第五章现代民航客机座舱环境控制

第五章现代民航客机座 舱环境控制
单 位： 大专教学部 科 目：飞机构造 主 讲： 付军
5.1认识客机座舱小环境的实现
一、高空飞行环境特点及对人体的影响 1.高空飞行的环境特点 1）随着从地球表面向外层空间的延伸，大气的密度和由此 产生的压力都逐渐降低，同时温度也随着高度的增加而不断 降低。 2）空气温度随高度增加而均匀降低，其平均梯度为6.5 0C/km：空气湿度随高度增加而迅速减小，如高度为6km时 ，水蒸汽含量只有地面的1/10。 3）大气压力越接近地面，大气压力越大。 2.高空环境对人体生理的影响 高空环境对人体生理影响最大的物理参数是大气的压力和温 度
5.2空气循环冷却系统热交换器的清洗
一、气源系统与冲压系统 民航客机座舱空气循环冷却系统的任务就是将用于座舱温度 和压力的气源，以热交换器的原理通过冲压空气的冷却作用 得到一定压力的冷却空气。 1.现代大中型民航客机气源系统 现代民航飞机的气源主要来自燃气涡轮发动机压气机、APU 或地面气源，可用于空调和增压系统供气、机翼前缘及发动 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。 、
2）高压除水 原理如图5.2.18 低压和高压除水形成水 滴的机理是不一样的。 特点：引气量减少；没 有运动件、凝结网；制 冷能力很高，效率高。
图5.2.19为高压水分 离器的基本工作原理。
三、了解蒸发循环冷却系 统与设备冷却系统 1.蒸发循环冷却系统
图5.2.20为一个典型的蒸发 循环冷却原理图。 2．设备冷却系统
一、气源系统与冲压系统
图5.2.1为典型的飞机气源系统，它主要由三个部分组成，即 高（中）压引器控制和调压关断活门(PRSOV)部分。它有两 级引气口，即中压引气口和高压引气口分别来自发动机高压 压气机的两级。发动机在较高功率工作时，空气从中压引气 口引出，此时高压级活门关闭，防止空气从高压级向中压级 倒流。当发动机在低功率下工作时，中压引气压力不足，则 高压级活门自动打开，由高压引气口供气。 (1) PRSOV具有限制活门下游压力的作用。 (2) PRSOV可以限制下游温度。 (3) RSOV可以提供引气关断功能。
图5.2.1典型的飞机气源系统
2.他形的压力气源 1)机械驱动增压器
2)废气驱动涡轮增压器
主要是借助活塞式发动机 汽缸的排气，热空流过一 个涡轮，冲击涡轮使其转 动。
3)单独的座舱压缩机
主要用于燃气涡轮发动机
3.冲压系统 作用是，利用飞彩 的气流将飞机外部空 气引入到飞机内部， 来作为热交换器的冷 却介质
二、实现民航客机座舱小环境的基本技术措施
（4）适当增加座舱内空气的湿度。 (5)气流输入座舱内时，流量有合适。 (6)飞机在高空飞行时应对座舱进行增压调节。 4．供氧装置 通常从4km左右开始进行供氧补给，以提高乘员吸入空气的 含氧浓度，提高氧气分压 三、气密座舱的形式及环境参数 1．气密座舱的形式 1)大气通风式气密座舱
（2)在高速飞行条件下，由于 其涡轮膨胀比比涡轮通风式冷 却系统大，故其制冷能力大：
（3)在相同制冷能力下，压气 机式冷却系统的供气压力或引 气量可以较小，故对飞机代偿 图5.2.11涡轮压气机式冷却系统原理 损失小，使发动机耗油小，经 济性好；
(4)压气机式冷却系统的涡轮 运转平稳
3)涡轮压气机风扇式冷却 系统 三轮式冷却系统既吸收了涡 轮压气机式系统供气小、节 省功率的优点，又吸收了轮 风扇式系统在地面也有冷却 能力的优点。
二、空气循环冷却系统 1.热交换器的形式 热载热介质性质的不同，热交换器 可分为：空气／空气热交换器和空 气／液体热交换器。 空气式热换器有：顺流式、逆流式 和叉流式三种形式。 2.空气循环冷却系统的冷却原理 1)涡轮风扇式冷却系统
2）涡轮压气机式冷却系统
原因如下：
（1)在高空，发动机压气机出 口压力较低，为保证座舱增压 ，压气机式冷却系统可解决这 个问题；
大气中的臭氧、环境噪声、空气清洁度等对人体也有不同 程度的影响。
二、实现民航客机座舱小环境的基本技术措施
1.气密座舱 气密座舱又称增压座舱；是人为制造一个满足飞行需要的座 舱小环境 2.对气密座舱的基本要求 （1）座舱内空气参数应符合人体生理卫生标准和一定舒适 程度的要求。 （2）座舱应具有一定的结构强度，以保证空调系统工作安 全可靠。 （3）座舱应具有一定的气密性。 3.民航客机座舱小环境空调系统的技术特点 （1）空气调节装置的重量应尽可能轻。 （2）飞机内空间小，空气调节装置的尺寸尽可能小 （3），必须保持满足乘客舒适要求的最大供量。
图5.1.1大气通风式气密座舱的控制原理
二、实现民航客机座舱小环境的基本技术措施
2．气密座舱的环境参数 座舱的环境参数主要是指座舱空气的温度和压力及它们的变 化速率，另外还包括空气的流量、流速、湿度、清洁度和噪 声等。 1）座舱温度：舒适的座舱温度为20℃～22℃ 2)座舱高度：座舱高度是指座舱内空气的绝对压力值所涮 标准气压高度。大约在2.44km 3)座舱余压：座舱内部空气的绝对压力与外部大气压力之差 就是座舱空气的剩余压力，简称余压。62.7kPa。 4)座舱高度变化率： 单位时间内座舱高度的变化速率称为 座舱高度变化率，它反映的是座舱内压力的变化速度。
三轮式涡轮冷却器的结构组成：
1）低压除水 主要用于中小飞机 图5.2.16为一种典 型的低压水分离器 。这种水分离器的 特点：没有运动部 件，构造简单、重 量轻，正常工作情 况下的流阻小，涡 轮出口的反压不大 。分水效率高
压水分离器一般要采取一定的防冰措施，常用的防冰措施主要有两 种形式（图5,2.17所示）
5.1认识客机座舱小环境的实现
1）高空缺氧 2）低压的危害：造成高空胃肠气胀 3）压力变化速度和爆炸减压对人体生理的影响 （1）可能会造成肺部及毛细血管破裂出血 （2）会出现剧烈的耳痛、耳鸣、晕眩和恶心，严重时导致 耳鼓膜破裂。 （3）爆炸减压严重危及乘员和飞机的安全 4）气温度和湿度变化对人体生理的影响 5)其他环境参数对人体生理的影响