飛機空調(diào)系統(tǒng)

1、第一節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)概述一、大氣物理特性 指大氣的壓力和溫度隨高度變化而變化的規(guī)律:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力隨高度變化的規(guī)律(紅線）標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度隨高度變化的規(guī)律(黃線)標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣是由權(quán)威性機構(gòu)頒布的一種“模式大氣”，根據(jù)實測資料，用簡化方式近似地表示大氣溫度、壓力和密度等參數(shù)的平均垂直分布；國際性組織頒布的稱為國際標(biāo)準(zhǔn)大氣，國家頒布的稱為國家標(biāo)準(zhǔn)大氣；標(biāo)準(zhǔn)大氣是作為校準(zhǔn)飛機航行儀表和比較飛機性能的依據(jù)；通用的國際標(biāo)準(zhǔn)大氣的主要內(nèi)容包括：大氣是靜止的，空氣是干燥潔凈的理想氣體；海平面大氣物理屬性的主要常數(shù)： 溫度 t0=15 （T0=288.15K） 空氣密度 0 =1.225kg/m3 空氣壓力 p0=

2、101,325Pa（760mmHg） 音速 a0=340.294m/s 標(biāo)準(zhǔn)重力加速度g0=9.80665m/s2 干空氣的氣體常數(shù)R=287.05278J/Kkg 高 度溫 度 壓 力密 度H(m)T(K)t()p(kPa)p(mmHg)p/p0(kg/m3)/0-1000294.6521.50113.93854.551.12441.34701.0996-500291.4018.25107.47806.151.06071.28491.04890288.1515.00101.325760.001.00001.22501.00001000281.658.5089.876674.120.88701

3、.11170.90752000275.152.0079.501596.300.78461.00660.82173000268.66-4.4970.121525.950.69200.90930.74234000262.17-10.9861.660462.490.60850.81940.66895000255.28-17.4754.048405.390.53340.73640.60126000249.19-23.9647.217354.160.46600.66010.53897000242.70-30.4541.105308.310.40570.59000.48178000236.22-36.93

4、35.651267.400.35190.52580.42929000229.73-43.4230.800231.020.30400.46710.381310000223.25-49.9026.499198.760.26150.41350.337611000216.77-56.3822.699170.260.22400.36480.297812000216.65-56.5019.399145.500.19150.31190.254613000216.65-56.5016.579124.350.16360.26660.217614000216.65-56.5014.170106.280.14000

5、.22790.186015000216.65-56.5012.11190.850.11950.19480.1590二、高空環(huán)境對人體生理影響高空缺氧隨著飛行高度的增加，大氣壓力下降，在大氣中氧分壓和肺泡空氣中的氧分壓也會相應(yīng)降低，血液中的氧氣飽和度就減少，機體組織細(xì)胞得不到正常的氧氣供應(yīng)，人身體出現(xiàn)各種不適情況：頭痛、反映遲鈍、聽覺不靈、視力衰退、情緒不安、嘴唇指甲甲發(fā)紫等；低壓的危害隨著大氣壓力的降低，人體會出現(xiàn)高空胃腸氣脹和高空減壓癥；當(dāng)高度增加到19.2km時，大氣壓力降到47mmHg，此壓力下，水的沸點為37，即人體體溫；在此壓力下，人體體液沸騰，導(dǎo)致組織腫脹，人體損傷，此現(xiàn)象航空醫(yī)學(xué)

6、稱之為高空減壓癥。壓力變化率和爆炸減壓的危害壓力變化率太大，會產(chǎn)生耳鳴、暈眩、惡心；人體對壓力增加速率過大更為敏感，所以飛機下降時，耳疼較嚴(yán)重。爆炸減壓，座艙在高空突然失密的情況下，壓力變化率極大，對人體產(chǎn)生極大危害。發(fā)生爆炸減壓事故后的安全措施，迅速將飛機下降到4,000m左右的安全高度；盡快使用氧氣設(shè)備。溫度和濕度的影響：環(huán)境溫度和濕度對人體的溫度和水分的平衡影響很大：人體適宜溫度為15-25 ；濕度對人體影響主要是干燥干燥，需供應(yīng)飲料；其他影響因素：空氣清潔度，密封艙通風(fēng)。三 空調(diào)系統(tǒng)的功用飛機座艙空調(diào)系統(tǒng)在各種不同的飛行狀態(tài)和外界條件下，使飛機的駕駛艙、旅客艙、設(shè)備艙及貨艙具有良好的環(huán)

7、境參數(shù)，以保證飛行人員和乘客的正常工作條件和生活環(huán)境、設(shè)備的正常工作及貨物的安全；民用客機是以保證座艙內(nèi)的舒適性為目的的，空氣調(diào)節(jié)主要保證客艙內(nèi)的微氣候條件在舒適范圍之內(nèi)。氣密座艙（增壓艙）技術(shù)它是將飛機座艙密封，然后給它供氣增壓，使艙內(nèi)壓力大于外界大氣壓力，并對座艙空氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，創(chuàng)造舒適的座艙環(huán)境，以滿足人體生理和工作的需要。氣密座艙的環(huán)境參數(shù)：氣密座艙的環(huán)境參數(shù)：溫度壓力壓力變化率通風(fēng)量 機型最大巡航高度座艙高度座艙余壓座艙高度變化率ftmftm正常最大負(fù)余壓psiPapsiPapsiPaft/minB7373700011277.680002438.47.8537798.6592951

8、.06895300500B7474200012801.680002438.48.9613639.25637771.06895300500B767/7573600010972.8750022868.6592958.95617080.30.520683447300500A3104100012496.880002438.48.3572278.8606740.53447350500A3203900080008.06MD-823700011277.680002438.47.7530908.055158300700Bae-146280008534.46.25430926.55451610.32068調(diào)節(jié)范

9、圍1500150Ty-1541100018006178266685Y-76000240029420323624006670.18mmHg/min現(xiàn)代噴氣客機空調(diào)系統(tǒng)基本組成和現(xiàn)代噴氣客機空調(diào)系統(tǒng)基本組成和工作原理工作原理 增壓氣源壓力調(diào)節(jié)和關(guān)斷活門流量控制活門溫度控制活門制冷組件混合室座艙溫 度控制器人工控制電門溫度選擇器壓力控制器座艙 艙高度 余高度 變化率 壓第二節(jié) 氣源系統(tǒng)氣源系統(tǒng)功用：向座艙提供增壓氣源，并對供入的空氣進(jìn)行壓力、流量及溫度的控制，然后經(jīng)空調(diào)組件調(diào)節(jié)其溫度、壓力等參數(shù)后供入座艙，發(fā)動機或機翼前緣等的防冰加溫；水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)增壓等。 氣源類型：發(fā)動機壓氣機引氣增壓器引氣A

10、PU引氣地面氣源車一、發(fā)動機引氣氣源引自渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的壓氣機引氣部位低壓級引氣高壓級引氣目的：為了減少對發(fā)動機功率的損耗，現(xiàn)代客機采用兩級引氣低壓級引氣不足時，可以用高壓級引氣進(jìn)行補充，此時低壓級有單向活門，防止反流。交輸供氣：由交輸活門控制，裝在兩套系統(tǒng)的中間管道上；用途：任何一臺發(fā)動機引氣可供任一路空調(diào)系統(tǒng)工作； 啟動發(fā)動機。缺點：污染氣源；對發(fā)動機性能有影響（功率損失） 。二、增壓器引氣利用發(fā)動機氣源作動力驅(qū)動壓氣機利用發(fā)動機齒輪箱變速器帶動增壓器：離心式容積式三、氣源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制三、氣源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制 引氣壓力調(diào)節(jié)裝置引氣壓力調(diào)節(jié)裝置壓力調(diào)節(jié)和關(guān)斷活門 功用：引氣開關(guān)，可保持出

11、口壓力一定（為可控制的定值減壓閥） 流量控制活門流量控制活門組成：文氏管+調(diào)壓器（組件活門）原理：利用調(diào)壓器感受喉部壓力和進(jìn)口壓力，進(jìn)行比較，控制活門開度，調(diào)節(jié)氣體流量。文氏管特性：當(dāng)P2/P10.528時，V2為音速，音速阻塞現(xiàn)象;當(dāng)P2/P10.528時，為亞音速流動，流量隨P2/P1的增加而減小。流量控制活門可以根據(jù)不同的情況控制流向下游的空氣量。 第三節(jié) 溫度控制系統(tǒng)空氣循環(huán)式座艙溫度控制基本原理： 溫度控制器接受預(yù)定溫度，管道預(yù)感器溫度和管道供氣極限溫度及座艙實際溫度進(jìn)行比較，輸出偏差電流，經(jīng)變換放大后，驅(qū)動溫度控制活門，改變冷熱路流量對比而控制溫度。溫度控制活門制冷組件混合室座艙溫

12、 度控制器人工控制電門溫 度選擇器壓力控制器座艙 艙高度 余高度 變化率 壓溫度控制系統(tǒng)主要附件：溫度控制活門單活門式：活門只安裝在熱路上；雙活門式：馬達(dá)同時驅(qū)動兩個活門，兩個活門運動方向相反電子式溫度控制器（惠斯登電橋原理） ：溫度電橋，利用預(yù)定溫度和實際溫度的偏差，自動調(diào)節(jié)溫度控制活門開度，改變冷熱路空氣流量對比，控制座艙溫度溫升速率電橋，其作用是感受供入座艙空氣的溫度變化率，以控制溫度控制活門的開啟、關(guān)閉的速度，從而減小超量量，防止出現(xiàn)溫度波動 。極限溫度控制電橋：作用是感受供入座艙的空氣溫度，與預(yù)定最高極限溫度比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)定極限溫度值時，輸出信號使溫控活門向全冷方向轉(zhuǎn)動，以確保安全。

13、 制冷組件：制冷組件：蒸發(fā)循環(huán)制冷裝置空氣循環(huán)制冷裝置電橋原理R1 R2R3 R4ABCD+-蒸發(fā)循環(huán)制冷利用制冷劑（冷媒）狀態(tài)的變化完成熱量的轉(zhuǎn)移！ 制冷組件熱膨脹閥感受蒸發(fā)器出口處的氟利昂溫度，控制可變節(jié)流口從而自動調(diào)節(jié)噴出的氟利昂量，以使蒸發(fā)器在最佳狀態(tài)工作，控制最有效的制冷效果。 空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)制冷原理：利用沖壓空氣或風(fēng)扇形成的冷氣流對熱空氣進(jìn)行熱交換而降溫，并利用熱空氣在冷卻渦輪中膨脹作功而降溫系統(tǒng)基本組成：熱交換器渦輪冷卻器渦輪冷卻器類型渦輪風(fēng)扇式渦輪壓氣機式渦輪壓氣機風(fēng)扇式渦輪風(fēng)扇式工作原理：熱空氣先經(jīng)過熱交換器降溫，而后送入渦輪冷卻器的渦輪膨脹作功，消耗增壓空氣內(nèi)能，使溫度進(jìn)

14、一步降低。渦輪帶動的風(fēng)扇抽吸冷卻空氣通過熱交換器，提高熱交換效率。缺 點：高空制冷效率低渦輪壓氣機式工作原理：壓氣機使由一級熱交換器來的空氣溫度壓力升高，之后經(jīng)過二級熱交換器散熱，最后進(jìn)入渦輪劇烈膨脹作功，制冷效果好。缺點： 在地面開車和滑跑時散熱差，幫需加單獨的地面散熱風(fēng)扇。渦輪壓氣機風(fēng)扇式集前兩種系統(tǒng)優(yōu)點于一身，散熱效率高 空氣循環(huán)制冷裝置系統(tǒng)組成 空氣清潔器水分離器水分離器溫度活門 （除/防冰）活塞式飛機空調(diào)加溫系統(tǒng)活塞式飛機空調(diào)加溫系統(tǒng)功用：將外界環(huán)境空氣進(jìn)行加溫之后送入客艙，用于小型飛機或早期飛機。形式廢氣加溫套筒式加溫器；燃燒加溫器。維護注意事項：座艙內(nèi)應(yīng)安裝CO探測器；經(jīng)常進(jìn)行探

15、傷檢查：將排氣管拆下，充氣后放入水中檢查滲透情況。第四節(jié) 壓力控制系統(tǒng) 壓力控制原理：控制座艙排氣量； 絕對壓力 放氣活門開度的大小 壓力變化率 放氣活門開關(guān)的快慢 余壓 監(jiān)控信號 座艙壓力制度 飛行過程中，座艙壓力（座艙高度）隨飛行高度（或外界大氣壓力）的變化規(guī)律。 類型： 三段式 直線式 壓力控制器： 氣動式 電子式PPHH氣動式座艙壓力控制器傳感器：真空膜盒：座艙絕對壓力高度傳感器；開口膜盒：余壓傳感器；帶節(jié)流孔開口膜盒：座艙高度壓力變化率傳感器 缺點：在等余壓調(diào)節(jié)段，在飛機爬升過程中，由于氣動式壓力調(diào)節(jié)器本身的缺陷，不能進(jìn)行壓力變化率的調(diào)節(jié)。僅適用用于低空飛機！電子式座艙壓力控制器壓力

16、控制器馬達(dá)(交流/直流)放氣活門(開/關(guān)及速率)環(huán)境壓力座艙壓力巡航高度著陸高度原理：采用微處理機控制部件，輸出電信號給馬達(dá)，通過馬達(dá)控制放氣活門的開關(guān)以及開關(guān)的速率?，F(xiàn)代民航客機飛行高度/座艙高度制度ABCDEFG工作程序飛機起飛前，按要求設(shè)定場壓、場溫、巡航高度、著陸機場高度等參數(shù)。飛行階段控制程序控制方法放氣活門位置A點不增壓程序飛行電門在“地”位起落架空地電門在“地”位放氣活門全開BC段預(yù)增壓程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“地”位放氣活門由全開關(guān)小到一定位置CD段爬升程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“AIR”位放氣活門隨飛行高度增加逐漸關(guān)小DE段巡航程序巡航程序執(zhí)行等

17、壓余壓控制放氣活門關(guān)到最小開度EF段下降程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“AIR”位放氣活門放氣活門逐漸開大FG段預(yù)增壓程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“地”位放氣活門開到保證艙內(nèi)的預(yù)增壓壓力第五節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)維護座艙增壓系統(tǒng)工作檢查：壓力調(diào)節(jié)器工作檢查；釋壓活門、內(nèi)釋壓活門工作檢查；座艙氣密性檢查，動壓試驗；座艙完整性強度檢查，靜壓試驗。動壓試驗：給座艙增壓到規(guī)定的壓力后，停止增壓，用壓力表測定在規(guī)定時間間隔內(nèi)壓力的下降數(shù)值是否在維護手冊規(guī)定的范圍內(nèi)，以檢查座艙氣密性。靜壓實驗：給座艙增壓到規(guī)定的實驗值，并保持壓力穩(wěn)定，觀察飛機蒙皮外部有無裂紋、變形、凸起，鉚釘是否有變形松動等情況。座艙增壓故障查找：故障分析圖表：在飛機維護手冊中給出的一種圖表，該圖表給出了常見故障的可能原因、查找程序和排除方法。故障分析圖表使用方法：在表中找出與系統(tǒng)發(fā)生實際故障最接近、最類似的故障現(xiàn)象及原因；在表中所列查找程序逐個完成查找程序，直到發(fā)現(xiàn)故障為止；1.按表中所列方法進(jìn)行排除故障。 第六節(jié)第六節(jié) 貨艙加溫及電子設(shè)備艙的貨艙加溫及電子設(shè)備艙的冷卻冷卻貨艙加溫貨艙加溫貨艙加溫的目的是保持機身下的貨艙溫度高于結(jié)冰溫度，防止凍壞貨物?，F(xiàn)代客機的貨艙采用座艙排氣進(jìn)行加溫：客艙內(nèi)的空氣在客艙內(nèi)吸收熱量之后，通過客艙側(cè)壁的腳部格柵排出，這些空氣流過貨艙側(cè)壁，防止貨艙由于受外界空氣溫度的影響而