飞机空调系统揭秘,或许它是航空器中最简单的复杂系统

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飞机的空调系统确实是一个复杂的系统,但相对于飞机的其他系统,它可能看起来相对简单。以下是一些关于飞机空调系统的要点:
1. "重要性":飞机空调系统对于乘客和机组人员的舒适度以及飞机的性能至关重要。它负责调节机舱内的温度、湿度和空气质量。
2. "复杂性": - "热交换":飞机空调系统利用热交换器来调节空气的温度和湿度。 - "空气循环":系统需要将冷空气从热交换器输送到机舱,同时将热空气排出。 - "空气质量":系统需要过滤空气中的尘埃和污染物,确保乘客和机组人员的健康。 - "能源消耗":空调系统消耗大量能源,因此需要高效的设计来减少能源消耗。
3. "与其他系统的关联": - "发动机":飞机的发动机为空调系统提供动力。 - "液压和电力系统":空调系统需要液压和电力来运行。
尽管飞机空调系统在功能上可能看起来相对简单,但它的设计和实现涉及多个复杂的工程挑战。因此,虽然它可能不是飞机中最复杂的系统,但它的设计和运行仍然需要高度的专业知识和技能。

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经过前面两篇文章的简介,大家应该对飞机空调系统有了一定程度的认识,那么接下来我们就继续针对空调系统下的各个分系统做进一步的介绍。

首先我们来开启空调5大分系统中的“区域温度调节”分系统,毕竟飞机空调也是空调嘛,温度都调不了,那不真成了挂羊头卖狗肉,有名无实了么?

系统介绍

基本原则

飞机空调系统设计有个基本原则。首先,大部分时间空调里的气是气源系统(飞机另外一个系统ATA36章,敬请期待)里面的APU或发动机供气,很热很热,直接供给空调系统不太合适,所以会先用另一个热交换器(气源系统中的)降降温,再给空调系统供气。

引气系统的热空气流在进入空调组件之前进行预调,以便于进行区域温度调节。即便如此,“预调(预降温)”过的气流还是挺热的。而且这股引气热空气压力始终保持在客舱空气压力之上,这样热气流必要时可以汇入空调组件空气出口管路,乘务员就是靠调节这股热气流来调节客舱温度。

如果客舱全部供气都吹过一遍就排放掉,那对飞行中的发动机将是一个巨大的负担,所以部分客舱空气被再循环以减少空气供应需求,乘客体感温度变化也比较温和。

空调系统区域温度调节基本原则示意图

空调组件

来自引气系统的气流由两个组件流量控制阀 (FCV) 调节流量,是整个空调系统的“咽喉要道”。然后两个独立的空调组件向空气混合器供应调温后(制冷后)的空气。两个组件均接受ACSC计算机的指令,所以会以相同的温度供应空气。

空调组件及FCV概述示意图

空气混合组件

空气混合组件本质是就是一节带有特殊混合与分配功能的大管子,它接受来自空调组件调温后(制冷后)的空气,并与再循环风扇从客舱抽过来的部分原有空气混合,混合后再供给飞机各个舱室。所以你也可以叫它空气混合管,或者空气混合罐。

注意了各位,一般来说,大部分情况下,空气混合管只接受空调组件1、2的制冷空气。

氮素!什么都有个氮素!但是它还可以接受:

  1. 低压地面接口的空调空气(空调车);比如在地面(在地面发动机不是说开就开的,技术要求,场地要求,机场管理规定等等等等),APU因为故障或其他原因无法启动时,就要接入地面气源车了。
  2. 来自紧急冲压空气入口的新鲜外部空气。这种情况极少发生,因为飞机同时失去APU、发动机气源、双组件故障或产生烟雾的情况非常非常低,但是万一呢?所以还是设计了此种应急措施。
注意:无论是接入地面气源,还是紧急冲压(此处为紧急冲压,而非为空调组件提供冷媒气流通道的正常冲压),都是越过组件1、2直接供给混合组件的!

空调系统区域温度调节-混合器组件功能示意图

在紧急情况下,当两个空调组件失效或需要排烟时,紧急冲压空气入口提供外部新鲜空气用于空调通风。

空调系统区域温度调节-地面气源、紧急冲压接口示意图

配平空气压力调节阀

从组件上游抽出的热空气在供向配平空气阀之前会经过一个配平空气压力调节阀 (PRV)。该阀将下游压力调节为高于客舱压力 4 psi。

这4Psi的压力直接决定了,用于微调温度的热气流可以有足够的“劲儿”注入区域供气管路,不会“打不进气儿”或发生气体回流。

空调系统区域温度调节-配平空气压力调节活门示意图

热配平空气

与每个区域相关的配平空气阀通过向空气混合组件中添加热空气(如有必要)来调节温度的高低。

空调系统区域温度调节-配平空气阀示意图

空气分配

空调空气分配到三个主要区域:

- 驾驶舱,

- 前客舱,

- 后客舱。

空调系统区域温度调节-空调气体分配示意图

通常情况下,空气混合组件会分配组件1向驾驶舱供气,组件2向前、后客舱供气。

LAV 和 GALY 通风

厕所和厨房通风系统使用来自客舱区域的空气。厕所和厨房通过抽风扇抽取客舱空气进行通风。因为厕所和厨房区域很小,而且即便是厕所也只是在客舱内隔了道门,厨房甚至只拉道帘子,实在没有单独供气的必要。

空调系统区域温度调节-厕所和厨房通风示意图

注 意

注意:LAV 和 GALY 通风系统还用于为客舱区域温度传感器通风。

这个其实还蛮重要的,厕所和厨房虽然不单独供气,但是却代表了整个所在区域的温度值,而且还加装有烟雾报警器,有谁敢在厕所抽烟,怕不是想把牢底坐穿。所以说厕所和厨房区域虽然小,但也很重要。

空调系统控制器ACSC

空调系统控制器 (ACSC) 可以:

空调系统区域温度调节-ACSC功能示意图

- 根据需求进行温度调节,

- 根据流量控制需求进行流量控制和监控。

整个空调系统的一哥一姐就是ACSC1、2,为什么不是两大哥“双核”呢?仔细看过之前文章的朋友应该有所了解,不了解的我们后续还会细说。

总之,空调系统的指令,听它的就足够了。


我是夜猫,带你看看飞机。

发布于 2025-06-24 12:12
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