第13章 大型客机环境控制系统实例分析讲解
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2. 空气循环系统的双喷嘴
地面使用机载辅助动力装置供气时，引气量有限，需关闭一套喷 嘴来获取最大冷却容量。
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3. 空气净化器
工作原理：内部有个涡流发生器，在其中，气流旋转运动产 生的离心力，使供气中所含的颗粒状杂质贴近净化器管壁， 并沿管壁流向端头收集器，通过排放活门排除机外；
空气 净化
器
水 分离
器
Page 21
图7-5 升压式制冷系统的基本形式
2. 座舱温度控制系统
包括驾驶舱温度控制系统和客舱温度控制系统。 每套系统由温度调节器、温度选择器、座舱温度传感器、 温度变化速率（预感器）、高温限制组合传感器和温度控制 活门组成。
工作原理 利用温度控制活门改变冷、热空气混合比例，以调节 空气的温度，从而控制座舱温度。 温度控制活门装在旁路制冷系统的热路上，活门打开 时热空气流量增加，经制冷系统的冷空气流量减小，供 给座舱的调节空气温度升高。 有自动和手动两种控制方式。
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13.1.2 气源系统组成 两套安装在飞机左右两侧； 每一套都由分配系统和指示系统组成。
分配系统：控制气源供气压力、温度和流量； 指示系统：反应气源的工作情况。
Page 4
13.1.3 工作原理 主要附件 ：8级引气单向活门，增量活门，基准压力调节 器，压力调节器活门，流量控制活门，交输活门，防冰控制 恒温器和预感器。 气源工作方式：空调系统工作
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13.1.4 性能数据
项目
发动机引起口限流文氏管限流值/（%） 空调系统正常供气压力调节值/MPa 空调系统供气温度高温警告值/°C 防冰供气温度调节值/°C 防冰供气压力调节值/MPa 后附件舱温度过热警告值/°C
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数据
5 0.19 315.6 243 0.5 82.2
增量活门
自动关停
Page 7
1. 空调系统工作
8级引气不能满足空调系统要求，从13级引气补充； 13级引气由增量活门控制。
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
Page 8
增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
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13.2.5 设计特点分析
冷却系统
1. 需要经常维护的部件 2. 空气循环系统的双喷嘴 3. 空气净化器 4. 低压水分离器 5. 防冰网 6. 输水引射系统
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1. 需要经常维护的部件
水分离器 ：凝聚袋要求定期清洗和更换； 空气循环装置：机械式轴承的冷却润滑系统需要定时加油。
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13.2.2 组成
1. 制冷系统 2. 座舱温度控制系统 3. 座舱压力控制系统13.4节具体介绍 4. 空气分配系统 5. 冲压空气通风系统 6. 座舱空气再循环系统
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13.2.3 工作原理
1. 制冷系统 两套相同的制冷组件，升压式空气循环制冷，每套都包括 初级热交换器，次级热交换器和空气循环装置。
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温度控制系统
驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶 舱温度；
客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度， 两个舱的温度互不影响。
Page 34
13.3 设备冷却和货仓加热
设备冷却系统利用驾驶舱排气，对电子/电气设备舱、无线电架设备、 主仪表板仪表和遮光板上的仪表进行冷却； 前货仓加热用流经设备冷却的空气加热，中货舱和后货仓的加热利用 客舱排气。 两套冷却系统，提高冷却可靠性； 前货仓采用恒温控制，可以用来运输生物。
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5. 交输活门
负担正常隔断、发动机启动、发动机防火、交输供气和防冰供气控 制等任务； 正常情况下，两个交输活门关闭，左右发动机引气分别供给左右空 调系统； 交输活门需打开 ：
• 使用辅助动力装置供气或启动发动机； • 使用地面气源启动发动机； • 利用一台工作的发动机启动另一台发动机； • 利用一侧发动机为另一侧空调系统或两套空调系统供气； • 防冰系统工作时，若发动机着火，必须关闭相应的交输活门。
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13.1 气源系统
13.1.1 概述 MD-82 飞机的用气系统：
座舱空调增压系统、飞机防冰系统、 发动机启动系统、 引用水系统 气源系统概况：
两台JT8D-217A发动机引气，构成两套主气源系统； 两套气源系统既可独立工作，又可相互交联； 在正常状态下，一台发动机工作即能满足各种用气系统； 辅助动力装置和外接地面气源作为辅助气源可向一套或两套空调 系统提供引气。
13.1.5 设计特点分析
1. 何时引气 2. 引气控制 3. 活门 4. APU 辅助气源 5. 基准压力调节器 6. 交输活门 7. 系统关停
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1. 何时引气
一般情况，从发动机低压8级引气； 当空调系统工作，8级引气压力低于0.4Pa，温度低于165.5°C时； 或当防冰系统工作，引气温度低于243°C时，从13级引气。
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6. 系统关停
① 空调自动
关停开关
AUTO
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门
②
组件关停 压差电门
闭合
8级引气单向活门 增量活门
Page 18
③
单台发动机第二 阶段爬升电门
闭合
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Page 23
3. 座舱空气分配系统
空调系统调好的空气经过单向活门进入座舱通气管道。
单向活门的作用:在失去供气的情况下，单向活门起防止座舱快速释 压的作用。
空气进入座舱供气混合分配器里，大出口连客舱调节空气 管，小出口连驾驶舱调节空气管。
分配比例：左系统30%给驾驶舱 左系统70%+右系统给座舱。
1. 空调系统工作
一般情况下，从发动机8级引气; 8级引气通过单向活门到空调压力调节器活门和空调流量控制活门， 调节压力和流量后供给空调系统。
8级引气单向活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
APU负载 控制活门
单向 活门
8级引气单向活门
启动活门
交输活门 增量活门
交输活门
防冰压力调 节器活门
13.2 空调系统
13.2.1 概述 MD-82 飞机的空调系统：
空气循环式空调系统 概况：
供气：发动机引气，地面APU供气 制冷和温控系统各两套，左右两套，功能相同，相互独立；
驾驶舱——左系部分供给； 座舱——左系其余部分+右系。 机舱各区有单独的调节空气供气管路和流量控制装置。
8级引气单向活门 增量活门
2. 防冰系统工作 防冰系统供气温度要求高于空调系统； 13级引气增量活门由防冰基准压差调节器和防冰控制恒温器和 防冰预感器控制。
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3. 气源系统指示装置
气源压力指示：用于使用辅助动力装置（APU）或地面气源启动发动机。 只有在打开交输活门时才会有压力指示。
排放活门：常闭活门，在飞机停靠地面，仅发动机工作而 APU不工作，或，飞机在空中，襟翼放下角度大于6°C时 打开。
4. 水分离器
低压除水，普通的凝聚袋离心式除水装置 被水分离器析出的水在次级热交换器冷却空气一侧的换热
表面上，以提高热交换器换热效率。
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5. 防冰网
为防止涡轮出口湿冷空气在水分离器内结冰，采用一个水 分离器温度控制活门，使热空气经旁路空气循环装置，并 以防冰网为控制点；
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
增量活门
气源压力表
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
8级引气单向活门 增量活门
自动关停
Page 10
3. 气源系统指示装置 后附件舱过热警告指示： 后附件舱的温度传感器感受舱内温度，一旦引气管路破裂， 舱内温度超过82.2°C，由警告灯给飞行员发出过热警告信号。
空气进入各分配管道进入座舱和驾驶舱。
地面状态，地面空调车调节舱内空气。
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图7-5 升压式制冷系统的基本形式
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4. 冲压空气通风系统
飞机在座舱非增压状态飞行时，可接通冲压空气开关，利 用冲压空气为座舱通风。 地面用风扇引冲压空气为座舱通风。
5. 座舱空气再循环系统
• 打开条件：驾驶室空调开关处于接通位置，收到冷却空调热交 换器的冲压空气或冷却空气的压力信号。 • 防止在没有冷却空气的情况下空调空气过热和损坏空调组件。
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4. APU 提供的辅助气源
可供气量低于发动机引气，使用时，要保证空调压力调节活门和空 调流量控制活门都处于全开位置，以保证最大空气流量给空调系统。
好的通风条件。
13.2.4 性能数据
项目
数据
座舱温度自动控制范围/°C
18.3~26.7
座舱冷却能力
一套系统冷却能力/°C
座舱温度 21.1~26.7
两套系统冷却能力/°C 系统加温能力
环境温度为39.4，机身蒙皮为60， 在25分钟内座舱降至23.9
环境温度为- 66.1，飞行高度为 11278m，座舱温度 可达21.1
航空保障技术与工程
课程安排：12-19 周 学 时 ：32 讲 师 ：刘磊
第13章 大型客机环境控制系统实例分析
MD-82 飞机
MD-80基础上改进 的中短途运输机， 高温高原型。
气源系统 空调系统 设备冷却和货仓加热系统 座舱压力控制系统 防冰和除雨系统 氧气系统
组成 ， 工作原理， 性能数据， 设计特点
5. 基准压力调节器
增量活门，空调压力调节活门和空调流量控制活门都为电动控制 气动作用式调节活门； 气源基准压力调节器、防冰基准压力调节器和空调基准压力调节 器为调节活门提供基准压力； 增量活门在空调系统工作时采用气源基准压力调节器提供基准压 力，防冰系统工作时采用防冰基准压力调节器提供基准压力。
防冰系统工作 气源指示装置：
气源压力指示 后附件舱过热警告指示
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气源系统基本原理图
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
Page 6
增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
ห้องสมุดไป่ตู้
8级引气单向活门 增量活门
2. 引气控制
流量：由空调流量控制活门调节，最大流量由发动机各引气口限 流文氏管控制，可以防止系统损坏时发动机压缩空气的大量损失。 压力：空调压力调节器活门调节； 温度： 防冰恒温器，预感器，增量活门组成温度控制系统。
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3. 活门
增量活门：调节，单向活门作用，当发动机故障 停车时，增量活门 和8级引气单向活门关闭，防止系统和座舱内空气损失； 空调压力调节器活门：常开活门； 空调流量调节器活门：常闭活门。
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13.4 座舱压力控制系统
座舱增压的实现：将一定压力的调节空气输入座舱； 座舱压力、压力变化率和座舱压差的改变：改变排到机身外的调节空 气流量进行控制； 座舱增压区：驾驶舱，客舱，电子/电气设备舱、前货仓和后货仓
出现结冰，防冰网空气阻力增加，活门打开，热空气进入 涡轮出口，融化防冰网上的冰。
6. 双引射器除水系统
将涡轮出口下游和水分离器温度控制活门处的水的积水去 除。
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温度控制系统
驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶 舱温度；
客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度， 两个舱的温度互不影响。
由风扇、单向活门、过滤器和管道组成。
再循环风扇从客舱地板下吸入从客舱中排除的再循环空气，
先经过过滤器净化，再将其输送到混合分配器下游天花板上
的客舱的调节空气管。
再循环风扇：在飞机起飞离地3s 自动接通并在整个
飞行过程中连续工作。
作用：在减少发动机空调引气的情况下保证座舱良
Page 26
Page 27
13.2.4 性能数据
客舱温度场的要求：
1.在任一座位处，地板上方10.16~111.76cm之间整个空间内，沿垂 直中心线测量的垂直温差3.3°C； 2. 沿任一排座位，地板上方10.16~111.76cm之间的同一平面，左右 外侧两个座位中线连线上的任意两点之间的侧向温差1.7°C； 3. 地板上方1.22m的水平面，沿座舱中心线任何前后两排座位之间的 两点，纵向温差2.2°C。
地面使用机载辅助动力装置供气时，引气量有限，需关闭一套喷 嘴来获取最大冷却容量。
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3. 空气净化器
工作原理：内部有个涡流发生器，在其中，气流旋转运动产 生的离心力，使供气中所含的颗粒状杂质贴近净化器管壁， 并沿管壁流向端头收集器，通过排放活门排除机外；
空气 净化
器
水 分离
器
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图7-5 升压式制冷系统的基本形式
2. 座舱温度控制系统
包括驾驶舱温度控制系统和客舱温度控制系统。 每套系统由温度调节器、温度选择器、座舱温度传感器、 温度变化速率（预感器）、高温限制组合传感器和温度控制 活门组成。
工作原理 利用温度控制活门改变冷、热空气混合比例，以调节 空气的温度，从而控制座舱温度。 温度控制活门装在旁路制冷系统的热路上，活门打开 时热空气流量增加，经制冷系统的冷空气流量减小，供 给座舱的调节空气温度升高。 有自动和手动两种控制方式。
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13.1.2 气源系统组成 两套安装在飞机左右两侧； 每一套都由分配系统和指示系统组成。
分配系统：控制气源供气压力、温度和流量； 指示系统：反应气源的工作情况。
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13.1.3 工作原理 主要附件 ：8级引气单向活门，增量活门，基准压力调节 器，压力调节器活门，流量控制活门，交输活门，防冰控制 恒温器和预感器。 气源工作方式：空调系统工作
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13.1.4 性能数据
项目
发动机引起口限流文氏管限流值/（%） 空调系统正常供气压力调节值/MPa 空调系统供气温度高温警告值/°C 防冰供气温度调节值/°C 防冰供气压力调节值/MPa 后附件舱温度过热警告值/°C
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数据
5 0.19 315.6 243 0.5 82.2
增量活门
自动关停
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1. 空调系统工作
8级引气不能满足空调系统要求，从13级引气补充； 13级引气由增量活门控制。
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
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增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
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13.2.5 设计特点分析
冷却系统
1. 需要经常维护的部件 2. 空气循环系统的双喷嘴 3. 空气净化器 4. 低压水分离器 5. 防冰网 6. 输水引射系统
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1. 需要经常维护的部件
水分离器 ：凝聚袋要求定期清洗和更换； 空气循环装置：机械式轴承的冷却润滑系统需要定时加油。
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13.2.2 组成
1. 制冷系统 2. 座舱温度控制系统 3. 座舱压力控制系统13.4节具体介绍 4. 空气分配系统 5. 冲压空气通风系统 6. 座舱空气再循环系统
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13.2.3 工作原理
1. 制冷系统 两套相同的制冷组件，升压式空气循环制冷，每套都包括 初级热交换器，次级热交换器和空气循环装置。
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温度控制系统
驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶 舱温度；
客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度， 两个舱的温度互不影响。
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13.3 设备冷却和货仓加热
设备冷却系统利用驾驶舱排气，对电子/电气设备舱、无线电架设备、 主仪表板仪表和遮光板上的仪表进行冷却； 前货仓加热用流经设备冷却的空气加热，中货舱和后货仓的加热利用 客舱排气。 两套冷却系统，提高冷却可靠性； 前货仓采用恒温控制，可以用来运输生物。
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5. 交输活门
负担正常隔断、发动机启动、发动机防火、交输供气和防冰供气控 制等任务； 正常情况下，两个交输活门关闭，左右发动机引气分别供给左右空 调系统； 交输活门需打开 ：
• 使用辅助动力装置供气或启动发动机； • 使用地面气源启动发动机； • 利用一台工作的发动机启动另一台发动机； • 利用一侧发动机为另一侧空调系统或两套空调系统供气； • 防冰系统工作时，若发动机着火，必须关闭相应的交输活门。
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13.1 气源系统
13.1.1 概述 MD-82 飞机的用气系统：
座舱空调增压系统、飞机防冰系统、 发动机启动系统、 引用水系统 气源系统概况：
两台JT8D-217A发动机引气，构成两套主气源系统； 两套气源系统既可独立工作，又可相互交联； 在正常状态下，一台发动机工作即能满足各种用气系统； 辅助动力装置和外接地面气源作为辅助气源可向一套或两套空调 系统提供引气。
13.1.5 设计特点分析
1. 何时引气 2. 引气控制 3. 活门 4. APU 辅助气源 5. 基准压力调节器 6. 交输活门 7. 系统关停
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1. 何时引气
一般情况，从发动机低压8级引气； 当空调系统工作，8级引气压力低于0.4Pa，温度低于165.5°C时； 或当防冰系统工作，引气温度低于243°C时，从13级引气。
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6. 系统关停
① 空调自动
关停开关
AUTO
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门
②
组件关停 压差电门
闭合
8级引气单向活门 增量活门
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③
单台发动机第二 阶段爬升电门
闭合
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3. 座舱空气分配系统
空调系统调好的空气经过单向活门进入座舱通气管道。
单向活门的作用:在失去供气的情况下，单向活门起防止座舱快速释 压的作用。
空气进入座舱供气混合分配器里，大出口连客舱调节空气 管，小出口连驾驶舱调节空气管。
分配比例：左系统30%给驾驶舱 左系统70%+右系统给座舱。
1. 空调系统工作
一般情况下，从发动机8级引气; 8级引气通过单向活门到空调压力调节器活门和空调流量控制活门， 调节压力和流量后供给空调系统。
8级引气单向活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
APU负载 控制活门
单向 活门
8级引气单向活门
启动活门
交输活门 增量活门
交输活门
防冰压力调 节器活门
13.2 空调系统
13.2.1 概述 MD-82 飞机的空调系统：
空气循环式空调系统 概况：
供气：发动机引气，地面APU供气 制冷和温控系统各两套，左右两套，功能相同，相互独立；
驾驶舱——左系部分供给； 座舱——左系其余部分+右系。 机舱各区有单独的调节空气供气管路和流量控制装置。
8级引气单向活门 增量活门
2. 防冰系统工作 防冰系统供气温度要求高于空调系统； 13级引气增量活门由防冰基准压差调节器和防冰控制恒温器和 防冰预感器控制。
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3. 气源系统指示装置
气源压力指示：用于使用辅助动力装置（APU）或地面气源启动发动机。 只有在打开交输活门时才会有压力指示。
排放活门：常闭活门，在飞机停靠地面，仅发动机工作而 APU不工作，或，飞机在空中，襟翼放下角度大于6°C时 打开。
4. 水分离器
低压除水，普通的凝聚袋离心式除水装置 被水分离器析出的水在次级热交换器冷却空气一侧的换热
表面上，以提高热交换器换热效率。
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5. 防冰网
为防止涡轮出口湿冷空气在水分离器内结冰，采用一个水 分离器温度控制活门，使热空气经旁路空气循环装置，并 以防冰网为控制点；
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
增量活门
气源压力表
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
8级引气单向活门 增量活门
自动关停
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3. 气源系统指示装置 后附件舱过热警告指示： 后附件舱的温度传感器感受舱内温度，一旦引气管路破裂， 舱内温度超过82.2°C，由警告灯给飞行员发出过热警告信号。
空气进入各分配管道进入座舱和驾驶舱。
地面状态，地面空调车调节舱内空气。
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图7-5 升压式制冷系统的基本形式
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4. 冲压空气通风系统
飞机在座舱非增压状态飞行时，可接通冲压空气开关，利 用冲压空气为座舱通风。 地面用风扇引冲压空气为座舱通风。
5. 座舱空气再循环系统
• 打开条件：驾驶室空调开关处于接通位置，收到冷却空调热交 换器的冲压空气或冷却空气的压力信号。 • 防止在没有冷却空气的情况下空调空气过热和损坏空调组件。
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4. APU 提供的辅助气源
可供气量低于发动机引气，使用时，要保证空调压力调节活门和空 调流量控制活门都处于全开位置，以保证最大空气流量给空调系统。
好的通风条件。
13.2.4 性能数据
项目
数据
座舱温度自动控制范围/°C
18.3~26.7
座舱冷却能力
一套系统冷却能力/°C
座舱温度 21.1~26.7
两套系统冷却能力/°C 系统加温能力
环境温度为39.4，机身蒙皮为60， 在25分钟内座舱降至23.9
环境温度为- 66.1，飞行高度为 11278m，座舱温度 可达21.1
航空保障技术与工程
课程安排：12-19 周 学 时 ：32 讲 师 ：刘磊
第13章 大型客机环境控制系统实例分析
MD-82 飞机
MD-80基础上改进 的中短途运输机， 高温高原型。
气源系统 空调系统 设备冷却和货仓加热系统 座舱压力控制系统 防冰和除雨系统 氧气系统
组成 ， 工作原理， 性能数据， 设计特点
5. 基准压力调节器
增量活门，空调压力调节活门和空调流量控制活门都为电动控制 气动作用式调节活门； 气源基准压力调节器、防冰基准压力调节器和空调基准压力调节 器为调节活门提供基准压力； 增量活门在空调系统工作时采用气源基准压力调节器提供基准压 力，防冰系统工作时采用防冰基准压力调节器提供基准压力。
防冰系统工作 气源指示装置：
气源压力指示 后附件舱过热警告指示
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气源系统基本原理图
8级引气单向活门 启动活门
流量控制活门
压力调节 地面接头 器活门
单向 活门
交输活门
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增量活门 自动关停
APU负载 控制活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
ห้องสมุดไป่ตู้
8级引气单向活门 增量活门
2. 引气控制
流量：由空调流量控制活门调节，最大流量由发动机各引气口限 流文氏管控制，可以防止系统损坏时发动机压缩空气的大量损失。 压力：空调压力调节器活门调节； 温度： 防冰恒温器，预感器，增量活门组成温度控制系统。
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3. 活门
增量活门：调节，单向活门作用，当发动机故障 停车时，增量活门 和8级引气单向活门关闭，防止系统和座舱内空气损失； 空调压力调节器活门：常开活门； 空调流量调节器活门：常闭活门。
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13.4 座舱压力控制系统
座舱增压的实现：将一定压力的调节空气输入座舱； 座舱压力、压力变化率和座舱压差的改变：改变排到机身外的调节空 气流量进行控制； 座舱增压区：驾驶舱，客舱，电子/电气设备舱、前货仓和后货仓
出现结冰，防冰网空气阻力增加，活门打开，热空气进入 涡轮出口，融化防冰网上的冰。
6. 双引射器除水系统
将涡轮出口下游和水分离器温度控制活门处的水的积水去 除。
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温度控制系统
驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶 舱温度；
客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度， 两个舱的温度互不影响。
由风扇、单向活门、过滤器和管道组成。
再循环风扇从客舱地板下吸入从客舱中排除的再循环空气，
先经过过滤器净化，再将其输送到混合分配器下游天花板上
的客舱的调节空气管。
再循环风扇：在飞机起飞离地3s 自动接通并在整个
飞行过程中连续工作。
作用：在减少发动机空调引气的情况下保证座舱良
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13.2.4 性能数据
客舱温度场的要求：
1.在任一座位处，地板上方10.16~111.76cm之间整个空间内，沿垂 直中心线测量的垂直温差3.3°C； 2. 沿任一排座位，地板上方10.16~111.76cm之间的同一平面，左右 外侧两个座位中线连线上的任意两点之间的侧向温差1.7°C； 3. 地板上方1.22m的水平面，沿座舱中心线任何前后两排座位之间的 两点，纵向温差2.2°C。