飞机结构与系统 座舱环境控制系统
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南京航空航天大学民航学院
座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
2）气密座舱形式 • 再生式（自主式）气密座舱（适合25km以上高度）
与外界大气条件 完全无关。
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 大气物理特性主要指大气压力和温度随高度的 变化。 1. 大气压力和温度
随高度的变化规 律：
中纬度地区平均大气 参数为基准，定出国际 标准大气。
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 1. 大气压力和温度 随高度的变化规 律：
二、大气物理特性及其对人体生理的影响
3. 大气物理特性对人体生理的影响 2）大气压力变化速度 • 飞机急剧上升或下降时 人体脏室内压力来不及与座舱压力平衡，引起 组织器官膨胀或压缩。 • 爆炸减压 座舱高空突然失密，座舱内外压力迅速平衡， 产生气浪冲击，导致高空缺氧、低温、低压。
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温度随高度的变化
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 2. 民航客机巡航高度：
一般在对流层 （0－8/18km）飞行，
• 温度、压力随高度降低 • 强烈对流 • 湿度、固态杂质随高度
迅速降低
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
• 座舱余压 座舱内空气的绝对压力值与外部大气压力之差就是座 舱空气的剩余压力，简称余压。 – B747-400最大余压9.1psi(62.7kpa,0.62atm)；
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
4）其他环境参数 • 臭氧 • 低浓度臭氧对人体无危害； • 在20～25km高度，臭氧浓度很大，可达大气的 6%~9%,对人体有毒性，会引起呼吸困难、嗅 觉失灵和视觉衰退，通常规定乘员舱内臭氧浓 度不超过0.2ppm; • 化学性质活泼，对飞机上的橡胶件有较强腐蚀 作用。
以下高度）
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
1）气密座舱形式 • 大气通风式气密座舱 优点：
• 直接由发动机引气，温度较高； • 座舱所需供气量较少，对发动机影响不大； • 气密性要求相对较低，密封结构简单，易维护。 缺点： • 发动机工作状态变化时，会引起座舱供气不稳定。
• 座舱温度 – 最舒适的座舱温度20～22度，正常保持在15～26 度； – 座舱温度场均匀，各处温差一般不超过±3度； – 座舱内壁和地板温度与舱内一致并高于露点。
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
• 座舱高度 座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度； – 一般要求飞机在最大设计巡航高度，必须能保持 大约2400m的座舱高度； – 现代一些大中型飞机，座舱高度达到10000ft（ 3050m）时告警。
3. 大气物理特性对人体生理的影响 1）大气压力 • 缺氧 无感觉区（2km以下）、完全代偿区（2～4km）。
高度（ft/m）
8000/2438 10000/3048 15000/4572 22000/6706 25000/7620
含氧饱和 度
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ％以上 90％
81％
68％ 50％
症状
无明显反应 长期停留会出现头痛、疲劳 昏昏欲睡、头痛、嘴唇指甲发紫，视力、 判断力减弱，脉搏、呼吸加快。 出现惊厥 不供氧则5分钟后失去知觉
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施 1. 供氧装置
一般在4km左右高度开始供氧，适用于低空低速螺 旋桨飞机，也可作为喷气式客机气密座舱的补充方 式。
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三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
在大环境中建立封闭的小环境。 • 调节座舱气压，保证机上人员有足够氧气分压； • 调节座舱温度。 1）气密座舱形式 • 大气通风式气密座舱 （适合20～25km
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响
3. 大气物理特性对人体生理的影响 1）大气压力 • 低压 随着压力的降低，人体会出现胀痛和气肿等症状。 严重时产生高空减压症，其三种形式： • 高空气胀 • 皮肤组织气肿 • 高空栓塞
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
4）其他环境参数 • 噪声 噪音作为一种能量形式，可以用频率、振幅、波长和 声压等参数表明。 • 频率：4000Hz以上声音具有强烈刺激。 • 声压（噪音量）：人耳能承受的最大噪声120dB 飞机噪声源：发动机、气动力，现代飞机达115～ 120dB以上。 座舱噪声量规定应在80～100dB以下。
座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
3）温度和湿度 • 温度 15~25度最适宜。 短时间温度变化过大易产生感冒症状。 • 湿度 取决于相对湿度。 • 高湿度 – 高温—“闷热” – 低温—“湿冷” • 低湿度 症状不明显，随时间增加而增加。南京航空航天大学民航学院
座舱环境控制系统概述
一、座舱环境控制系统的基本任务 使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下具有 良好的环境参数，以满足飞行人员、乘客和设备 的正常工作和生活条件。 座舱环境参数： • 座舱空气的温度、压力； • 温度、压力的变化速率； • 空气流量、流速、清洁度； • 噪音。
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三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
2）气密座舱形式 • 再生式（自主式）气密座舱（适合25km以上高度）
与外界大气条件 完全无关。
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座舱环境控制系统概述
三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 大气物理特性主要指大气压力和温度随高度的 变化。 1. 大气压力和温度
随高度的变化规 律：
中纬度地区平均大气 参数为基准，定出国际 标准大气。
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响 1. 大气压力和温度 随高度的变化规 律：
二、大气物理特性及其对人体生理的影响
3. 大气物理特性对人体生理的影响 2）大气压力变化速度 • 飞机急剧上升或下降时 人体脏室内压力来不及与座舱压力平衡，引起 组织器官膨胀或压缩。 • 爆炸减压 座舱高空突然失密，座舱内外压力迅速平衡， 产生气浪冲击，导致高空缺氧、低温、低压。
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温度随高度的变化
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响 2. 民航客机巡航高度：
一般在对流层 （0－8/18km）飞行，
• 温度、压力随高度降低 • 强烈对流 • 湿度、固态杂质随高度
迅速降低
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响
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三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
• 座舱余压 座舱内空气的绝对压力值与外部大气压力之差就是座 舱空气的剩余压力，简称余压。 – B747-400最大余压9.1psi(62.7kpa,0.62atm)；
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二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
4）其他环境参数 • 臭氧 • 低浓度臭氧对人体无危害； • 在20～25km高度，臭氧浓度很大，可达大气的 6%~9%,对人体有毒性，会引起呼吸困难、嗅 觉失灵和视觉衰退，通常规定乘员舱内臭氧浓 度不超过0.2ppm; • 化学性质活泼，对飞机上的橡胶件有较强腐蚀 作用。
以下高度）
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三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
1）气密座舱形式 • 大气通风式气密座舱 优点：
• 直接由发动机引气，温度较高； • 座舱所需供气量较少，对发动机影响不大； • 气密性要求相对较低，密封结构简单，易维护。 缺点： • 发动机工作状态变化时，会引起座舱供气不稳定。
• 座舱温度 – 最舒适的座舱温度20～22度，正常保持在15～26 度； – 座舱温度场均匀，各处温差一般不超过±3度； – 座舱内壁和地板温度与舱内一致并高于露点。
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三、克服不利环境的技术措施
2. 气密座舱（增压座舱） 3）气密座舱环境参数
• 座舱高度 座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度； – 一般要求飞机在最大设计巡航高度，必须能保持 大约2400m的座舱高度； – 现代一些大中型飞机，座舱高度达到10000ft（ 3050m）时告警。
3. 大气物理特性对人体生理的影响 1）大气压力 • 缺氧 无感觉区（2km以下）、完全代偿区（2～4km）。
高度（ft/m）
8000/2438 10000/3048 15000/4572 22000/6706 25000/7620
含氧饱和 度
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ％以上 90％
81％
68％ 50％
症状
无明显反应 长期停留会出现头痛、疲劳 昏昏欲睡、头痛、嘴唇指甲发紫，视力、 判断力减弱，脉搏、呼吸加快。 出现惊厥 不供氧则5分钟后失去知觉
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三、克服不利环境的技术措施 1. 供氧装置
一般在4km左右高度开始供氧，适用于低空低速螺 旋桨飞机，也可作为喷气式客机气密座舱的补充方 式。
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三、克服不利环境的技术措施 2. 气密座舱（增压座舱）
在大环境中建立封闭的小环境。 • 调节座舱气压，保证机上人员有足够氧气分压； • 调节座舱温度。 1）气密座舱形式 • 大气通风式气密座舱 （适合20～25km
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响
3. 大气物理特性对人体生理的影响 1）大气压力 • 低压 随着压力的降低，人体会出现胀痛和气肿等症状。 严重时产生高空减压症，其三种形式： • 高空气胀 • 皮肤组织气肿 • 高空栓塞
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座舱环境控制系统概述
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座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
4）其他环境参数 • 噪声 噪音作为一种能量形式，可以用频率、振幅、波长和 声压等参数表明。 • 频率：4000Hz以上声音具有强烈刺激。 • 声压（噪音量）：人耳能承受的最大噪声120dB 飞机噪声源：发动机、气动力，现代飞机达115～ 120dB以上。 座舱噪声量规定应在80～100dB以下。
座舱环境控制系统概述
二、大气物理特性及其对人体生理的影响 3. 大气物理特性对人体生理的影响
3）温度和湿度 • 温度 15~25度最适宜。 短时间温度变化过大易产生感冒症状。 • 湿度 取决于相对湿度。 • 高湿度 – 高温—“闷热” – 低温—“湿冷” • 低湿度 症状不明显，随时间增加而增加。南京航空航天大学民航学院
座舱环境控制系统概述
一、座舱环境控制系统的基本任务 使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下具有 良好的环境参数，以满足飞行人员、乘客和设备 的正常工作和生活条件。 座舱环境参数： • 座舱空气的温度、压力； • 温度、压力的变化速率； • 空气流量、流速、清洁度； • 噪音。
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座舱环境控制系统概述