飛機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 座艙環(huán)境控制系統(tǒng)

座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院一、座艙環(huán)境控制系統(tǒng)的基本任務(wù)使飛機的座艙和設(shè)備艙在各種飛行條件下具有良好的環(huán)境參數(shù)，以滿足飛行人員、乘客和設(shè)備的正常工作和生活條件。座艙環(huán)境參數(shù)：座艙空氣的溫度、壓力；溫度、壓力的變化速率；空氣流量、流速、清潔度；噪音。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響大氣物理特性主要指大氣壓力和溫度隨高度的變化。1.大氣壓力和溫度隨高度的變化規(guī)律：中緯度地區(qū)平均大氣參數(shù)為基準(zhǔn)，定出國際標(biāo)準(zhǔn)大氣。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響1.大氣壓力和溫度隨高度的變化規(guī)

律：溫度隨高度的變化座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響3.大氣物理特性對人體生理的影響大氣壓力缺氧

無感覺區(qū)（2km以下）、完全代償區(qū)（2～4km）。高度（ft/m）含氧飽和度癥狀8000/243890％以上無明顯反應(yīng)10000/304890％長期停留會出現(xiàn)頭痛、疲勞15000/457281％昏昏欲睡、頭痛、嘴唇指甲發(fā)紫，視力、判斷力減弱，脈搏、呼吸加快。22000/670668％出現(xiàn)驚厥25000/762050％不供氧則5分鐘后失去知覺座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響大氣物理特性對人體生理的影響大氣壓力低壓隨著壓力的降低，人體會出現(xiàn)脹痛和氣腫等癥狀。嚴(yán)重時產(chǎn)生高空減壓癥，其三種形式：高空氣脹皮膚組織氣腫高空栓塞座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響大氣物理特性對人體生理的影響大氣壓力變化速度飛機急劇上升或下降時人體臟室內(nèi)壓力來不及與座艙壓力平衡，引起組織器官膨脹或壓縮。爆炸減壓座艙高空突然失密，座艙內(nèi)外壓力迅速平衡，產(chǎn)生氣浪沖擊，導(dǎo)致高空缺氧、低溫、低壓。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響3.大氣物理特性對人體生理的影響3）溫度和濕度溫度15~25度最適宜。短時間溫度變化過大易產(chǎn)生感冒癥狀。濕度取決于相對濕度。高濕度高溫—“悶熱”低溫—“濕冷”低濕度癥狀不明顯，隨時間增加而增加。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響3.大氣物理特性對人體生理的影響4）其他環(huán)境參數(shù)臭氧低濃度臭氧對人體無危害；

在20～25km高度，臭氧濃度很大，可達大氣的

6%~9%,對人體有毒性，會引起呼吸困難、嗅

覺失靈和視覺衰退，通常規(guī)定乘員艙內(nèi)臭氧濃度不超過0.2ppm;

化學(xué)性質(zhì)活潑，對飛機上的橡膠件有較強腐蝕作用。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、大氣物理特性及其對人體生理的影響3.大氣物理特性對人體生理的影響4）其他環(huán)境參數(shù)噪聲噪音作為一種能量形式，可以用頻率、振幅、波長和聲壓等參數(shù)表明。頻率：4000Hz以上聲音具有強烈刺激。聲壓（噪音量）：人耳能承受的最大噪聲120dB飛機噪聲源：發(fā)動機、氣動力，現(xiàn)代飛機達115～120dB以上。座艙噪聲量規(guī)定應(yīng)在80～100dB以下。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施1.供氧裝置一般在4km左右高度開始供氧，適用于低空低速螺旋槳飛機，也可作為噴氣式客機氣密座艙的補充方式。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）在大環(huán)境中建立封閉的小環(huán)境。調(diào)節(jié)座艙氣壓，保證機上人員有足夠氧氣分壓；調(diào)節(jié)座艙溫度。

1）氣密座艙形式大氣通風(fēng)式氣密座艙（適合20～25km以下高度）座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）氣密座艙形式大氣通風(fēng)式氣密座艙優(yōu)點：直接由發(fā)動機引氣，溫度較高；座艙所需供氣量較少，對發(fā)動機影響不大；氣密性要求相對較低，密封結(jié)構(gòu)簡單，易維護。缺點：發(fā)動機工作狀態(tài)變化時，會引起座艙供氣不穩(wěn)定。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施氣密座艙（增壓座艙）氣密座艙形式

再生式（自主式）氣密座艙（適合25km以上高度）與外界大氣條件完全無關(guān)。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）3）氣密座艙環(huán)境參數(shù)座艙溫度

最舒適的座艙溫度20～22度，正常保持在15～26度；座艙溫度場均勻，各處溫差一般不超過±3度；座艙內(nèi)壁和地板溫度與艙內(nèi)一致并高于露點。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）3）氣密座艙環(huán)境參數(shù)座艙高度座艙內(nèi)空氣的絕對壓力值所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度；

一般要求飛機在最大設(shè)計巡航高度，必須能保持大約2400m的座艙高度；

現(xiàn)代一些大中型飛機，座艙高度達到10000ft（3050m）時告警。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）3）氣密座艙環(huán)境參數(shù)座艙余壓座艙內(nèi)空氣的絕對壓力值與外部大氣壓力之差就是座艙空氣的剩余壓力，簡稱余壓。–

B747-400最大余壓9.1psi(62.7kpa,0.62atm)；座艙環(huán)境控制系統(tǒng)概述南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、克服不利環(huán)境的技術(shù)措施2.氣密座艙（增壓座艙）3）氣密座艙環(huán)境參數(shù)座艙高度變化率單位時間內(nèi)座艙高度的變化速率。飛機爬升或下降，其飛行高度的變化；座艙供氣流量的突然變化。氣源系統(tǒng)現(xiàn)代民航大中型客機氣源系統(tǒng)提供具有一定流量、壓力和溫度的增壓空氣，以保證座艙溫度控制和增壓控制。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院氣源系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院B737-800氣源系統(tǒng)典型飛機氣源系統(tǒng)高（中壓）引氣引氣活門（PRSOV、調(diào)壓關(guān)斷閥）調(diào)壓關(guān)斷限制下游溫度預(yù)冷器控制（737NG－199~229度）南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)控制通往座艙空氣的流量、調(diào)節(jié)溫度、排除空氣中過多的水分，最后將空調(diào)空氣分配到座艙的各個出氣口。冷卻系統(tǒng)沖壓空氣系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)再循環(huán)系統(tǒng)分配系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)一、冷卻系統(tǒng)渦輪風(fēng)扇式（渦輪通風(fēng)式）冷卻系統(tǒng)沖壓空氣熱交換器（P310）順流式逆流式叉流式渦輪冷卻南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)一、冷卻系統(tǒng)渦輪風(fēng)扇式（渦輪通風(fēng)式）冷卻系統(tǒng)簡單、輕便地面停機可用

隨飛行高度增加，空氣密度下降，風(fēng)扇負荷減小，渦輪轉(zhuǎn)速增加，影響渦輪壽命。軍機應(yīng)用較多南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院一、空氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)渦輪壓氣機式（升壓式）冷卻系統(tǒng)高空條件下，保障增壓高速條件下，制冷效果好；供氣壓力、量??；運行平穩(wěn)，壽命長；地面狀態(tài)制冷能力差?？照{(diào)系統(tǒng)一、冷卻系統(tǒng)渦輪壓氣機風(fēng)扇式（三輪式）冷卻系統(tǒng)

兼有通風(fēng)式和升壓式的優(yōu)點；

在現(xiàn)代大中型民航飛機得到廣泛應(yīng)用。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)一、冷卻系統(tǒng)4.濕度控制在空氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)中采用水分離器（除水器）低壓除水渦輪出口后除水，用于中小型飛機，需防結(jié)冰。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院一、冷卻系統(tǒng)4.濕度控制高壓除水渦輪進口前除水，效率高（0.95~0.98），用于大型客機，不易結(jié)冰?？照{(diào)系統(tǒng)一、冷卻系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、溫度控制系統(tǒng)控制冷熱路空氣的混合比例，從而控制駕駛艙和客艙的溫度。

純混合比控制總供氣量不變，多用于民航客機。冷熱路共同控制熱路控制（現(xiàn)代大中型飛機）空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院二、溫度控制系統(tǒng)旁路控制保持冷卻空氣流量基本不變，改變熱路流量?？照{(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院三、再循環(huán)系統(tǒng)通過將座艙空氣的再循環(huán)利用，減少用于座艙空調(diào)的發(fā)動機引氣。大約50%空氣來自于再循環(huán)空氣?？照{(diào)系統(tǒng)四、座艙空氣分配系統(tǒng)將調(diào)節(jié)好的空調(diào)空氣輸送到各個艙區(qū)。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院四、座艙空氣分配系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院五、貨艙加溫系統(tǒng)保持貨艙溫度高于冰點。主要加溫方式：氣源系統(tǒng)熱路空氣（未與冷路空氣混合）加溫；設(shè)備冷卻系統(tǒng)排出的熱空氣加溫；貨艙內(nèi)部空氣循環(huán)加溫（加溫風(fēng)扇）；客艙空氣加溫?？照{(diào)系統(tǒng)六、設(shè)備冷卻系統(tǒng)對電子設(shè)備進行冷卻，保證電子設(shè)備正常工作。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)七、通風(fēng)系統(tǒng)除去廚房、衛(wèi)生間異味。

強迫空氣流過區(qū)域溫度傳感器南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院八、空調(diào)系統(tǒng)的非正常工作自動關(guān)斷超溫關(guān)斷壓氣機出口超溫；渦輪進口超溫；座艙供氣管路超溫。熱交換器冷卻空氣流量過小關(guān)斷起飛爬升過程單發(fā)停車空調(diào)系統(tǒng)壓氣機出口空氣超溫故障一級散熱器散熱空氣量不足；引氣控制失效；溫控閥或控制器失效。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院蒸發(fā)循環(huán)冷卻系統(tǒng)卻；機改變液體壓力，使液體在不同溫度蒸發(fā)、散熱。用于某些大型運輸機；

比空氣循環(huán)系統(tǒng)有更大冷能力；地面發(fā)動機不工作時可用

重量、體積大，現(xiàn)代民航少用。氟利昂：沸點39°F(3.9°C)座艙增壓系統(tǒng)一、基本任務(wù)保證在給定的飛行高度范圍內(nèi)，座艙的壓力及其變化速率滿足乘員較舒適生存的需求，并保證飛機結(jié)構(gòu)的安全。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院座艙增壓系統(tǒng)二、增壓控制原理通過控制座艙供氣量和排氣量，控制座艙壓力及其變化規(guī)律。為保持壓力控制與溫度控制相互獨立，飛機座艙壓力控制一般都采用保持供氣量不變，而改變排氣量的方法。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院座艙增壓系統(tǒng)三、主要控制參數(shù)座艙高度一般不超過8000ft（2400m）。座艙高度變化率爬升過程不超過500ft/min;下降時不超過350ft/min。座艙余壓一般不超過8.6～9.1psi南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院座艙增壓系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院四、正常增壓控制自動方式一般需輸入巡航高度和機場標(biāo)高。備用方式人工方式南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院座艙增壓系統(tǒng)四、正常增壓控制①②③④⑤⑥⑦地面不增壓起飛預(yù)增壓爬升階段巡航階段下降階段著陸預(yù)增壓停機不增壓預(yù)增壓：防止起飛、著陸過程中飛機姿態(tài)的突然改變使座艙壓力波動。座艙增壓系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院五、應(yīng)急增壓控制正壓釋壓活門座艙內(nèi)外壓差超過一定值時打開，以釋放多余座艙壓力，防止壓差過大損壞飛機結(jié)構(gòu)。負壓活門防止座艙內(nèi)的壓力低于座艙外的壓力。座艙高度警告系統(tǒng)座艙高度高于某值（一般為10000ft座艙高度左右）時發(fā)出音響警告。飛機氧氣系統(tǒng)功用：保證飛機座艙失密后的供氧，以及飛行中的緊急醫(yī)療救助、著火和其他緊急情況。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院飛機氧氣系統(tǒng)一、機組氧氣系統(tǒng)大多數(shù)由高壓氧氣瓶供氧，向機組供應(yīng)低壓氧氣。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院飛機氧氣系統(tǒng)一、機組氧氣系統(tǒng)氧氣瓶航空呼吸用氧與其他用途氧氣的主要區(qū)別在于不含水分，純度達99.5%，以防結(jié)冰或生銹。使用氧氣瓶要注意：不允許將氧氣瓶內(nèi)氧氣全部用完，當(dāng)瓶內(nèi)壓力降至50psi就視為無氧氣。高壓氧氣瓶最大2000psi（綠色）低壓氧氣瓶最大450psi

（淡黃色）南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院飛機氧氣系統(tǒng)一、機組氧氣系統(tǒng)氧氣面罩和調(diào)節(jié)器現(xiàn)代飛機氧氣面罩和調(diào)節(jié)器通常是一體的。主要功能：稀釋供氧（需求供氧）100%供氧（需求供氧）應(yīng)急供