机载分子筛J. 航空系统工程，1992，(2)：35-40.,18,中国 歼五,“歼5”于1956年7月19日首飞成功，使中国成为当时世界上少数几个能制造喷气式战斗机的国家，一举跨入喷气式时代。,19,中国 歼五,20,中国 歼7,21,中国 歼七,22,美国 F86佩刀战斗机,F-86
9、“佩刀”战斗机是由美国原北美航空公司研制，1949年开始装备美国空军，是世界上第一种后掠翼喷气式战斗机，也是当时世界上使用最广泛的喷气式战斗机。,23,中国 歼八-2,24,中国 歼九想象,25,中国 歼11B,26,分子筛制氧,连续飞行30多个小时,空中4次加油,27,需求：现代战争要求飞机供氧系统能够满足灵活的突防能力和长时间续航飞行需要，而新型战机受传统的气氧、液氧载氧量限制，严重制约了飞机远航性能。因此，开发机载连续供氧系统成为各国军界关注的焦点。,分子筛制氧,20世纪70年代末，美国的战略轰炸机B-1出现后，常常有远距离作战的需要，美国陆海空三军迫切希望采用先进的机上制氧技术取代对任
10、务时间有限制的液氧系统。,美国海军航空兵对变压吸附分子筛制氧系统给予了极大的关注。,电解水制氧 氟矿物制氧 电化学制氧,Onboard Oxygen Generating System OBOGS,放弃了100%制氧浓度的要求，从此，分子筛产氧系统开始在飞机上试用。,28,分子筛制氧,优点：机载变压吸附供氧系统与传统的气态和液态供氧相比 具有体积小、重量轻 可长时间不间断供氧 减轻地勤保障 消除燃爆危险 增强飞机机动灵活性 因此，在新一代战机上配置机载变压吸附制氧系统成为机载氧源发展的必然趋势。,应用：机载制氧已广泛应用于美国各式战机和客机上，在机载分子筛产氧系统研制方面，美国始终处于领先地位
11、，而日本、韩国、德国、瑞士、捷克、巴西、阿根廷、英国的OBOGS系统都是在美国的基础上改良发展起来的，只有中国、俄罗斯、法国和瑞典保持了相对独立的技术特点。,29,分子筛制氧,30,分子筛制氧,31,分子筛制氧,32,分子筛制氧,33,Carleton Technologies Inc. of Orchard Park, NY； 美国纽约奥查德帕克市卡尔顿技术公司 Essex Cryogenics of St. Louis, MO； 美国密苏里州圣路易斯市埃森低温公司 Honeywell Normalair-Garrett Ltd. Of Yeovil(HNGL), UK； 英国 耶奥维尔 霍
12、尼维尔NGG公司 Litton life Support Systems of Davenport, IA. 美国艾奥瓦州戴文波特市里顿生命保障系统，2001年被Northrop公司收购。,分子筛制氧,Carleton Life Support Systems 建于1951年； 1982年将设备卖于Litton Industries； 2001年，Northrop Grumman 收购Litton Industries； 2003年，Northrop Grumman公司将Life Support Division 剥离给英国Cobham PLC, Dorsett公司 现在，Carleton成为
13、Cobham Life Support Division的一部分。,34,分子筛制氧 F5,35,分子筛制氧 F5,36,分子筛制氧 F5e,37,分子筛制氧 F5em,38,分子筛制氧,39,分子筛制氧,应急氧,40,分子筛制氧,41,分子筛制氧,42,分子筛制氧,43,分子筛制氧,机载制氧系统工作原理示意图,44,分子筛制氧 OC1009第一代,45,分子筛制氧 OC1009,AV-8B，T-45，Czech L-59T,46,分子筛制氧,AV-8B垂直起降攻击机,47,分子筛制氧,T-45 “苍鹰”舰载教练机,48,分子筛制氧,Czech L-59T“信天翁”教练机,49,分子筛制氧 O
14、C1077第二代,A-4， F/A-18，F-14，L-1011,50,分子筛制氧 OC1077第二代,51,分子筛制氧 OC1077第二代,F-18大黄峰,52,分子筛制氧 OC1077第二代,F-14Tomcat(雄猫),53,分子筛制氧 OC1077第二代,L1011三星客机TriStar,54,分子筛制氧 OC1077第二代,A-4,55,分子筛制氧 OC1096第三代,含有备用氧，可进行加压呼吸,56,分子筛制氧 OC1096第三代,C-130，F15E， UH-60Q,57,分子筛制氧 OC1096第三代,C-130,58,分子筛制氧 OC1096第三代,F-15E战斗轰炸机,59
15、,分子筛制氧 OC1024第三代,UH-60Q救护型黑鹰,60,分子筛制氧 OC1024第三代,F-117, A-10, F-16，替代5L液氧,61,分子筛制氧 OC1065,C-130,自带压缩机，可提供4bar压力，带有气动滑阀，可提供高压氧，为机上医务人员和乘员供氧,62,分子筛制氧 OC1032,巴西ALX，A-1M，T-50，JPATS。适合高低压进气，含有氧化锆氧浓度传感器。,63,分子筛制氧 OC1129,同时供氧和氮气，为乘员提供氧气，为油箱提供氮气。V-22 osprey鱼鹰,64,分子筛制氧法国EROS,法国EROS (Emergency Respiratory Oxyg
16、en System)公司是专门从事飞机氧气个体防护装备研制、设计和生产的机构。 为满足高性能飞机发展的需要。在原来研制的基础上最近与Air liquide公司共同设计，推出一种新型、高效的机载分子筛氧气系统。 氧气监视器 应急备用氧源 供氧抗荷呼吸调节器 氧气面罩 飞行头盔 加压背心 抗荷代偿两用裤组成军用机载分子筛制氧系统,功能： 装置具有体积小、重量轻使用方便等特点。 其制氧系统及其配套装备可以保证飞行员长时间、无限的飞行供氧呼吸； 满足高空(65000 ft)加压呼吸(PHA)需要； 保证飞行过载9G加压呼吸(PBG)防护； 提供弹射离机后座椅分离的供氧呼吸 具有化学、细菌、棱原子防护能力； 需要最
