时间: 2024-04-18 20:12:10 作者: 智能驾驶域产品
广泛采用增压密封舱,一般来说,这些增压密封舱包括驾驶舱、客舱、设备舱及货舱部分。飞机座舱环境控制系统的基本任务是:在各种不同的飞行状态和外界条件下,使飞机的驾驶舱、旅客舱、设备舱及货舱拥有非常良好的环境参数,以保证驾驶员和乘客的正常工作条件和生活环境,确保设备的正常工作及货物的安全。飞机座舱环境参数主要是指座舱空气的温度、压力和压力变化率,其他还包括空气的流速、湿度、清洁度和噪声等。为保证座舱内部条件良好,应使这些参数维持在规定范围内,因而一定要采取相应的技术措施,需要各种机械和自动控制装置以及安全保护指示设备。
技术的发展和民用飞机的现代化、大型化,飞机座舱环境控制管理系统的作用和地位日趋重要,其设备日益完善,性能更为先进。一个良好的座舱环境不仅关系到机上人员的工作条件和生命安全,舒适的座舱环境还能大大的提升飞机的
第2代战斗机的座舱环境控制管理系统(enviroIunental control system,ECS),绝大部分仍采用简单式空气循环系统,其供气量和制冷量已达到顶点,所以,存在严重的座舱热负荷。
飞机是国外第3代战斗机的代表机种,虽然其ECS仍采用了第2代战斗机上使用的简单式低压除水系统,但由于采用了燃油一空气散热器和高压水分离器,可显著改善座舱温度环境。尽管如此,在给座舱供气量等方面苏-27飞机还略逊于西方国家生产的第3代战斗机。现将苏-27飞机与
飞机座舱供气量等作一比较。苏-27飞机除高空飞行时外,其它任何飞行状态时的座舱供气量恒定在300±20 kg/h;而F-18飞机根据飞行状态变化,控制管理系统以自动的按供气量曲线调节供给座舱的流量,即在300-415 kg/h之间变化。能够准确的看出,F-18飞机比苏-27飞机的座舱供气量大1/4。我们曾对苏-27飞机飞行员关于该机种座舱ECS性能进行了调研。他们都以为,在炎热季节高空飞行时,苏-27飞机的ECS可满足其控制要求,但当飞行高度2000m时,座舱温度仍很高,飞行中有闷热感,下飞机后衣服几乎湿透,显然ECS提供的制冷量太小。
飞机座舱环境控制管理系统最重要的包含气源与供气量调节装置、座舱温度调节装置、座舱压力调节装置和座舱空气分配系统四大部分。
的飞机上,通常都利用发动机的压缩器作为气密座舱的空气增压装置(增压气源),利用压缩器向座舱供气比较简便,对发动机工作的影响也不大,它的缺点是:
改变时,供气量会产生较大的变化,这对保持座舱内适当的压力和温度是不利的;此外,如果煤油、滑油蒸气进入发动机就有可能随增压空气进入座舱,影响空气的清新。
有的飞机装有专门的座舱增压器来向座舱供气,这种增压器可以由发动机直接带动、或由电动机、液压马达等其他动力来带动。现代民航飞机的气源主要来自
(APU)或地面气源。可用在空调和增压系统供气、大翼前缘及发动机前缘整流罩热防冰、发动机的启动、水箱及液压油箱增压气源、驱动液压泵等。
供气量调节装置用来自动调节输人座舱的增压空气量,使它不受或少受发动机转速、飞行速度、飞行高度变化的影响。
供气量调节装置由绝对压力调节器和文氏管组成,其工作原理如下:绝对压力调节器的作用,是使其出口(即文氏管进口)的增压空气绝对压力P保持一定。从压缩器来的增压空气,有调节器上部的接头进入,经套筒活门和活门上的进气孔,从侧面的接头流入文氏管。当出口压力P符合相关规定值时,膜盒上的气压作用力和弹簧的张力p膜盒弹赞保持平衡,活门进气孔的开度保持不变。如果来自压缩器的增压空气压力P
增大,使调节器的出口气压超过规定值,则膜盒上的气压作用力就会大于膜盒和弹簧的张力,使膜盒收缩,套筒活门下移,关小进气孔。这样,空气流过进气孔的压力损失增大,出口气压就回降,直到膜盒上的气压作用力和弹簧的张力重新平衡,活门停止移动为止。由于活门和弹簧的张力刚度较小,调压过程中活门的行程又不大,可以认为膜盒和弹簧的张力基本保持不变。因此,调节器的出口气压能基本上保持不变。
座舱温度调节的基本方法是保持供气量基本恒定,控制供给座舱的空气温度(即供气温度)以满足座舱适宜温度要求。
压缩空气从气源总管流出,在进入空调组件前,流经流量控制活门(又称为组件控制活门):流量控制活门控制通往空调组件的空气流量,还能够更好的起到组件关断的作用。流量控制活门将供向座舱的空气量保持在一个恒定值,这样就可将座舱温度调节和座舱压力调节分开,调节座舱温度时,座舱压力不会随之波动。反之,调节座舱压力时,座舱温度也不会随着变化。
冷却系统的作用是使用空气循环制冷系统,使高温引气冷却,形成冷路空气。电子式座舱
、供气管道温度传感器、供气管道极限温度传感器及温度选择信号,经过合成放大后向温度控制活门发出信号,控制活门的开度.从而控制冷热路空气比例,保证供给座舱一定温度的混合空气,使座舱温度保持在要求范围内。
从每个空调组件流出的空调空气都进入混合总管,并通过侧面立管送至客舱侧壁和顶部供气口进入客舱。
的气压高度不允许超出8 000 ft(2 400 m)。当飞机需要在25 000 ft以上高度飞行时,一定要保持座舱内气压高度不超过15 000 ft(4 500 m)。座舱压力调节系统基本任务就是保证在给定的飞行高度范围内,座舱压力及其变化率满足乘员较舒适生存的需求,而且还要保证飞机结构的安全。
气密座舱内空气绝对压力(或气压高度)和余压随飞行高度变化的规律,称为座舱压力制度。常见的压力制度有两种:三段式和直线式,从起飞、爬升到巡航这一过程分析,三段式分为自由通风、座舱压力保持和余压保持i个阶段;直线式分为地面预增压和比例控制。
执行直线式座舱压力制度,座舱增压控制器发出电信号,控制排气活门的驱动电机工作,带动排气活门开关,从而控制座舱的排气量及座舱压力。
座舱压力是气密座舱内空气的绝对压力,通常以座舱高度来表征,即座舱内空气绝对压力所对应的海拔高度。根据试验得出,旅客机舒适的座舱高度为0~2 400 m。安全座舱高度为3 000 m。在
上,当座舱高度抵达安全座舱高度时,通常设有座舱高度警告信号,向机组成员发出警告。
座舱高度变化率是指座舱压力变化的快慢程度,它受飞机座舱压力制度和飞机升降率的影响。座舱高度变化过快会使中耳产生不适感(胀耳或压耳),严重时中耳会发生
对座舱高度变化率规定得较为严格,一般为:上升率牛500 ft/min(约2.67 m/s),下降率牛350 ft/min(约1.75 m/s)。
余压是指飞机气密座舱内外大气压力之差。如果座舱内气压从始至终保持海平面气压,则人员最为舒适。但这时如果飞机在高空,则座舱余压很大,要求的结构强度大,飞机重量随之增大,同时有爆炸减压的潜在危险。处理方法是在满足人体生理需要的基础上,确定座舱内的气压应高于飞机飞行高度的气压,但低于海平面气压。对于喷气式飞机,最大余压为7~9 PSI,涡桨式飞机最大余压为5~7 PSI。
现代飞机的飞行高度和地区变化范围很大,环境和温度变化也就很大,因此有必要对座舱甚至货舱进行加温或冷却,以使座舱内温度舒适:根据航空医学要求,最舒适的座舱温度为20~22 ℃,正常保持在15~26℃舒适区范围内。当空气中水分含量大时,高温条件有“闷热”感,低温条件有“湿冷”感;当空气中水分含量小时,人将会感到鼻腔、喉咙黏膜干燥。所以对座舱内空气中水分含量也有一定要求。因为旅客机乘员较多,故空气中水分含量因呼吸而偏大,因而向座舱的供气应除水。
座舱通风换气主要为了能够更好的保证座舱空气压力、温度及新鲜的要求。在一般的情况下,每人每分钟需要0.7~0.9 kg的新鲜空气,每人所需的舒适空间为1~1.8 m
。旅客机座舱换气次数不能少于每小时25~30次。座舱内空气流动速度也不能太大,以不超过1 m/s为宜,个人通风口则不超过3 m/s。
大多采用通风式气密座舱。它的基本特点是:利用外界大气,经发动机压气机增压,并进行温度和压力调节后,供往座舱;座舱内的空气又可经排气活门排出机外,经过控制排气活门的开度,可调节排气量以实现座舱压力调节和保证座舱内的空气新鲜。