飞机座舱环境控制

摘 要：飞机座舱环境控制包含气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统。

关键词：座舱的压力 温度控制

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0060-01

高空飞行过程中飞机外界环境压力条件的变化时是非常剧烈的，飞机的环境控制系统以控制座舱和设备舱的压力和温度为主，它包括增压座舱、座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制和湿度控制。采用增压座舱技术能防护高空低气压、缺氧、寒冷、高速气流的影响，座舱增压制度是要考虑飞机性能、任务、工程技术条件等的需要，飞机增压座舱是在飞机飞行过程中通过座舱调压系统进行调节的，不管飞多高能使座舱保持高于外界大气环境气压符合人体生理的压力环境。

1 座舱的压力调节

座舱环境空气的总压（座舱高度气压）等于外界大气压力和座舱余压之和，提高座舱高度气压就能提升飞行员吸入空气的氧分压。座舱空气的余压（座舱压差）是座舱空气压力与外界大气压力之差，座舱余压与飞机座舱结构强度、座舱内空气绝对压力值、飞机最大飞行高度的大气压力值有关，飞机座舱余压一般为（24.5～78.4）kPa。座舱压力变化速率会影响人的中耳，人的中耳对大气压力变化的生理承受能力有限，座舱压力变化的舒适标准是增压率23 Pa/s，减压率31 Pa/s，允许飞机在飞行时通过机械调节增压座舱，但产生的压力波动不应超出人体忍耐限度。为防止增压座舱发生爆炸减压给人体伤害，当气密座舱最大余压值超过29.4 kPa时，正向压力差的安全活门自动打开，使座舱减压；当座舱压力小于外界大气压力时，反向压力差安全活门自动开启，空气进入座舱抵消负压。

2 座舱控制系统的结构和组成

座舱环境控制系统又称座舱空气调节系统（简称空调系统），座舱环境控制系统由气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统组成。

2.1 座舱供气和通风装置

利用压缩空气，并将压缩空气通过供气管道输送到座舱内各部位，实现座舱的增压和通风。它包括增压空气泵、供气调节装置、空气过滤器、供气开关、单向活门和消音器等。空气分配是将调节空气按规定的比例分配各个地方，保证舱内温度均匀、风速适宜。空气分配系统包括输气主管、支管、供气开关和各种喷嘴等。过滤再生设施是吸收和排除座舱内的二氧化碳、水蒸气、华油、一氧化碳等有害物质的装置。

2.2 座舱压力调节器

座舱压力调节器就是压力控制系统，是调节增压座舱内空气压力和压力变化速度的装置，由控制机构（控制器）和执行机构（排气活门）组成。座舱压力调节器分为直接式和间接式两大类，调节器把座舱压力、压差、压力变化速度与相应的给定值进行比较，利用所得的差值来控制排气活门的开度，改变座舱的排气量来控制座舱的空气压力。压力调节器的作用是调节座舱压力，使座舱压力按预定的规律随飞行高度的变化而变，使座舱的绝对压力按预定的规律随飞行高度而变化，这种变化规律称为座舱压力制度。

2.3 座舱温度调节装置

用于调节座舱内温度在设定的范围内，它由空气加温器、冷却装置、座舱温度传感器、冷路和热路空气分配活门等组成。温度控制系统合理地控制冷、热空气的混合，对座舱的热载荷进行平衡，以达到控制座舱温度的目的。热空气直接从发动机压气机引出，冷空气由冷却系统提供，低温冷空气与高温热空气经过温控装置适当混合送入座舱。座舱温度设定后通常由温控装置自动控制，必要时可人工调节。座舱内还配有空气过滤盒再生装置用来过滤和排除有害气体和物质。

2.4 冷却系统和加温系统

冷却系统又称制冷系统，是给座舱或设备舱的空气调节提供冷空气的系统，它是座舱空调系统的重要组成部分。冷却系统的型式和组成的工作原理，往往代表着空气调节系统的特征。冷却系统分空气循环冷却系统和蒸发循环冷却系统两种。

加温系统用发动机压气机的热空气作为热源，它所具有的温度和热焓足够保证座舱所必须的温度。飞机空气调节系统（冷却、加温、加湿、去湿、通风和增压等）是一个整体，故来自发动机压气机的压缩热空气，只要通过一个绕过冷却涡轮或热交换器的旁路系统（热路）向座舱进行加温。

3 座舱的种类、材料和气密控制

飞机气密座舱是由金属蒙皮、隔框、桁条和有机玻璃组成的外壳，气密机构很好。能保证座舱壁的气密要求，与外界隔绝且具有隔热、隔音效果，可以减少外界恶劣气候条件对座舱的影响。座舱气密性直接影响座舱空气的压力和温度，严重时危及飞行员的生命。气密座舱有通风式和再生式两种，目前飞机上最常用的是通风式的。通风式气密座舱是利用发动机压气机（或专用增压器）供给的增压空气来增压和通风的座舱。由压气机来的增压空气经过温度调节装置，供气开关等附件，不断进入座舱。座舱内的空气又不断地经压力调节装置流出，带走乘员的二氧化碳和水汽，使舱内空气保持新鲜。温度调节装置能自动控制流向加温装置和冷却装置的空气流量比例，以保持座舱温度。压力调节器用来调节座舱压力，使它按一定的规律变化。通风式座舱的优点是：对座舱气密性要求较低，因而构造简单；增压空气温度较高，一般不要另装加温设备。其主要缺点是使用高度受增压装置的限制，一般只适用于升限在20～25 km范围之内的飞机。再生式气密座舱-舱内装有再生装置不断地将舱内二氧化碳和水汽吸收，再生成氧气放出，使座舱内空气能循环使用。为了补偿座舱空气泄露，利用机上的氧气瓶和冷气瓶向舱内输送气体。

4 结论

飞机座舱环境控制主要是对座舱进行压力调节和温湿度的调节，使座舱内部空气达到与海平面大气环境一样适宜的生存环境。

参考文献

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