飞机环境控制系统的现状与未来

杜志兴

【摘 要】 作为评价飞机性能的重要指标，飞机环境控制系统对保证飞机在不同的飞行状态与复杂的外界条件下的正常飞行具有重大作用。飞机环境控制系统不仅能为飞机的驾驶舱、货舱和飞机的设备舱提供较好的环境参数，对保证飞机上人员与货物的安全与飞机中设备的正常运转也起着非同寻常的作用。本文将主要对我国飞机环境控制系统的现状和未来进行分析与研究。

【关键词】 飞机环境 控制现状 发展展望

飞机设计和运行中最大的任务与最主要的目标就是保证人员的安全，而飞机环境控制系统作为能够有效对飞机的正常运行与人员的安全起到保障作用的一个先进系统，是现代飞机所必不可少的重要组成部分。本文将主要对我国现行的飞机环境控制系统的应用现状进行调查与分析，并对飞机环境控制系统未来的发展进行展望。

1 飞机环境控制系统的现状

随着科学技术的发展，我国飞机环境控制系统在航空领域中的应用也越来越广泛，使得我国的航空飞机的性能得到了显著的提高。鉴于我国航空领域的工作区域日渐扩大，其所需要负责的工作内容也越来越复杂，因此，飞机上所装载的电子设备也日渐增加、功率越来越大，这就为航空飞机的制冷技术带来了严峻的考验。飞机制冷技术的好坏，对航空飞机中机组人员的工作效率、电子设备运行的可靠性以及飞机环境控制系统的运行能力都具有重大的影响[1]。然而，我国现在的飞机环境控制系统的制冷能力明显不足，在夏季时会造成飞机内的温度过高、波动过大等有碍于飞机正常运行的状况，存在着一定的安全隐患。因此，我们必须有效的改善我国飞机内的制冷效果，以有效的提高我国飞机环境控制系统的能力。

为了有效的改善我国飞机的制冷效果，提升我国飞机环境控制系统的能力，我国研发了新型的高压式水分离器制冷系统，并在航空领域中获得了广泛的应用，不仅很好的增加了我国飞机的制冷量，还有效的提高了我国飞机运行的可靠性与安全性，并且维修次数的减少也有效的降低了飞机的运行成本，使得飞机的环境控制系统的性能大大提高[2]。

空气动压轴承高温涡轮冷却系统主要通过利用大压力与高温度的发动机来使涡轮驱动，利用空气的循环动力达到对发动机的引气进行制冷的效果，不仅有效的提高了我国飞机运行的安全性与稳定性，对飞机环境控制系统性能的提升也有重大的影响。

2 对我国飞机环境控制系统未来发展的展望

随着我国航空事业的不断发展，现代科技对航空技术的发展起着十分重要的影响，而随着我国现代的飞机发动机对引气量能力的要求越来越高，未来我国的飞机的环境控制系统将向着闭式循环制冷系统的方向上发展[3]。

2.1 美国的F-22飞机环境控制系统

美国所研发的F-22飞机环境控制系统主要是由空气循环、蒸发循环与冷却液循环三种循环模式组成，对飞机内的环境制冷量能够达到60KW左右，能够有效改善飞机环境控制系统的性能，其主要的运作特点有以下几点。

①利用高压除水系统，能够获得大量的干燥、低温空气，从而实现对飞机驾驶舱、乘客舱与电子设备舱的冷却，提高飞机内设备运行的稳定性与安全性，使飞机环境控制系统的运行更加可靠。

②将飞机内的燃油循环系统中的燃油作为吸收飞机内的冷却液、液压油和发动机润滑油所产生热量的热沉，在完成如上工作以后一部分的飞机然又会被发动机利用，而另一部分则会在将其所吸收的热量散发后回到燃油舱[4]。

③人们将会对集散控制系统、飞机的燃油系统和飞机的综合管理系统进行完美的综合设计，使飞机具有一定的热系统集成管理能力，以提高飞机的环境控制系统的能力。

2.2 闭式循环系统

飞机的闭式循环系统主要是通过将飞机的乘客舱与飞机设备舱的空气进行循环使用的方式来实现解决飞机发动机引气量不足或泄露的问题，这样的循环利用方式不仅能够大大提高飞机的制冷效果，而且还可以有效的降低飞机的维修成本，减少飞机运行时的代偿损失。而闭式循环系统则可以主要分为闭式空气循环与闭式蒸发循环这两种更主要方式。

2.2.1 闭式空气循环

人们可以通过改变飞机设备动力涡轮喷嘴的张开程度与进行相关的压力调节方式来调节飞机内的空气制冷量，有效降低飞机内设备运行的故障发生几率，实现减少设备维修、降低成本的作用。

2.2.2 闭式蒸发循环

这种飞机提高引气量的循环系统主要是通过利用高达具有270伏的电压直流电永磁电机与电源技术来实现对机舱内空气的循环利用，以有效的提高机舱内设备的冷却效果和飞机环境控制系统的能力[5]。

2.3 集成二次动力源

这种飞机动力系统主要理念是通过实现飞机内各个设备运行系统之间的动力分享，以使飞机内所装载的各种系统的能量保持平衡，从而有效的节约飞机的运行功率、减少飞机性能的代偿损失，提高飞机的环境控制系统能力。

3 结语

飞机作为现代社会一种非常重要的运输方式与军事力量，对飞机内环境控制系统的性能具有着很高的要求，只有不断提高飞机环境控制系统的性能，才能使飞机运行具有更好的稳定性与可靠性，为人们的生活带来更大的便利。本文主要对我国环境控制系统的发展现状进行了调查与分析，并以美国的研究与飞机事业的发展需求为依据提出了对飞机环境控制系统未来的发展展望，以期能够进一步提高我国飞机环境控制系统的性能。

参考文献：

[1]沈燕良，王建平，曹克强，李旭飞.飞机座舱压力控制系统性能分析[J].机床与液压，2005，15（11）：35-37.

[2]宋静波.B737-800型飞机座舱温度控制系统及其技术特点[J].西安航空技术高等专科学校学报（自然科学版），2012，20（3）：45-48.

[3]李洪波，董新民，李婷婷.飞机环境控制系统热交换器优化研究[J].仪器仪表学报（自然科学版），2010，31（2）：87-89.

[4]何君，赵竞全，袁修干.飞机环境控制系统的模糊控制研究[J].北京航空航天大学学报（自然科学版），2014，30（12）：93-98.

[5]高文生，刘普，祝世兴.基于单神经元PID控制的温度控制系统[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2007，19（3）：35-38.endprint