1、第第8章章 空調系統空調系統 8.1 空調系統概述空調系統概述 1。環境隨高度的變化情況。環境隨高度的變化情況 隨著飛行高度的增加，隨著飛行高度的增加， （1） 大氣壓力下降大氣壓力下降; （2）大氣中的含氧量也下降）大氣中的含氧量也下降; （3）溫度下降，在）溫度下降，在10000米的高空氣溫會降到零米的高空氣溫會降到零 下下50C以下以下 ； 所以在一定的飛行高度以上為保障飛行人員和所以在一定的飛行高度以上為保障飛行人員和 乘客的安全和舒適，需要采取環境保護措施，乘客的安全和舒適，需要采取環境保護措施， 它就是它就是座艙環境控制系統。座艙環境控制系統。 座艙環境控制系統組成與功用座艙環境控

2、制系統組成與功用 組成：包括組成：包括氧氣系統氧氣系統、增壓座艙增壓座艙和和空調系統空調系統 功能：創造良好的座艙環境功能：創造良好的座艙環境 2.低氣壓對人體的影響低氣壓對人體的影響 （1） 缺氧缺氧 a.在在4000米高度上人體中的氧氣已經不能維持人米高度上人體中的氧氣已經不能維持人 的正常活動，出現缺氧癥狀的正常活動，出現缺氧癥狀; b.在在6000米的高度上人能保持正常知覺工作的時米的高度上人能保持正常知覺工作的時 間下降到不足間下降到不足15分鐘分鐘; c.到到8000米高空時這個時間只有米高空時這個時間只有3分鐘。分鐘。 （2）低壓效應）低壓效應 l高空胃腸氣脹高空胃腸氣脹 當溫度

3、恒定時，壓力越大，氣體體積越小。反之，當溫度恒定時，壓力越大，氣體體積越小。反之， 壓力越小，氣體體積越大。因此，胃腸道內積存的氣壓力越小，氣體體積越大。因此，胃腸道內積存的氣 體體積隨環境壓力降低而脹氣。體體積隨環境壓力降低而脹氣。 l高空高空減壓病減壓病 大氣壓迅速降到很低時，溶解在人體組織、血液和大氣壓迅速降到很低時，溶解在人體組織、血液和 體液（淋巴液、漿液、滑液等）中的氣體，主要是氮體液（淋巴液、漿液、滑液等）中的氣體，主要是氮 氣即離析出來，形成氣泡，氣泡發生在血管內就會將氣即離析出來，形成氣泡，氣泡發生在血管內就會將 血管堵住；氣泡發生在肌肉、關節，就會產生疼痛。血管堵住；氣泡發

4、生在肌肉、關節，就會產生疼痛。 （3）體液沸騰體液沸騰 在地面一個大氣壓力下，水的沸點為在地面一個大氣壓力下，水的沸點為100100。 如果上升到如果上升到1920019200米的高空，大氣壓就降到米的高空，大氣壓就降到 47mmHg47mmHg，水的沸點就只有，水的沸點就只有3737了，正好相當于了，正好相當于 人體的正常體溫。由于人體的血液和其他組織人體的正常體溫。由于人體的血液和其他組織 的沸點與水相近，如果沒有防護或在此高度上的沸點與水相近，如果沒有防護或在此高度上 的增壓艙飛機突然失密時，全身血液和體液沸的增壓艙飛機突然失密時，全身血液和體液沸 騰。騰。 8.1.1 氣密座艙環境參數

5、氣密座艙環境參數 1. 座艙溫度座艙溫度 最舒適的座艙溫度為最舒適的座艙溫度為2022，正常保持在，正常保持在1526的舒適的舒適 區范圍內。另外，座艙內溫度場應均勻，各方向上座艙溫度區范圍內。另外，座艙內溫度場應均勻，各方向上座艙溫度 差值一般不得超過差值一般不得超過3。 2. 座艙高度座艙高度 座艙高度表示座艙壓力。座艙高度表示座艙壓力。 座艙高度是指座艙內空氣的絕對壓力值所對應的標準氣壓高座艙高度是指座艙內空氣的絕對壓力值所對應的標準氣壓高 度。巡航高度上保持大約度。巡航高度上保持大約2,400m（8,000ft）的座艙高度。）的座艙高度。 當座艙高度達到當座艙高度達到10,000ft（

6、相當于（相當于3,050m）時，有座艙高度警）時，有座艙高度警 告信號，向機組成員發出警告，表示座艙壓力低，必須增大告信號，向機組成員發出警告，表示座艙壓力低，必須增大 座艙壓力。座艙壓力。 氣密座艙環境參數氣密座艙環境參數 3. 座艙余壓座艙余壓 座艙內部空氣的絕對壓力與外部大氣壓力之差就是座艙內部空氣的絕對壓力與外部大氣壓力之差就是 座艙空氣的剩余壓力，簡稱余壓。座艙空氣的剩余壓力，簡稱余壓。 正常情況下，余壓值為正。正常情況下，余壓值為正。 4. 座艙高度變化率座艙高度變化率 單位時間內座艙高度的變化速率稱為飛機的座艙高單位時間內座艙高度的變化速率稱為飛機的座艙高 度變化率。度變化率。

7、通常限制座艙高度爬升率不超過通常限制座艙高度爬升率不超過500ft/min，座艙高，座艙高 度下降率不超過度下降率不超過350ft/min。 8.1.2飛機空調系統組成飛機空調系統組成 現代民航飛機空調系統分為：現代民航飛機空調系統分為： 引氣系統、引氣系統、 溫控系統、溫控系統、 壓力控制系統壓力控制系統 和座艙空氣分配系統和座艙空氣分配系統 四大部分。四大部分。 空調系統組成原理圖空調系統組成原理圖 增 壓增 壓 引氣引氣 壓力壓力 調節調節 和和 關斷關斷 活門活門 流量流量 控制控制 活門活門 溫度溫度 控制控制 活門活門 活門活門 制冷制冷 組件組件 混合室混合室 氣密座艙 溫度溫度

8、 控制器控制器 人工溫控電人工溫控電 門門 溫度溫度 選擇器選擇器 排氣活門排氣活門 座艙高度警告座艙高度警告 負釋壓活門負釋壓活門 告告 正釋壓活門正釋壓活門 告告 座艙溫座艙溫 度傳感度傳感 器器 極限溫極限溫 度傳感度傳感 器器 溫度預感溫度預感 器器 8.2 空調引氣系統空調引氣系統 引氣系統：引氣系統： 由增壓供引氣和供氣參數控制兩部分組成。由增壓供引氣和供氣參數控制兩部分組成。 增壓供引氣向座艙供入清潔度符合要求的空氣；增壓供引氣向座艙供入清潔度符合要求的空氣； 供氣參數控制則對所供的空氣的壓力、溫度和流量供氣參數控制則對所供的空氣的壓力、溫度和流量 等參數進行調節。等參數進行調節

9、。 8.2.1 引氣系統功用引氣系統功用 增壓空氣主要用于：增壓空氣主要用于： 座艙的空調與增壓；座艙的空調與增壓； 機翼前緣及發動機進氣道前緣的熱氣防冰；機翼前緣及發動機進氣道前緣的熱氣防冰； 發動機起動用引氣；發動機起動用引氣； 飲用水、燃油及液壓油箱等系統的增壓；飲用水、燃油及液壓油箱等系統的增壓； 飛機的氣動液壓泵、前緣襟翼氣動馬達；飛機的氣動液壓泵、前緣襟翼氣動馬達； 大型飛機的貨艙加熱。大型飛機的貨艙加熱。 增壓空氣的來源增壓空氣的來源 發動機壓氣機引氣，它是飛機正常飛行時的主要引氣；發動機壓氣機引氣，它是飛機正常飛行時的主要引氣； 輔助動力裝置引氣，在地面和空中一定條件下可使用；

10、輔助動力裝置引氣，在地面和空中一定條件下可使用； 地面引氣。地面引氣。 民用飛機引氣系統典型布局民用飛機引氣系統典型布局 引氣系統一般包括：引氣系統一般包括： 從發動機壓氣機引氣出口至進入空調冷卻組件活門從發動機壓氣機引氣出口至進入空調冷卻組件活門 前的管路和供氣控制附件；前的管路和供氣控制附件； 此外，還有輔助動力裝置此外，還有輔助動力裝置APU引氣引氣 和地面引氣的接頭及有關附件。和地面引氣的接頭及有關附件。 典型民用飛機引氣系統布局典型民用飛機引氣系統布局 3.B737-300引氣系統示意圖引氣系統示意圖 驅動風扇提 供冷卻沖壓 空氣來自右發 一、發動機壓氣機引氣一、發動機壓氣機引氣 1

11、. 引氣部位引氣部位 現代客機都采用兩級引氣，即從高壓壓氣機的低壓現代客機都采用兩級引氣，即從高壓壓氣機的低壓 級和高壓級分別引氣。級和高壓級分別引氣。 2. 引氣控制引氣控制 發動機壓氣機引氣由壓力調節和關斷活門（簡稱發動機壓氣機引氣由壓力調節和關斷活門（簡稱 “PRSOV”）控制。通過調節）控制。通過調節PRSOV活門的開度，活門的開度， 達到限制活門下游壓力和溫度的目的。達到限制活門下游壓力和溫度的目的。 3. 引氣關斷引氣關斷 PRSOV活門接受引氣調節器的關斷信號，在異常活門接受引氣調節器的關斷信號，在異常 和人工關斷情況會自動關斷引氣。和人工關斷情況會自動關斷引氣。 壓力調節壓力調

12、節 關斷活門關斷活門 高壓級高壓級 引氣活門引氣活門 引氣調節器引氣調節器 預冷器預冷器 預冷調節器預冷調節器 引氣電門引氣電門 發動機引氣系統組成原理 低壓級引氣低壓級引氣 高壓級引氣高壓級引氣 風扇風扇 高壓高壓 壓氣機壓氣機 到用壓系統到用壓系統 高壓引氣控高壓引氣控 制器制器 來自空調系統的關斷信號來自空調系統的關斷信號 來自發動機滅火電門信號來自發動機滅火電門信號 二、二、APU引氣引氣 輔助動力裝置輔助動力裝置APU的引氣通過的引氣通過APU引氣活門引引氣活門引 出。出。 APU引氣可以用于地面空調、起動發動機，另引氣可以用于地面空調、起動發動機，另 外在飛機起飛或復飛時，常常用外

13、在飛機起飛或復飛時，常常用APU引氣代替引氣代替 發動機引氣。發動機引氣。 除用除用APU供氣起動發動機外，在供氣起動發動機外，在APU引氣活門引氣活門 打開時是不允許再打開主發動機引氣活門的。打開時是不允許再打開主發動機引氣活門的。 三、地面引氣三、地面引氣 飛機在地面時，可用地面引氣車為空調系統提飛機在地面時，可用地面引氣車為空調系統提 供引氣。供引氣。 8.2.3 引氣系統調節與控制引氣系統調節與控制 為了減少引氣系統供氣參數波動以及使得在飛為了減少引氣系統供氣參數波動以及使得在飛 機飛行的各階段和地面工作時，引氣系統的供機飛行的各階段和地面工作時，引氣系統的供 氣壓力、溫度及流量在規定

14、的范圍之內，在發氣壓力、溫度及流量在規定的范圍之內，在發 動機壓氣機的引氣管路上設置了相應的控制和動機壓氣機的引氣管路上設置了相應的控制和 調節裝置。調節裝置。 另外，系統中還設置空氣清潔器，控制引氣的另外，系統中還設置空氣清潔器，控制引氣的 清潔度。清潔度。 一、引氣壓力和溫度限制一、引氣壓力和溫度限制 （一）引氣壓力調節（一）引氣壓力調節 引氣系統的壓力調節由壓力調節和關斷活門實施，壓力調節和關斷引氣系統的壓力調節由壓力調節和關斷活門實施，壓力調節和關斷 活門由引氣壓力調節器控制和調節。活門由引氣壓力調節器控制和調節。 （二）關斷保護（二）關斷保護 當壓力超過極限值（當壓力超過極限值（18

15、0psi）時，壓力調節和關斷活門關斷控制氣路。）時，壓力調節和關斷活門關斷控制氣路。 當壓力調節和關斷活門下游管道壓力比上游管道壓力高時（一般為當壓力調節和關斷活門下游管道壓力比上游管道壓力高時（一般為 0.18psi），壓力調節和關斷活門關斷控制氣路。），壓力調節和關斷活門關斷控制氣路。 （三）溫度限制（三）溫度限制 引氣氣流從壓力調節和關斷活門送入下游的風扇預冷器，風扇預冷引氣氣流從壓力調節和關斷活門送入下游的風扇預冷器，風扇預冷 器的冷源為發動機風扇引氣。器的冷源為發動機風扇引氣。 壓力調節和關斷活門接受下游引氣管道恒溫器和超溫電門的控制，壓力調節和關斷活門接受下游引氣管道恒溫器和超溫電

16、門的控制， 完成對引氣的溫度限制。完成對引氣的溫度限制。 恒溫器對壓力調節和關斷活門下游的引氣起限溫作用。恒溫器對壓力調節和關斷活門下游的引氣起限溫作用。 當風扇預冷器出口的氣流溫度達到最高設定值（當風扇預冷器出口的氣流溫度達到最高設定值（490 ）時，超溫電）時，超溫電 門閉合，恒溫器動作，關斷引氣氣路。此稱為引氣超溫自動關斷。門閉合，恒溫器動作，關斷引氣氣路。此稱為引氣超溫自動關斷。 二、引氣系統清潔度控制二、引氣系統清潔度控制 在引氣系統中設置空氣凈化器，控制引氣清潔在引氣系統中設置空氣凈化器，控制引氣清潔 度，清除引氣中雜質，防止下游的熱交換器堵度，清除引氣中雜質，防止下游的熱交換器堵

17、 塞。塞。 三、引氣系統流量調節三、引氣系統流量調節 空調系統的空調組件活門可以控制流入空調系空調系統的空調組件活門可以控制流入空調系 統的引氣流量，使活門出口流量保持在預定值。統的引氣流量，使活門出口流量保持在預定值。 空調組件活門也可以打開和關斷通向空調組件空調組件活門也可以打開和關斷通向空調組件 的氣路。的氣路。 8.3座艙溫度控制系統座艙溫度控制系統 座艙溫度控制就是使座艙內的空氣溫度保持在座艙溫度控制就是使座艙內的空氣溫度保持在 要求的預定溫度范圍內。要求的預定溫度范圍內。 現代飛機的座艙溫度控制系統采用微型計算機現代飛機的座艙溫度控制系統采用微型計算機 控制，為機上人員提供適宜的座

18、艙環境溫度。控制，為機上人員提供適宜的座艙環境溫度。 8.3.1 座艙溫控原理座艙溫控原理 溫度溫度 控制控制 活門活門 活門活門 制冷制冷 組件組件 混合室混合室 氣密座艙氣密座艙 溫度溫度 控制器控制器 人工溫控電人工溫控電 門門 溫度溫度 選擇器選擇器 排氣活門排氣活門 座艙溫座艙溫 度傳感度傳感 器器 極限溫極限溫 度傳感度傳感 器器 座艙溫度控制原理圖座艙溫度控制原理圖 溫度溫度 預感預感 器器 流量流量 控制控制 活門活門 溫控主要組件溫控主要組件 （一）溫度傳感器（一）溫度傳感器 （二）溫度控制器（二）溫度控制器 （三）溫控活門（三）溫控活門 溫度控制活門，用于控制空調系統冷、熱

19、路空氣的溫度控制活門，用于控制空調系統冷、熱路空氣的 混合比例。混合比例。 （四）制冷組件（四）制冷組件 制冷組件的作用是降低冷路中空氣的溫度，為溫控制冷組件的作用是降低冷路中空氣的溫度，為溫控 系統提高冷空氣。系統提高冷空氣。 現代飛機空調系統的制冷組件按工作原理分為蒸發現代飛機空調系統的制冷組件按工作原理分為蒸發 循環制冷組件和空氣循環制冷組件兩種。循環制冷組件和空氣循環制冷組件兩種。 8.3.2座艙制冷系統座艙制冷系統 隨著飛機隨著飛機飛行速度的提高飛行速度的提高，氣動力加熱愈來愈，氣動力加熱愈來愈 明顯，此時明顯，此時座艙需要降溫座艙需要降溫，提出了，提出了制冷制冷的要求。的要求。 座

20、艙制冷系統座艙制冷系統有有空氣循環制冷系統空氣循環制冷系統和和蒸汽循環蒸汽循環 制冷系統制冷系統兩種。兩種。 空氣循環制冷系統空氣循環制冷系統 基本原理：基本原理： l 沖壓空氣系統沖壓空氣系統向向熱交換器熱交換器提供提供冷卻空氣冷卻空氣； 在每側沖壓空氣出口管道的出口格柵上游各有在每側沖壓空氣出口管道的出口格柵上游各有 一個渦輪風扇；渦輪風扇由引氣吹動工作；一個渦輪風扇；渦輪風扇由引氣吹動工作； l 高溫高壓空氣經過熱交換器高溫高壓空氣經過熱交換器初步冷卻初步冷卻； l 再再經過渦輪進行膨脹對外作功經過渦輪進行膨脹對外作功，空氣的溫度和，空氣的溫度和 壓力大大降低，由此獲得要求壓力和溫度的冷

21、壓力大大降低，由此獲得要求壓力和溫度的冷 空氣；空氣； l 渦輪帶動同軸的壓氣機、風扇、泵和其他裝置，渦輪帶動同軸的壓氣機、風扇、泵和其他裝置， 這樣使高壓空氣中的熱能就這樣使高壓空氣中的熱能就轉變為機械功，從轉變為機械功，從 而達到降溫的目的而達到降溫的目的。 座艙制冷系統座艙制冷系統 系統基本組成：系統基本組成：熱交換器熱交換器、渦輪冷卻器渦輪冷卻器 渦輪冷卻器類型：渦輪冷卻器類型： 渦輪風扇式、渦輪風扇式、 渦輪壓氣機式渦輪壓氣機式、 渦輪壓氣機渦輪壓氣機 風扇式風扇式 簡單式空氣循環制冷系統（小飛機）簡單式空氣循環制冷系統（小飛機） 原理：由發動機或座艙增壓器引出的高溫高壓空氣，先經過

22、原理：由發動機或座艙增壓器引出的高溫高壓空氣，先經過 初級熱交換器和第二級熱交換器冷卻，然后在渦輪中膨脹降初級熱交換器和第二級熱交換器冷卻，然后在渦輪中膨脹降 溫，供向座艙空調系統。渦輪所驅動的風扇抽吸熱交換器的溫，供向座艙空調系統。渦輪所驅動的風扇抽吸熱交換器的 冷邊空氣。冷邊空氣。 （對風扇作功）（對風扇作功） 渦輪風扇式渦輪風扇式 熱交換器熱交換器散熱、冷卻散熱、冷卻 渦輪冷卻器（渦輪冷卻器（ACMACM）：）： 渦輪渦輪降溫、冷卻降溫、冷卻 風扇風扇消耗渦輪輸出功，地面時抽吸外界環境空氣消耗渦輪輸出功，地面時抽吸外界環境空氣 優點：地面具有制冷能力優點：地面具有制冷能力 缺點：缺點：

23、引氣壓力應較高；引氣壓力應較高； 高空飛行時易出現渦輪超轉高空飛行時易出現渦輪超轉 升壓式空氣循環制冷系統（中型飛機）升壓式空氣循環制冷系統（中型飛機） （對壓氣機作功）（對壓氣機作功） 渦輪壓氣機式渦輪壓氣機式 原理：引氣先經過初級熱交換器預冷后再次被壓氣機壓縮， 并經過第二級熱交換器，然后流入冷卻渦輪，在冷卻渦輪 中空氣膨脹到所需的座艙空氣壓力，同時將熱能轉換為軸 功率并用于帶動升壓式裝置的壓氣機。 熱交換器熱交換器散熱、冷卻散熱、冷卻 渦輪冷卻器（渦輪冷卻器（ACMACM）：）： 渦輪渦輪降溫、冷卻降溫、冷卻 壓氣機壓氣機消耗渦輪輸出功，提高渦輪進口壓力消耗渦輪輸出功，提高渦輪進口壓力

24、優點：優點： 引氣壓力較低時可獲得相應的引氣壓力較低時可獲得相應的 制冷量；制冷量； 高空飛行時不會出現渦輪超轉。高空飛行時不會出現渦輪超轉。 缺點：在地面無制冷能力缺點：在地面無制冷能力 三輪式空氣循環制冷系統（大飛機）三輪式空氣循環制冷系統（大飛機） 渦輪壓氣機風扇式渦輪壓氣機風扇式 （對風扇、壓氣機都作功）（對風扇、壓氣機都作功） 熱交換器熱交換器散熱、冷卻散熱、冷卻 渦輪冷卻器（渦輪冷卻器（ACMACM）：）： 渦輪渦輪降溫、冷卻降溫、冷卻 壓氣機壓氣機消耗渦輪輸出消耗渦輪輸出 功，提高渦輪進口壓力功，提高渦輪進口壓力 風扇風扇地面時提供熱交地面時提供熱交 換器的冷卻空氣換器的冷卻空氣

25、 優點： 引氣壓力較低時可獲得相應的制冷量； 高空飛行時不會出現渦輪超轉； 在地面有制冷能力 A320A320 原理：熱量在液態制冷劑蒸發中散發（擦酒精） （2 2）蒸發循環制冷系統）蒸發循環制冷系統 蒸發循環制冷系統是利用液態制冷劑的相變利用液態制冷劑的相變來吸收空氣 中的熱量，它可使系統中的空氣在進入座艙或設備艙之 前顯著地降低溫度。 （3 3）復合式制冷系統）復合式制冷系統 組合空氣循環和蒸發循環制冷系統的各自優點組合空氣循環和蒸發循環制冷系統的各自優點 A320A320 8.4 空氣分配系統空氣分配系統 功能：功能： 使調溫的通風空氣均勻地輸入和分布于座艙使調溫的通風空氣均勻地輸入和分

26、布于座艙 內，使艙內產生一個合適的溫度、濕度和空氣內，使艙內產生一個合適的溫度、濕度和空氣 流動的綜合條件以保證艙內的舒適環境。流動的綜合條件以保證艙內的舒適環境。 座艙的氣流的組織與分配座艙的氣流的組織與分配 座艙氣流分配區域：座艙氣流分配區域： （1）駕駛艙；）駕駛艙； （2）客艙）客艙 ； （3）前貨艙）前貨艙 ； （4）電子設備冷卻）電子設備冷卻 ； 客艙的空氣分配系統由：客艙的空氣分配系統由： 主分配總管，側壁立管和艙頂分配管道、艙頂出氣口、主分配總管，側壁立管和艙頂分配管道、艙頂出氣口、 側壁擴壓出氣口以及排氣口構成。側壁擴壓出氣口以及排氣口構成。 B737-300供氣系統示意圖供

27、氣系統示意圖 座艙空氣分配系統座艙空氣分配系統 再循環系統再循環系統 再循環系統的主要作用：再循環系統的主要作用： 是通過將座艙空氣再循環利用。是通過將座艙空氣再循環利用。 采用再循環系統可以減少供氣和客艙空氣的溫度差；采用再循環系統可以減少供氣和客艙空氣的溫度差； 減少由發動機的引氣量。減少由發動機的引氣量。 現代客機再循環空氣量已達總供氣量的現代客機再循環空氣量已達總供氣量的50，其余，其余 來自外界的新鮮空氣。來自外界的新鮮空氣。 再循環系統主要由氣濾、再循環風扇、單向活再循環系統主要由氣濾、再循環風扇、單向活 門等元件構成。門等元件構成。 8.5 座艙壓力控制系統座艙壓力控制系統 座艙

28、壓力控制系統的基本任務：座艙壓力控制系統的基本任務： 就是保證在給定的就是保證在給定的飛行高度范圍內飛行高度范圍內，座艙的壓，座艙的壓 力及其壓力變化速度滿足力及其壓力變化速度滿足人體生理要求人體生理要求。 8.5.1概述概述 1.主要控制參數：主要控制參數： l 座艙壓力或高度座艙壓力或高度 座艙壓力座艙壓力也可以用也可以用座艙高度（座艙高度（H HC C）表示。表示。 座艙高度座艙高度是指座艙內空氣的絕對壓力值是指座艙內空氣的絕對壓力值 所對應的標準氣壓高度，單位為所對應的標準氣壓高度，單位為m m。對應。對應 于座艙空氣壓力上限值于座艙空氣壓力上限值565mmHg565mmHg，它大約它

29、大約 相當于相當于2,400m2,400m高度上的大氣壓力高度上的大氣壓力，即稱，即稱 此時的座艙高度為此時的座艙高度為2,400m2,400m。 l 座艙壓力變化率座艙壓力變化率 對于一般健康人而言，人體對座艙壓力變化對于一般健康人而言，人體對座艙壓力變化 率的耐受能力，主要決定于壓力變化率的大率的耐受能力，主要決定于壓力變化率的大 小及其作用時間。小及其作用時間。 對于大約為對于大約為153m/min153m/min（近似（近似2.5m/s2.5m/s）的的垂直垂直 上升速度上升速度（相當于（相當于0.220.220.23mmHg/s0.23mmHg/s的壓力的壓力 降低速度降低速度），以

30、及），以及92m/min92m/min（近似（近似1.5m/s1.5m/s） 的的垂直下降速度垂直下降速度（相當于（相當于0.130.130.14mmHg/s0.14mmHg/s 的的壓力增長速度壓力增長速度），它們對人體可以長時間），它們對人體可以長時間 作用而不致產生作用而不致產生航空中耳氣壓癥航空中耳氣壓癥。 l 座艙余壓座艙余壓 座艙余壓座艙余壓: :座艙內部空氣的絕對壓力座艙內部空氣的絕對壓力p pc c與與外部大氣壓力外部大氣壓力p pH H 之差就是之差就是座艙空氣的剩余壓力座艙空氣的剩余壓力，簡稱，簡稱余壓余壓。 正常情況下正常情況下: : v余壓值為正，但在某些特殊情況下，也

31、可能會余壓值為正，但在某些特殊情況下，也可能會 出現負余壓。出現負余壓。 v飛行中飛機所承受的飛行中飛機所承受的余壓值與飛行高度有關余壓值與飛行高度有關。 國際航空運輸協會的醫學手冊規定，亞音速噴國際航空運輸協會的醫學手冊規定，亞音速噴 氣式客機的氣式客機的最大壓差范圍最大壓差范圍約在約在400400440mmHg440mmHg （7.77.78.5psi8.5psi）； 一、座艙增壓原理一、座艙增壓原理 座艙增壓可通過控制座艙的排氣實現：座艙增壓可通過控制座艙的排氣實現： 希望座艙內壓力下降時，排氣量應增大；希望座艙內壓力下降時，排氣量應增大； 需要座艙內壓力升高時，排氣量應減小。需要座艙內

32、壓力升高時，排氣量應減小。 排氣活門的排氣量取決于活門的開度和座艙內外的排氣活門的排氣量取決于活門的開度和座艙內外的 壓差。壓差。 為控制座艙壓力，應根據座艙內外壓差的大小，相為控制座艙壓力，應根據座艙內外壓差的大小，相 應控制排氣活門的開度。應控制排氣活門的開度。 整個飛行過程中，座艙內絕對壓力大小取決于排氣整個飛行過程中，座艙內絕對壓力大小取決于排氣 活門的開啟程度，座艙壓力變化率取決于活門的開活門的開啟程度，座艙壓力變化率取決于活門的開 啟（或關閉）速率。啟（或關閉）速率。 座艙高度控制座艙高度控制 根據適航法規要求，飛機在最大設計巡航高度根據適航法規要求，飛機在最大設計巡航高度 上，座

33、艙高度不能大于上，座艙高度不能大于8000英尺，而巡航時飛英尺，而巡航時飛 行高度一般在行高度一般在30000至至40000英尺之間，飛機結英尺之間，飛機結 構承受較大的余壓，排氣活門同時承受較大的構承受較大的余壓，排氣活門同時承受較大的 壓差。壓差。 巡航過程中，排氣活門開度最小。巡航過程中，排氣活門開度最小。 飛機在地面時，座艙內外壓差較小，排氣活門飛機在地面時，座艙內外壓差較小，排氣活門 開度較大。開度較大。 座艙壓力變化速率控制座艙壓力變化速率控制 限制座艙內壓力變化速率，可控制排氣活門開關的速限制座艙內壓力變化速率，可控制排氣活門開關的速 率：率： 飛機爬升過程中，如果座艙高度上升過

34、快，即座艙內壓力下飛機爬升過程中，如果座艙高度上升過快，即座艙內壓力下 降率過大，可將排氣活門關閉速度加快，減少排氣量；降率過大，可將排氣活門關閉速度加快，減少排氣量； 在飛機下降過程中，如果座艙高度下降過快，即座艙壓力上在飛機下降過程中，如果座艙高度下降過快，即座艙壓力上 升率過大，應加快排氣活門開啟的速率，將座艙內壓力降低，升率過大，應加快排氣活門開啟的速率，將座艙內壓力降低， 抑制壓力上升的速率。抑制壓力上升的速率。 現代大中型民航客機通常限制座艙高度爬升率不超過現代大中型民航客機通常限制座艙高度爬升率不超過 500ft/min，座艙高度下降率不超過，座艙高度下降率不超過350ft/mi

35、n。 二、座艙壓力制度二、座艙壓力制度 l 座艙壓力制度 座艙壓力隨高度的靜態變化關系座艙壓力隨高度的靜態變化關系，通常稱為座，通常稱為座 艙壓力制度。艙壓力制度。 在正常工作情況下，巡航時在正常工作情況下，巡航時座艙座艙 壓力與飛機所在高度處的外界大壓力與飛機所在高度處的外界大 氣壓力之差約為氣壓力之差約為7.8psi。在飛機。在飛機 上升和下降期間，上升和下降期間，座艙壓力的變座艙壓力的變 化與飛行高度上升和下降成比例化與飛行高度上升和下降成比例 變化變化。 座艙壓力制度座艙壓力制度 壓差極限段 客艙增壓系統有客艙增壓系統有4種狀況：種狀況： 1.地面不增壓在地面時排氣活門全開。 2.預增

36、壓在起飛前或著陸接地前，壓力增加， 以避免客艙壓力波動。 3.空中增壓調節客艙高度及升降率以保證乘客 最大限度的舒適。 4.釋壓接地后，在地面功能使排氣活門完全打 開前，剩余的客艙超壓可逐漸釋放。 客艙增壓系統增壓狀況客艙增壓系統增壓狀況 壓力控制程序壓力控制程序 飛機起飛前，設定場壓、場溫、巡航高度、著陸機場高度等參數。飛機起飛前，設定場壓、場溫、巡航高度、著陸機場高度等參數。 飛行階段飛行階段控制程序控制程序控制方法控制方法排氣活門位置排氣活門位置 A A點點不增壓程序不增壓程序 飛行電門在飛行電門在“地地”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“地地”位位 排氣活門全開排氣活門全開 B

37、BC C段段預增壓程序預增壓程序 飛行電門在飛行電門在“飛行飛行”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“地地”位位 排氣活門由全開關小到一定位置排氣活門由全開關小到一定位置 C CD D段段爬升程序爬升程序 飛行電門在飛行電門在“飛行飛行”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“AIR”AIR”位位 排氣活門隨飛行高度增加逐漸關小排氣活門隨飛行高度增加逐漸關小 D DE E段段巡航程序巡航程序 巡航程序執行等壓余壓控制巡航程序執行等壓余壓控制排氣活門關到最小開度排氣活門關到最小開度 E EF F段段下降程序下降程序 飛行電門在飛行電門在“飛行飛行”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“AI

38、R”AIR”位位 排氣活門逐漸開大排氣活門逐漸開大 F FG G段段 預增壓程序預增壓程序 飛行電門在飛行電門在“飛行飛行”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“地地”位位 排氣活門開到保證艙內的預增壓壓力排氣活門開到保證艙內的預增壓壓力 停機點停機點不增壓不增壓 飛行電門在飛行電門在“地地”位位 起落架空地電門在起落架空地電門在“地地”位位 排氣活門全開位排氣活門全開位 氣密座艙（又稱增壓艙）氣密座艙（又稱增壓艙） 將飛機座艙密封，然后給它供氣增壓，使艙內壓力大將飛機座艙密封，然后給它供氣增壓，使艙內壓力大 于外界大氣壓力，并對座艙空氣參數進行調節，創造舒于外界大氣壓力，并對座艙空氣參數進

39、行調節，創造舒 適的座艙環境，以滿足人體生理和工作的需要。適的座艙環境，以滿足人體生理和工作的需要。 現代客機廣泛采用現代客機廣泛采用密封增壓艙密封增壓艙，一般來說，這些增壓，一般來說，這些增壓 密封艙包括密封艙包括駕駛艙駕駛艙、客艙客艙、電子設備艙電子設備艙和和貨艙貨艙等等部分。部分。 三、大氣通風式增壓艙三、大氣通風式增壓艙 8.5.2 座艙壓力控制系統座艙壓力控制系統 座艙壓力控制系統一般包括壓力控制器和排氣座艙壓力控制系統一般包括壓力控制器和排氣 活門。活門。 座艙壓力控制器是實現座艙壓力制度的核心控制機座艙壓力控制器是實現座艙壓力制度的核心控制機 構構電子式壓力控制器。電子式壓力控制

40、器。 排氣活門是座艙壓力控制系統的執行機構；排氣活門是座艙壓力控制系統的執行機構； 采用電動馬達驅動的排氣活門。采用電動馬達驅動的排氣活門。 現代民航客機座艙增壓系統具有正常壓力控制現代民航客機座艙增壓系統具有正常壓力控制 和應急壓力控制兩大功能。和應急壓力控制兩大功能。 一、正常壓力控制一、正常壓力控制 原理：原理： 由微處理器根據預先調定的座艙參數、實際的飛行狀由微處理器根據預先調定的座艙參數、實際的飛行狀 態和外界環境參數，發出控制指令給執行部件態和外界環境參數，發出控制指令給執行部件電電 動馬達驅動的排氣活門動馬達驅動的排氣活門，控制座艙排氣量控制座艙排氣量，使座艙，使座艙 壓力符合壓

41、力制度。壓力符合壓力制度。 l 非正常壓力控制非正常壓力控制 兩個兩個外釋活門外釋活門（又稱（又稱安全活門安全活門）提供）提供安全釋壓安全釋壓， 限制最大壓差為限制最大壓差為8.65psi ； 內釋活門內釋活門（又稱負壓釋放活門）可防止（又稱負壓釋放活門）可防止外界大外界大 氣壓力超過機艙內部壓力氣壓力超過機艙內部壓力 電子式壓力控制器電子式壓力控制器 飛行飛行 電門電門 電動馬達電動馬達 （交流（交流/直流）直流） 排氣活門排氣活門 著陸機場高度輸入著陸機場高度輸入 空地空地 電門電門 巡航高度輸入巡航高度輸入 大氣壓力信號大氣壓力信號 座艙壓力信號座艙壓力信號 控制模式選擇控制模式選擇 增

42、增 壓壓 程程 序序 發發 生生 器器 壓壓 力力 變變 化化 率率 限限 制制 器器 余余 壓壓 限限 制制 器器 電子式座艙壓力控制系統電子式座艙壓力控制系統 波音波音737實際飛行過程中的座艙高度剖面實際飛行過程中的座艙高度剖面 二、座艙應急增壓控制二、座艙應急增壓控制 原因：原因： 正常增壓控制失效，導致座艙高度過高或座艙內外的正常增壓控制失效，導致座艙高度過高或座艙內外的 壓差過大。壓差過大。 飛機急速下降，導致座艙外的壓力高于座艙內的壓力，飛機急速下降，導致座艙外的壓力高于座艙內的壓力， 產生負壓。產生負壓。 座艙高度過高，導致機上乘員出現高空反應，危及生座艙高度過高，導致機上乘員

43、出現高空反應，危及生 命。命。 座艙應急增壓控制系統包括：座艙應急增壓控制系統包括： 正壓釋壓活門、負壓活門、座艙高度警告系統和壓力正壓釋壓活門、負壓活門、座艙高度警告系統和壓力 均衡活門。均衡活門。 應急增壓控制措施應急增壓控制措施 （1）外釋壓活門（安全活門）：）外釋壓活門（安全活門）： 控制最大余壓值，釋放超出最大余壓的壓力。控制最大余壓值，釋放超出最大余壓的壓力。 （2）內釋壓活門（負釋壓活門）：）內釋壓活門（負釋壓活門）： 防止出現過大的負余壓，當防止出現過大的負余壓，當 pc小于某值時，打開；小于某值時，打開； （3）壓力均衡活門：）壓力均衡活門： 空調系統對貨艙的增壓是經過壓力均

44、衡活門來進行調節的。空調系統對貨艙的增壓是經過壓力均衡活門來進行調節的。 （4） 座艙高度警告座艙高度警告 座艙高度警告是指當飛機座艙高度高于一定值（一般為座艙高度警告是指當飛機座艙高度高于一定值（一般為10000 英尺）時，發出音響警告，提醒駕駛員進行相應處理。英尺）時，發出音響警告，提醒駕駛員進行相應處理。 8.6 貨艙加溫貨艙加溫 貨艙加溫的目的是保持機身下的貨艙溫度高于貨艙加溫的目的是保持機身下的貨艙溫度高于 結冰溫度，防止凍壞貨物。結冰溫度，防止凍壞貨物。 一般來說，現代客機的貨艙都是采用座艙排氣一般來說，現代客機的貨艙都是采用座艙排氣 進行加溫的。進行加溫的。 8.7電子設備艙冷卻

45、電子設備艙冷卻 電子設備散熱量大。為保證電子設備的正常工電子設備散熱量大。為保證電子設備的正常工 作，對電子設備進行冷卻。作，對電子設備進行冷卻。 為減少發動機的引氣量、減小制冷系統的工作為減少發動機的引氣量、減小制冷系統的工作 負荷，現代大型客機普遍采用座艙排氣對電子負荷，現代大型客機普遍采用座艙排氣對電子 設備進行冷卻。設備進行冷卻。 電子設備冷卻組成與原理圖電子設備冷卻組成與原理圖 組成：組成： 包括冷卻供氣管路和冷卻排氣管路。包括冷卻供氣管路和冷卻排氣管路。 供氣管路上的主要功能元件為供氣風扇、空氣低流供氣管路上的主要功能元件為供氣風扇、空氣低流 量傳感器，排氣管路上的功能元件為排氣風

46、扇、空量傳感器，排氣管路上的功能元件為排氣風扇、空 氣低流量傳感器和氣動排氣活門。氣低流量傳感器和氣動排氣活門。 電子設備冷卻原理電子設備冷卻原理 電子設備電子設備 主供氣風主供氣風 扇扇 主排氣風主排氣風 扇扇 氣動排氣活門氣動排氣活門 至前貨艙至前貨艙 至機外至機外 備用排氣備用排氣 風扇風扇 備用供氣風備用供氣風 扇扇 低流量傳感器低流量傳感器 低流量傳感器低流量傳感器 系統的工作原理系統的工作原理 在飛機接通電源后，電子設備冷卻系統即自動地開始工作。在飛機接通電源后，電子設備冷卻系統即自動地開始工作。 若主風扇故障，則可通過選擇開關使備用風扇開始工作。若主風扇故障，則可通過選擇開關使備用風扇開始工作。 當飛機內外壓差在一定范圍內時，選定的風扇連續工作，并且氣當飛機內外壓差在一定范圍內時，選定的風扇連續工作，并且氣 動排氣活門處于全開位。動排氣活門處于全開位。 當飛機在地面或在低空飛行時，座艙內外壓差低，風扇工作，其當飛機在地面或在低空飛行時，座艙內外壓差低，風扇工作，其 產生壓差以使空氣流動，對設備進行冷卻，冷卻空氣經由氣動排產生壓差以使空氣流動，對設備進行冷卻，冷卻空氣經由氣動排 氣活門及排氣口排出機外。氣活門及