飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)課件

工程技術(shù)訓(xùn)練中心飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)6.1環(huán)境控制系統(tǒng)概述一、大氣物理特性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)6.1-01HP/T

高度溫度壓力密度H(m)T(K)t(℃)P(kPa)P(mmHg)p/p0

(kg/m3)

/

0-1000294.6521.50113.93854.551.12441.34701.0996-500291.4018.25107.47806.151.06071.28491.04890288.1515.00101.325760.001.00001.22501.00001000281.658.5089.876674.120.88701.11170.90752000275.152.0079.501596.300.78461.00660.82173000268.66-4.4970.121525.950.69200.90930.74234000262.17-10.9861.660462.490.60850.81940.66895000255.28-17.4754.048405.390.53340.73640.60126000249.19-23.9647.217354.160.46600.66010.53897000242.70-30.4541.105308.310.40570.59000.48178000236.22-36.9335.651267.400.35190.52580.42929000229.73-43.4230.800231.020.30400.46710.381310000223.25-49.9026.499198.760.26150.41350.337611000216.77-56.3822.699170.260.22400.36480.297812000216.65-56.5019.399145.500.19150.31190.254613000216.65-56.5016.579124.350.16360.26660.217614000216.65-56.5014.170106.280.14000.22790.186015000216.65-56.5012.11190.850.11950.19480.15906.1-02二、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減少，機(jī)體組織細(xì)胞得不到正常的氧氣供給，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、嘴唇指甲發(fā)紫等低壓的危害 隨著氣壓降低，人體會出現(xiàn)高空胃腸氣脹和高空減壓癥 例如： 當(dāng)高度增加到19.2km時(shí)，大氣壓力降到47mmHg，此壓力下水的沸點(diǎn)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)稱之為高空減壓癥6.1-03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更為敏感，所以飛機(jī)下降時(shí)耳疼嚴(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平安措施迅速將飛機(jī)下降到4,000m左右的平安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15-26℃〔最正確20-22℃〕濕度對人體影響主要是枯燥，需供給飲料其他影響因素臭氧/噪聲/空氣清潔度/密封艙通風(fēng)6.1-04三、氣密座艙的環(huán)境參數(shù)溫度21±3℃溫度場均勻壓力座艙高度8,000ft〔超過10,000ft有警告〕余壓控制是保證飛機(jī)飛行時(shí)結(jié)構(gòu)平安，不同飛機(jī)余壓規(guī)定值不同，與飛機(jī)最大使用高度有關(guān)壓力變化率爬升率≯500ft/min下降率≯350ft/min通風(fēng)量每小時(shí)換氣次數(shù)不低于25－30次〔約每2分鐘一次〕空氣流速0.2m/s6.1-06現(xiàn)代噴氣客機(jī)增壓氣源6.2-02一、發(fā)動機(jī)引氣引氣部位：噴氣發(fā)動機(jī)的高壓壓氣機(jī)低壓級引氣&高壓級引氣低壓級引氣缺乏時(shí)，可以用高壓級引氣進(jìn)行補(bǔ)充，低壓級有單向活門，防止反流減少發(fā)動機(jī)功率的損耗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(jī)引氣可供任一路空調(diào)系統(tǒng)工作啟動發(fā)動機(jī)缺點(diǎn)：污染氣源并對發(fā)動機(jī)性能有影響〔功率損失〕6.2-03二、空氣清潔器安裝部位一級熱交換器的入口處作用去除引氣中的雜質(zhì)，防止一級熱交換器堵塞構(gòu)造進(jìn)氣道周邊百葉窗式葉片控制活門〔利用襟翼位置電門來控制〕工作情況—高空關(guān)閉、低空翻開當(dāng)襟翼放下到某一角度時(shí)，翻開在地面主發(fā)供氣時(shí)翻開APU和地面氣源供氣時(shí)關(guān)閉6.2-06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)可保持出口壓力一定工作出口壓力45PSI過壓關(guān)斷180PSI反向關(guān)斷-0.18PSI溫度控制預(yù)冷器冷卻引氣〔風(fēng)扇〕出口氣溫450℉超溫關(guān)斷490℉三、氣源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制6.2-07調(diào)節(jié)器流量控制活門組成〔組件活門〕文氏管調(diào)壓器原理〔節(jié)流原理〕調(diào)壓器感受喉部壓力和進(jìn)口壓差，控制活門開度，調(diào)節(jié)氣體流量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文氏管特性P2/P1≤0.528時(shí)，V2為音速，音速阻塞P2/P1>0.528時(shí)，為亞音速流動，流量隨P2/P1的增加而減小6.2-086.3溫度控制系統(tǒng)空氣循環(huán)式座艙溫度控制根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(shí)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，改變冷熱路流量比從而控制溫度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高度余高度變化率壓6.3-01溫度控制系統(tǒng)主要附件溫度傳感器熱敏電阻傳感器〔負(fù)溫度系數(shù)，熱靈敏性較好〕電阻絲溫度傳感器〔正溫度系數(shù)〕熱電偶溫度傳感器〔電壓與熱端溫度成正比〕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(shí)驅(qū)動兩個(gè)活門，兩個(gè)活門運(yùn)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(shí)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比照，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，從而減小超調(diào)量，防止溫度波動極限溫度控制電橋：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)?shù)竭_(dá)預(yù)定極限溫度值時(shí)，輸出信號使溫控活門向全冷方向轉(zhuǎn)動，以確保平安制冷組件蒸發(fā)循環(huán)制冷裝置空氣循環(huán)制冷裝置6.3-03一、蒸發(fā)循環(huán)制冷原理：利用制冷劑〔冷媒〕狀態(tài)的變化完成熱量的轉(zhuǎn)移制冷劑：氟利昂R12

制冷組件6.3-05二空氣循環(huán)制冷－簡單式工作原理熱空氣先經(jīng)過熱交換器〔初級/二級〕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，使溫度近一步降低，渦輪帶動的風(fēng)扇抽吸冷卻空氣通過熱交換器，提高熱交換效率特點(diǎn)地面/低空制冷效率高高空制冷效率低高空空氣稀薄，風(fēng)扇負(fù)載低6.3-09升壓式工作原理

壓氣機(jī)使由一級熱交換器來的空氣溫度壓力升高，經(jīng)過二級熱交換器散熱，最后進(jìn)入渦輪劇烈膨脹作功，制冷效果好特點(diǎn)高空制冷效果好在地面開車和滑跑時(shí)散熱差，需加單獨(dú)的地面散熱風(fēng)扇6.3-103、渦輪壓氣機(jī)風(fēng)扇式〔三輪式〕集前兩種系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)于一身，制冷效率高6.3-11去混合室4、除濕系統(tǒng)低壓除水系統(tǒng)6.3-12低壓水別離器作用：別離和集聚即將進(jìn)入分配系統(tǒng)的空氣中的水汽構(gòu)造：凝結(jié)聚集套、旁通活門、堵塞指示器防冰方法壓差防冰活門：結(jié)冰后，防冰活門旁通渦輪冷卻器，除冰35℉溫控活門：調(diào)節(jié)進(jìn)入水別離器的空氣溫度，保持在冰點(diǎn)以上6.3-13典型飛機(jī)空調(diào)溫度控制系統(tǒng)6.3-206.4壓力控制系統(tǒng)根本任務(wù)保證在給定的飛行高度范圍內(nèi)，座艙的壓力及其壓力變化速率滿足人體生理要求壓力控制原理：控制座艙排氣規(guī)律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PHPH6.4-01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(diǎn)在等余壓調(diào)節(jié)段，在飛機(jī)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)僅適用于低速飛機(jī)6.4-02電子式座艙壓力控制器原理采用微處理機(jī)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)的速率工作模式自動模式備用模式人工直流模式人工交流模式壓力控制器馬達(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6.4-036.4-04壓力控制器根據(jù)環(huán)境壓力、座艙壓力、巡航高度和著陸機(jī)場高度確定飛機(jī)起飛、爬升、巡航、下降、著陸階段增壓控制規(guī)律，發(fā)出控制信號到排氣活門的馬達(dá)，驅(qū)動放氣活門馬達(dá)交流馬達(dá)——自動與人工交流工作模式直流馬達(dá)——備用及人工直流工作模式排氣活門后排氣活門在工作過程中，后排氣活門經(jīng)常處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，用以調(diào)節(jié)座艙內(nèi)的空氣壓力前排氣活門前排氣活門輔助后排氣活門工作，接收后排氣活門的控制信號主要附件現(xiàn)代民航客機(jī)自動模式座艙壓力制度ABCDEFG地面預(yù)增壓/著陸預(yù)增壓0.25PSI

轉(zhuǎn)換壓力6.4-056.4-066.4-07工作程序起飛前，設(shè)定場壓、場溫、巡航高度、著陸機(jī)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(diǎn)不增壓程序飛行電門在“地”位起落架空地電門在“地”位全開位B－C段預(yù)增壓程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“地”位由全開關(guān)小到一定位置C－D段爬升程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“AIR”位隨飛行高度增加逐漸關(guān)小D－E段巡航程序巡航程序執(zhí)行等壓余壓控制關(guān)到最小開度E－F段下降程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“AIR”位逐漸開大F－G段預(yù)增壓程序飛行電門在“飛行”位起落架空地電門在“地”位開到保證艙內(nèi)的預(yù)增壓壓力停機(jī)點(diǎn)不增壓飛行電門在“地”位起落架空地電門在“地”位全開位6.4-08平安措施外釋壓活門〔平安活門〕控制最大余壓值，釋放超出最大余壓的壓力內(nèi)釋壓活門〔負(fù)釋壓活門〕防止出現(xiàn)過大的負(fù)余壓，當(dāng)PC<-1.0PSI時(shí)，翻開壓力均衡活門壓力均衡活門允許空氣流進(jìn)或流出貨艙來保持貨艙壓力與客艙壓力一樣一個(gè)活門在飛機(jī)增壓中使空氣進(jìn)入貨艙另一個(gè)活門在飛機(jī)減壓中使空氣流出貨艙座艙高度警告當(dāng)座艙高度大于10，000英尺時(shí)，發(fā)出音響警告6.4-106.5貨艙加溫及電子設(shè)備艙的冷卻貨艙加溫目的保持貨艙溫度高于結(jié)冰溫度，防止凍壞貨物加溫方法利用座艙排氣對貨艙進(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導(dǎo)致其溫度過低，然后這些空氣由座艙增壓系統(tǒng)的排氣活門抽吸，經(jīng)后貨艙壁板處排出機(jī)外不同部位，加溫方法不同前貨艙：設(shè)備冷卻空氣排氣加熱，并有恒溫控制中貨艙：利用客艙排氣加溫后貨艙：利用客艙排氣