高原环境对航空保障装备的影响分析及对策

刘胜男 王岩 张伟

摘 要：高原地区的海拔较高，气候环境特殊，对于航空保障装备的技术性能来说，是一个独有的挑战。人们常把高原称作"大地的舞台"，高原地区的气候环境特点特殊，本文结合航空保障装备的组成部分，从动力系统、电气系统、气源系统以及液压系统几个方面对高原环境中对保障装备具有影响的主要因素，寻求相应的改进措施，为高原环境下对航空保障装备的设计提供更为可靠的理论参考。

关键词：高原环境；航空保障装备；影响；对策

一、引言

高原的地理环境和气候环境都较为特殊，五平原相比，高原的海拔高度更高；与山地相比，高原的地面更趋于平缓。部分高原地势宽广平坦，有一部分高原山峦起伏。现阶段，我国西部高原地区形势十分复杂。高原环境对航空保障装备的影响因素越来越突出。受到高原恶劣环境的影响，航空装备保障也面临着越来越多的困难和挑战。举例来说，装备动力不足、起动困难、产气供气量下降、油液和气体泄漏严重、电气绝缘性能变差等， 导致飞行保障能力明显下降。因此，加强对保障装备高原环境适应性研究，寻求高原环境对保障装备的影响因素，改进保障装备的 高原技术性能，增强高原飞行保障能力。

二、高原气候环境的特点

高原气候就是指在高原条件下而形成的气候。由于高原的地理位置、海陆环境、海拔高度均比较特殊，高原气候也具有其独特特点。影响高原气候环境的主要因素就是海拔高，气压低。高原的平均气温比较低，温差相对较大，全年平均气温在0℃以下。除此之外，高原风沙较大，常出现大风天气，风沙较为严重，且由于空气稀薄，受紫外线辐射更为强烈。

三、高原环境对航空保障装备的影响分析

（一）高原环境对装备动力系统的影响

首先是大气压力降低对动力性能产生了影响。高原地区海拔高度较高，因而压力较低，航空装备内部的气缸内充气量逐渐减少，为就在一定程度上降低了过量空气系数，导致了柴油机功率大幅度下降，燃油的消耗也会增加。

第二，是环境温度对启动性能产生的影响。通常情况下，蓄电池在低温条件下的使用周期会明显降低，且充电能力有所下降。当启动力矩较大时，蓄电池过量放电，极板的温度大幅度升高，对极板的损坏程度高。除此之外，气温低还会造成机油粘度大，一定程度上增加了油泵的负荷，造成了起动阻力加大。

第三，海拔高度的增加会对散热性能产生一定的影响。高原的海拔比平原高出许多，柴油机冷却系统负荷也相对较大。对于水冷柴油機，由于冷却水的沸点随海拔高度升高而降低，致使冷却水与缸套内的温差减小，散热能力下降。对于风冷柴油机，冷却风量受空气密度降低的影响，散热能力也随之降低。

（二）高原环境对装备电气系统的影响

首先，空气密度对电气设备会产生一定的影响。第一，空气密度降低时，电气设备的外绝缘强度大幅度削弱，固体绝缘材料沿表面放电能力也随之降低。第二，导致电气间隙的击穿电压降低，电场不均匀程度越大，击穿电压降得越低。第三，可以通过使用空气介质灭弧的开关电器来降低灭弧性能。第四，电气产品的散热能力降低，持续载流能力下降。

其次，温度、湿度降低和温差增大对电气设备的影响。 一是高原环境平均温度随着海拔高度的升高而降低，通常可以补偿电气设备的温升问题。二是高原环境日温差较大，容易造成电 气产品机械结构变形，涂层开裂脱落，密封结构遭到破坏。三是空气绝对湿度降低，导致直流电机的换向火花增大，碳刷的磨损增加。

第三，太阳辐射增加对电气设备的影响。当电气产品长期受到太阳照射，温度的升高，就会导致有机绝缘材料的机械、电气性能等下降，有时还会发生材料变形的情况，产生机械热应力。另外，相对于平原地区，高原地区的紫外线辐射量相对更高，长期受到紫外线的辐射，就会加速有机绝缘材料的老化，使之外空气中发生电离情况，导致电气产品外绝缘强度和电晕起始电压大幅度降低。

（三）高原环境对装备气源系统的影响

由于航空保障装备使用的空气压缩机的排气量是按 平原地区环境空气的密度、温度、湿度设计的，在高原 环境下，大气压力降低，空气密度下降，使得空气压缩机的排气量减少。大风沙尘天气致使空气压缩机进滤清器积垢堵塞，吸气阻力增大，压缩机循环进气量减少，导致压缩机压缩中的压力下降、供气量减少。

（四）高原环境对装备液压系统的影响

高原环境情况较为特殊，液压系统与发动机在高原环境下进行使用存在着诸多问题。设备受到的冲击增大，震动幅度增大，噪声强度提升。压油的粘度增加，回油管路受到的阻力增大，回油压力升高，油箱内部的压力降低，吸油程度降低，过滤器容易受到油污堵塞。

四、高原环境下航空保障装备的改进对策

（一）针对装备动力系统而进行的技术改进

首先是采用功率恢复增压技术，解决发动机功率不足的问题。可以通过对可调涡轮增压器的安装，来减少增压器转子转动惯量和涡轮流通面积，改善发动机的加速性能。

第二，通过使用低温启动技术，帮助发动机进行启动。可以通过加装乙醚启动装置，来降低燃料燃点，来提升柴油机低速启动的性能。另外还可以通过安装相应的加热装置，来降低机油粘度，减少启动过程中收到的阻力影响。

第三，可以通过使用热平衡技术，增强发动机的散热能力。具体来说，可以通过加大散热面积的方式来增强散热，还可以更换导热系数更好的散热器芯，或者加大水泵流量，来加快冷却液的循环速度。除此之外，还可以从风扇改装入手，增大风扇直径增大扇风量。

（二）对装备电气系统进行技术改进和器件选择

首先，对高压电气设备进行校验和选择。研究表明，高原环境温度的降低基本可以补偿海拔升高对高压元器件温升的影响。对于高压开关柜，在室外使用时应当保障额定电流处于平衡不变的状态。

第二，对低压电气设备进行校验和选择。应当依据海拔高度的不同来确定相应的电流容量。对于低压开关和控制设备的使用，为了保证在高原使用时有足够的耐击穿能力，必须增大电气间隙。

第三，对材料和电缆的选择。高原电气产品在选择材料时，首先应当充分考虑到高原环境带来的影响，充分保证橡胶弹性和密封要求。同时，还应当尽量选用绝缘材料，推荐在高原地区使用适应性较强的聚氯乙烯绝缘电缆。

五、总结

综上所述，高原环境对航空保障装备的性能具有十分重要的影响。我们可以通过改进有关设备、充分考虑高原环境因素的影响，最大程度上保障装备的设计和使用安全。

参考文献：

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