第13章 大型客机环境控制系统实例分析
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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
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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 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 好的通风条件。
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。
气源压力表
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
13.2.4 性能数据 项 目
座舱温度自动控制范围/°C 座舱冷却能力
数据
18.3~26.7
一套系统冷却能力/°C
两套系统冷却能力/°C
座舱温度 21.1~26.7
环境温度为39.4，机身蒙皮为60， 在25分钟内座舱降至23.9
系统加温能力
环境温度为- 66.1，飞行高度为 11278m，座舱温度 可达21.1
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引用水系统
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 防冰系统工作
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；
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。
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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；
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 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
交输活门
增量活门
增量活门
自动关停
Page 8
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
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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。
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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。
8级引气单向活门
增量活门
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。
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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
数据
5 0.19 315.6 243
防冰供气压力调节值/MPa
后附件舱温度过热警告值/°C
0.5
82.2
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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
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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、 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。
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。
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。
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。
②
增量活门 组件关停 压差电门 自动关停
闭合
增量活门
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③
单台发动机第二 阶段爬升电门
闭合
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。
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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
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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。 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。
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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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。
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门 单向 活门
地面接头
单向 活门
交输活Fra Baidu bibliotek 防冰压力调 节器活门
8级引气单向活门
交输活门
增量活门
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。
航空保障技术与工程
课程安排：12-19 周 学 讲 时 师 ：32 ：刘磊
第13章 大型客机环境控制系统实例分析
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
MD-82 飞机
MD-80基础上改进 的中短途运输机， 高温高原型。
组成 ， 工作原理， 性能数据， 设计特点
• 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。
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
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； 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。
Page 32
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
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
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
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
增量活门
自动关停
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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。
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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。
• 利用一侧发动机为另一侧空调系统或两套空调系统供气；
•
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防冰系统工作时，若发动机着火，必须关闭相应的交输活门。
6. 系统关停
①
空调自动 关停开关
AUTO
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
单向 活门
交输活门
8级引气单向活门
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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。 • 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。
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
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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 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 好的通风条件。
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。
气源压力表
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
单向 活门
交输活门 防冰压力调 节器活门
13.2.4 性能数据 项 目
座舱温度自动控制范围/°C 座舱冷却能力
数据
18.3~26.7
一套系统冷却能力/°C
两套系统冷却能力/°C
座舱温度 21.1~26.7
环境温度为39.4，机身蒙皮为60， 在25分钟内座舱降至23.9
系统加温能力
环境温度为- 66.1，飞行高度为 11278m，座舱温度 可达21.1
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引用水系统
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 防冰系统工作
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；
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。
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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；
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 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
交输活门
增量活门
增量活门
自动关停
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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
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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。
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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。
8级引气单向活门
增量活门
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。
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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
数据
5 0.19 315.6 243
防冰供气压力调节值/MPa
后附件舱温度过热警告值/°C
0.5
82.2
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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
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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、 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。
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。
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。
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。
②
增量活门 组件关停 压差电门 自动关停
闭合
增量活门
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③
单台发动机第二 阶段爬升电门
闭合
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。
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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
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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。 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。
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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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。
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门 单向 活门
地面接头
单向 活门
交输活Fra Baidu bibliotek 防冰压力调 节器活门
8级引气单向活门
交输活门
增量活门
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。
航空保障技术与工程
课程安排：12-19 周 学 讲 时 师 ：32 ：刘磊
第13章 大型客机环境控制系统实例分析
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
MD-82 飞机
MD-80基础上改进 的中短途运输机， 高温高原型。
组成 ， 工作原理， 性能数据， 设计特点
• 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。
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
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； 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
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
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
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
增量活门
自动关停
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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。
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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。
• 利用一侧发动机为另一侧空调系统或两套空调系统供气；
•
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防冰系统工作时，若发动机着火，必须关闭相应的交输活门。
6. 系统关停
①
空调自动 关停开关
AUTO
流量控制活门 APU负载 控制活门
压力调节 器活门 8级引气单向活门 启动活门
地面接头
单向 活门 交输活门
单向 活门
交输活门
8级引气单向活门
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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。 • 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。