浅析飞机空调系统现状及发展方向

第44卷第16期 山西建筑Vol.44 No. 16

2 0 18 年 6 月SHANXI ARCHITECTURE Jun.2018 • 95 •文章编号：1009-6825 (2018)16-0095-02

浅析飞机空调系统现状及发展方向

牛元源

(南京理工大学，江苏南京210094)

摘要:航空作为我国交通领域的支柱产业之一，其中的空调系统的建设是必不可少的一环。为了更好地打造飞机内部空调环 境，阐述了目前飞机空调系统的发展现状以及未来飞机空调系统的发展方向。

关键词：飞机，空调系统，发展方向

中图分类号:T U831.3 文献标识码:A

1飞机空调系统由来

飞上蓝天像鸟儿一样自由翱翔曾经一直是人类的梦想，而飞上天际之后怎样适应那里的环境，这就诞生了飞机空调系统的雏 形——保暖飞行服。在20世纪初，英吉利海峡被一名来自法国，名叫路易•布莱里奥所征服，因为技术条件的限制，飞行的距地 高度与飞机承载能力都有一定的局限性，所以当时他所穿的便是 保暖飞行服。直到1936年,飞机空调系统开始逐渐被安装与使 用，大大改善了飞行员的飞行条件,让他们在万丈高空也能如鱼 得水般施展自己的飞行能力。

2安装飞机空调系统的必要性

2.1 高空低压

空气的重量产生了压力,地球引力又造成了大气分布的不均 匀,越靠近地表的大气密度越大，故其压力就越大,而距离地表越 远,则空气越稀薄，大气压力也就随着减小。当飞行员飞上高空 后，大气压力便会渐渐降低，组织气肿、胃肠胀气之类的高空减压 症便会接踵而来。人体之中的气体在压力降低的情况下会出现 过饱和的情况，与之相随的是气泡的产生，血液循环就会受到阻碍, 对神经系统也会有一定的压迫性，紧接着就会引起关节和头部的 疼痛。当飞行员飞行到1200 m时，大气压力就会降到47 m m H g，37丈是水在这个压力下的沸点，可以看出它和人体的正常体温相 等,在这样一种环境中暴露的人，其体内的液体会因为达到了其 沸点而沸腾,汽化后的人体内液体会使人的皮肤出现水肿的现 象,人体温度会逐渐降低，一直到无法生存的境地,所以改善高空 低压是房间空调系统的主要任务之一。

2.2 高空低温

平流层的温度大致是-56.5丈，在这样寒冷的环境下，冷冻损伤或者诱发加重某些病症如哮喘、缺血性心脏病、脑卒中等情 况会发生，严重时甚至威胁到生命安全。

2.3高空缺氧

随着飞行高度的增加、大气压力的降低和空气密度的降低，单位体积氧含量的下降直接导致人体血氧饱和度降低，从而发生 高原缺氧现象。当飞行到6 km时，会有严重缺氧的现象，这时人 体的新陈代谢功能已经在很大程度上被破坏。继续飞行到7 k m 时，此时大脑皮层耗氧量的最小值已经无法被人体的新陈代谢活 动所满足，大脑很快就会失去知觉,产生突然虚脱。所以为飞行 员补充充足的氧气是飞机空调系统的必然要求。

3常用飞机空调系统现状

3.1蒸发循环

工质是液态制冷剂,并且可以在常温下发生相变。蒸发循环 闭式系统由四大部分组成:蒸发器,压缩机，冷凝器和膨胀阀。低温低压的制冷剂通过蒸发器变成气态并且带走室内多余热量，通过压缩机使低温低压气态制冷剂变成高温高压气态制冷剂，之后再进人冷凝器使制冷剂与热媒交换热量后变成高温高压液态制 冷剂，此时热量已经被传递出去。此时的高温高压进人膨胀阀后 被节流成低温低压的液态制冷剂后进人蒸发器开始下一轮循环。可见蒸发闭式循环中的制冷剂是“热量的搬运工”将蒸发器一端 的空气中的热量吸收然后搬运到冷凝器一端，将冷凝器一端的空 气加热，从而实现了热量的交换与温度的更迭。

此系统在民用机上的普遍性不及高性能飞机,不过它的经济 性较好,具有节省燃油的优点，可以作为飞机空调系统发展的优 化选择之一。

3.2 空气循环

工质是随处可见的空气,此循环利用压缩空气在膨胀机中绝 热膨胀从而得到低温气流。它由冷空气管与热空气管两段气体 管路组成。其中热空气管中是由压气机直接引来的气体,根据冷 回路的设计与实现，由冷回路系统中透平冷却器的类型来分，将空气循环制冷系统分为三类:涡扇发动机、透平压缩机和涡轮压 缩机风机。其原理是由飞机发动机的压气机引气,将冷空气气流 与热空气气流在混合腔中混合，从而达到获得理想温度送风温度 的气体。根据和旋转空调面板的温度控制旋钮至适当位置路径 的季节特征的不同需求试点，温度控制器连接到输人命令飞行 员，与接收管道温度传感器和温度传感器相比，热也在降温，从而 控制冷空气和热空气混合室满足人体生理和工作的比例需要 空气。

此系统目前被广泛应用于飞机行业之中，因为其具有的较多 优点成为了被飞机制造商及飞机生产公司十分青睐的对象。

4飞机空调系统发展浅析

空气循环系统与蒸发系统相比,具有如下三个突出性优点。

4.1 制冷工质的环保和无变相变性

通过以上两种循环比较可以看出，空气不仅是容易得到的工 质，而且在整个循环过程中没有发生相变,最重要的是空气不会 污染大气，而制冷剂中被广泛使用的氟利昂等对臭氧层会造成不 可逆的损害，所以要尽量减少此类制冷剂的使用,并且对于航空 来说，就地取材不仅环保，而且经济效益也是十分可观的。

4. 2制冷范围较宽并且低温下运行性能好

现代的大型飞机从地面飞到10 000 m的高空之上，温差变化 之大所以必须用有较宽制冷机温度范围的空气制冷循环来支持

收稿日期=2018-03-25

作者简介:牛元源（1996-)男，在读本科生

第44卷第16期• 96 • 2 0 18年 6 月

山西建筑

SHANXI ARCHITECTURE

Vol.44 N o. 16

Jun.2018

•道路•铁路•

文章编号：1009-6825 (218) 16-0096-02

高速公路沥青路面裂缝成因及防治技术研究

贾巍

(山西交通控股集团有限公司太旧高速公路分公司，山西阳泉045000)

摘要:通过分析高速公路沥青路面裂缝的产生原因，可有针对性的制定养护措施进行维修。重点对高速公路沥青路面裂缝的养 护技术和防治技术进行研究，并提出了改进建议,可为沥青路面养护提供一定的借鉴参考。

关键词：高速公路，沥青路面，裂缝，养护技术

中图分类号:U416. 217

1高速公路路面裂缝的主要原因

1.1路面基层反射裂缝

我国高速公路路面基层通常采用半刚性基层,而缩裂一直是 半刚性基层无法根治的问题。半刚性基层材料在温度和湿度变 化时，会产生变形开裂。当温度降低、水分散失会使其产生一定 的体积收缩，收缩应力超过基层结构极限抗拉强度时出现缩裂。

水是导致路面基层开裂的主要因素。随着水分的蒸发，半刚性基层材料体积收缩，产生收缩应力。随着水分不断蒸发，收缩应力不断增大，吸附水膜不断变薄，最后导致基层产生收缩开裂。

另外，施工中如果压实度达不到要求，土质不均匀，水泥水化 作用和水分蒸发都会使含水率不断减少，基层体积收缩,形成收 缩裂缝。如果基层和面层之间没有设置联结层，裂缝会向面层扩 展，形成反射裂缝。

1.2外界环境条件

在昼夜温差较大或一年温度变化较大时，高速公路温度裂缝 较多，一般主要表现为间距分布均匀的横向裂缝。随着温度的下 降，低温持续时间的增加,温度裂缝的数量也不断增加，且温度越 低，开裂的宽度越大。

沥青面层的温度裂缝一般可分为低温收缩裂缝和温度疲劳 裂缝。低温收缩裂缝是由于温度骤然下降时面层材料收缩，温度

其系统的顺利运行。而且和蒸汽循环相比，在-72丈以下的制冷 性能要强很多，所以在低温条件的情况下,空气制冷循环是不二 之选。

4.3空气制冷设备可靠度较高并且维护方便

从上面叙述可以看到，空气制冷装置的结构较为简单，所以可靠性与安全性都较高。由于该循环的制冷剂是随处可得的空 气，不仅方便而且无需有泄露的担忧。而在装置维护方面，其移 动方便而且制冷剂也不需要回收,可见其拥有较高的便捷性。文献标识码:A

应力超过了沥青混凝土极限抗拉强度时产生的。温度疲劳裂缝 是在长时间的温度循环作用下，是在温度应力小于极限抗拉强度 的情况下产生的疲劳开裂。

另外,沥青路面开裂往往是由多种因素综合作用形成的，是在不同条件下多种因素交叉组合作用的结果。调查表明,如果沥 青路面排水能力不足,在雨季容易对路面结构造成水破坏，导致 产生路面裂缝。路面开裂后,如没有进行及时处理，雨水通过裂 缝的缝隙流人路面结构，浸湿各结构层材料甚至路基土,使各结 构层强度降低，使用寿命缩短。裂缝内的水分，在行车荷载的作 用下，会对路面结构产生冲刷作用,进一步造成沥青路面结构出 现剥落、松散等病害，加剧破坏整个路面结构的使用性能。

1.3路基的影响

沥青路面的施工质量直接受路基的稳定性影响，当路基的稳 定性不足，出现不均匀沉降等破坏时，会造成基层开裂。如果基 层与面层之间没有设置应力吸收层，基层的裂缝会很快反射到沥 青面层。因此，路基的稳定性关系到整个公路的稳定性，路基的 施工质量问题会直接导致路面结构的破坏。

1.4 施工工艺

沥青路面的施工过程中，由于没有制定有效的质量控制方 案，导致施工中的质量问题，也是导致沥青面层开裂的主要原因之

就以上三点来说，目前飞机空调系统在空气循环系统的发展 上可以投人大量资源,就其本身具有的优点，将其优点最大化，从而在创造最大效益的同时保护了环境，节约了能源，是一举两得 的最佳途径。

参考文献：

[1]王野.民航飞机空调系统研究[J].硅谷,2014(4):67-68.

[2]程凯.从MD90.A320看民航客机空调系统的发展[J].北

京工业职业技术学院学报,2015,14(1):19-21.

Analysis of aircraft air conditioning system status and development direction

Niu Yuanyuan

(N a n jin g U niversity o f S cien ce a n d T e c h n o lo g y，N a n jin g211004，C h in a)

Abstract：A viatio n i s o n e of th e p illar in d u stries in th e tra n sp o rta tio n se cto r in C h in a,a n d th e co n stru ctio n of air-co n d itio n in g sy ste m s is a n in dis­p en sab le p a rt of it.In o rd e r to b etter create th e air-co n d itio n ed en v iro n m en t in sid e th e aircraft，th is p ap er d escrib tu s of aircraft air-co n d itio n in g sy ste m s a n d th e fu tu re d ev elo p m en td irectio n of a ircraft air-co n d itio n in g system s.

Key words：aircraft，air co n d itio n in g system，d evelo p m en t d irectio n

收稿日期：018-03-25

作者简介：贾巍（1982-)，男，工程师