1、 第一節 空調系統概述 一、大氣物理特性 指大氣的壓力和溫度隨高度變化而變化的規律: 標準大氣壓力隨高度變化的規律(紅線） 標準大氣溫度隨高度變化的規律(黃線) 標準大氣 標準大氣是由權威性機構頒布的一種“模式大氣”， 根據實測資料，用簡化方式近似地表示大氣溫度、壓 力和密度等參數的平均垂直分布； 國際性組織頒布的稱為國際標準大氣，國家頒布的稱 為國家標準大氣； 標準大氣是作為校準飛機航行儀表和比較飛機性能的 依據； 通用的國際標準大氣的主要內容包括： 大氣是靜止的，空氣是干燥潔凈的理想氣體； 海平面大氣物理屬性的主要常數： 溫度 t0=15 （T0=288.15K） 空氣密度 0 =1.22

2、5kg/m3 空氣壓力 p0=101,325Pa（760mmHg） 音速 a0=340.294m/s 標準重力加速度g0=9.80665m/s2 干空氣的氣體常數R=287.05278J/Kkg 高 度溫 度 壓 力密 度 H(m)T(K)t()p(kPa)p(mmHg)p/p0(kg/m3)/0 -1000294.6521.50113.93854.551.12441.34701.0996 -500291.4018.25107.47806.151.06071.28491.0489 0288.1515.00101.325760.001.00001.22501.0000 1000281.658.5

3、089.876674.120.88701.11170.9075 2000275.152.0079.501596.300.78461.00660.8217 3000268.66-4.4970.121525.950.69200.90930.7423 4000262.17-10.9861.660462.490.60850.81940.6689 5000255.28-17.4754.048405.390.53340.73640.6012 6000249.19-23.9647.217354.160.46600.66010.5389 7000242.70-30.4541.105308.310.40570.

4、59000.4817 8000236.22-36.9335.651267.400.35190.52580.4292 9000229.73-43.4230.800231.020.30400.46710.3813 10000223.25-49.9026.499198.760.26150.41350.3376 11000216.77-56.3822.699170.260.22400.36480.2978 12000216.65-56.5019.399145.500.19150.31190.2546 13000216.65-56.5016.579124.350.16360.26660.2176 140

5、00216.65-56.5014.170106.280.14000.22790.1860 15000216.65-56.5012.11190.850.11950.19480.1590 二、高空環境對人體生理影響 高空缺氧 隨著飛行高度的增加，大氣壓力下降，在大氣中氧分 壓和肺泡空氣中的氧分壓也會相應降低，血液中的氧 氣飽和度就減少，機體組織細胞得不到正常的氧氣供 應，人身體出現各種不適情況：頭痛、反映遲鈍、聽 覺不靈、視力衰退、情緒不安、嘴唇指甲甲發紫等； 低壓的危害 隨著大氣壓力的降低，人體會出現高空胃腸氣脹和高 空減壓癥； 當高度增加到19.2km時，大氣壓力降到47mmHg，此 壓力下，

6、水的沸點為37，即人體體溫；在此壓力下， 人體體液沸騰，導致組織腫脹，人體損傷，此現象航 空醫學稱之為高空減壓癥。 壓力變化率和爆炸減壓的危害 壓力變化率太大，會產生耳鳴、暈眩、惡心； 人體對壓力增加速率過大更為敏感，所以飛機下降時，耳疼 較嚴重。 爆炸減壓，座艙在高空突然失密的情況下，壓力變化率極大， 對人體產生極大危害。 發生爆炸減壓事故后的安全措施， 迅速將飛機下降到4,000m左右的安全高度； 盡快使用氧氣設備。 溫度和濕度的影響： 環境溫度和濕度對人體的溫度和水分的平衡影響很大： 人體適宜溫度為15-25 ； 濕度對人體影響主要是干燥干燥，需供應飲料； 其他影響因素： 空氣清潔度，

7、密封艙通風。 三 空調系統的功用 飛機座艙空調系統在各種不同的飛行狀態和外界條件下， 使飛機的駕駛艙、旅客艙、設備艙及貨艙具有良好的環境 參數，以保證飛行人員和乘客的正常工作條件和生活環境、 設備的正常工作及貨物的安全； 民用客機是以保證座艙內的舒適性為目的的，空氣調節主 要保證客艙內的微氣候條件在舒適范圍之內。 氣密座艙（增壓艙）技術 它是將飛機座艙密封，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，創造舒適 的座艙環境，以滿足人體生理和工作的需要。 氣密座艙的環境參數：氣密座艙的環境參數： 溫度 壓力 壓力變化率 通風量 機 型 最大巡航高度座艙高度座艙余壓座艙

8、高 度 變化率 ftmftm 正常最大負余壓 psiPapsiPapsiPaft/min B7373700011277.6 800 0 2438.47.8537798.659295 1.0 6895300500 B7474200012801.6 800 0 2438.48.9613639.2563777 1.0 6895300500 B767/7573600010972.8750022868.6592958.95617080.30.520683447300500 A3104100012496.8 800 0 2438.48.3572278.860674 0.5 3447350500 A3203

9、9000 800 0 8.0 6 MD-823700011277.6 800 0 2438.47.7530908.055158300700 Bae-146280008534.4 6.2 5 430926.5545161 0.3 2068 調節范圍 1500150 Ty-1541100018006178266685 Y-76000240029420323624006670.18mmHg/min 現代噴氣客機空調系統基本組成和現代噴氣客機空調系統基本組成和 工作原理工作原理 增壓增壓增壓 氣源氣源氣源 壓壓壓 力力力 調調調 節節節 和和和 關關關 斷斷斷 活活活 門門門 流流流 量量量 控控控

10、制制制 活活活 門門門 溫溫溫 度度度 控控控 制制制 活活活 門門門 制冷制冷制冷 組件組件組件 混合室混合室混合室 座艙座艙座艙 溫溫溫 度度度 控制器控制器控制器 人工控制電門人工控制電門人工控制電門 溫度選擇器溫度選擇器溫度選擇器 壓力控制器壓力控制器壓力控制器 座艙座艙座艙 艙高度艙高度艙高度 余余余 高度高度高度 變化率變化率變化率 壓壓壓 第二節 氣源系統 氣源系統功用： 向座艙提供增壓氣源，并對供入的空氣進行 壓力、流量及溫度的控制，然后經空調組件 調節其溫度、壓力等參數后供入座艙， 發動機或機翼前緣等的防冰加溫； 水系統、液壓系統增壓等。 氣源類型： 發動機壓氣機引氣 增壓器

11、引氣 APU引氣 地面氣源車 一、發動機引氣 氣源引自渦輪風扇發動機的壓氣機 引氣部位 低壓級引氣 高壓級引氣 目的： 為了減少對發動機功率的損耗，現代客機采用兩級引氣 低壓級引氣不足時，可以用高壓級引氣進行補充，此時低壓級 有單向活門，防止反流。 交輸供氣： 由交輸活門控制，裝在兩套系統的中間管道上； 用途： 任何一臺發動機引氣可供任一路空調系統工作； 啟動發動機。 缺點： 污染氣源； 對發動機性能有影響（功率損失） 。 二、增壓器引氣 利用發動機氣源作動力驅動壓氣機 利用發動機齒輪箱變速器帶動增壓器： 離心式 容積式 三、氣源系統的調節與控制三、氣源系統的調節與控制 引氣壓力調節裝置引氣壓

12、力調節裝置壓力調節和關斷活門 功用： 引氣開關， 可保持出口壓力一定（為可控制的定值減壓閥） 流量控制活門流量控制活門 組成：文氏管+調壓器（組件活門） 原理： 利用調壓器感受喉部壓力和進口壓力，進行比較，控 制活門開度，調節氣體流量。 文氏管特性： 當P2/P10.528時，V2為音速，音速阻塞現象; 當P2/P10.528時，為亞音速流動，流量隨P2/P1的增加而減小。 流量控制活門可以根據不同的情況控制流向下游的空 氣量。 第三節 溫度控制系統 空氣循環式座艙溫度控制基本原理： 溫度控制器接受預定溫度，管道預感器溫度和管道供氣極限 溫度及座艙實際溫度進行比較，輸出偏差電流，經變換放大 后

13、，驅動溫度控制活門，改變冷熱路流量對比而控制溫度。 溫溫溫 度度度 控控控 制制制 活活活 門門門 制冷制冷制冷 組件組件組件 混合室混合室混合室 座艙座艙座艙 溫溫溫 度度度 控制器控制器控制器 人工控制電門人工控制電門人工控制電門 溫溫溫 度度度 選擇器選擇器選擇器 壓力控制器壓力控制器壓力控制器 座艙座艙座艙 艙高度艙高度艙高度 余余余 高度高度高度 變化率變化率變化率 壓壓壓 溫度控制系統主要附件： 溫度控制活門 單活門式：活門只安裝在熱路上； 雙活門式：馬達同時驅動兩個活門，兩個活門運動方向相 反 電子式溫度控制器（惠斯登電橋原理） ： 溫度電橋，利用預定溫度和實際溫度的偏差，自動調

14、節溫 度控制活門開度，改變冷熱路空氣流量對比，控制座艙溫 度 溫升速率電橋，其作用是感受供入座艙空氣的溫度變化率， 以控制溫度控制活門的開啟、關閉的速度，從而減小超量 量，防止出現溫度波動 。 極限溫度控制電橋：作用是感受供入座艙的空氣溫度，與 預定最高極限溫度比較，當達到預定極限溫度值時，輸出 信號使溫控活門向全冷方向轉動，以確保安全。 制冷組件：制冷組件： 蒸發循環制冷裝置 空氣循環制冷裝置 電橋原理 R R R1 1 1 R R R 2 2 2 R R R3 3 3 R R R 4 4 4 A A A B B B C C C D D D + + +- - - 蒸發循環制冷 利用制冷劑（冷

15、媒）狀態的變化完成熱量的轉移！ 制冷組件 熱膨脹閥 感受蒸發器出口處的氟利昂溫度，控制可變節流口從而自 動調節噴出的氟利昂量，以使蒸發器在最佳狀態工作，控 制最有效的制冷效果。 空氣循環制冷系統 制冷原理： 利用沖壓空氣或風扇形成的冷氣流對熱空氣 進行熱交換而降溫，并利用熱空氣在冷卻渦 輪中膨脹作功而降溫 系統基本組成： 熱交換器 渦輪冷卻器 渦輪冷卻器類型 渦輪風扇式 渦輪壓氣機式 渦輪壓氣機風扇式 渦輪風扇式 工作原理：熱空氣先經過熱交換器降溫，而后送入渦輪冷卻器的渦輪 膨脹作功，消耗增壓空氣內能，使溫度進一步降低。渦輪帶動的風扇 抽吸冷卻空氣通過熱交換器，提高熱交換效率。 缺 點：高空制

16、冷效率低 渦輪壓氣機式 工作原理： 壓氣機使由一級熱交換器來的空氣溫度壓力升高，之后經過二級熱交換 器散熱，最后進入渦輪劇烈膨脹作功，制冷效果好。 缺點： 在地面開車和滑跑時散熱差，幫需加單獨的地面散熱風扇。 渦輪壓氣機風扇式 集前兩種系統優點于一身，散熱效率高 空氣循環制冷裝置系統組成 空氣清潔器 水分離器 水分離器溫度活門 （除/防冰） 活塞式飛機空調加溫系統活塞式飛機空調加溫系統 功用： 將外界環境空氣進行加溫之后送入客艙，用于小型飛機或早期飛機。 形式 廢氣加溫套筒式加溫器； 燃燒加溫器。 維護注意事項： 座艙內應安裝CO探測器； 經常進行探傷檢查：將排氣管拆下，充氣后放入水中檢查滲透

17、情況。 第四節 壓力控制系統 壓力控制原理：控制座艙排氣量； 絕對壓力 放氣活門開度的大小 壓力變化率 放氣活門開關的快慢 余壓 監控信號 座艙壓力制度 飛行過程中，座艙壓力（座艙高度）隨飛行高度（或外界大氣壓力）的變化 規律。 類型： 三段式 直線式 壓力控制器： 氣動式 電子式 P P P P P P H H H H H H 氣動式座艙壓力控制器 傳感器： 真空膜盒：座艙絕對壓力高度傳感器； 開口膜盒：余壓傳感器； 帶節流孔開口膜盒：座艙高度壓力變化率傳感器 缺點： 在等余壓調節段，在飛機爬升過程中，由于氣動式壓力調節器本身的缺陷，不 能進行壓力變化率的調節。 僅適用用于低空飛機！ 電子式

18、座艙壓力控制器 壓壓壓 力力力 控控控 制制制 器器器 馬達馬達馬達 ( ( (交流交流交流/ / /直流直流直流) ) ) 放氣活門放氣活門放氣活門 ( ( (開開開/ / /關及速率關及速率關及速率) ) ) 環境壓力環境壓力環境壓力 座艙壓力座艙壓力座艙壓力 巡航高度巡航高度巡航高度 著陸高度著陸高度著陸高度 原理： 采用微處理機控制部件，輸出電信號給馬達，通 過馬達控制放氣活門的開關以及開關的速率。 現代民航客機飛行高度/座艙高 度制度 A A A B B BC C C D D D E E E F F F G G G 工作程序 飛機起飛前，按要求設定場壓、場溫、巡航高度、著陸機場高度等

19、參數。 飛行階段控制程序控制方法放氣活門位置 A點 不增壓程序 飛行電門在“地”位 起落架空地電門在“地” 位 放氣活門全開 BC段 預增壓程序 飛行電門在“飛行”位 起落架空地電門在“地” 位 放氣活門由全開關小到一定位置 CD段 爬升程序 飛行電門在“飛行”位 起落架空地電門在“AIR” 位 放氣活門隨飛行高度增加逐漸關 小 DE段 巡航程序 巡航程序執行等壓余壓控 制 放氣活門關到最小開度 EF段 下降程序 飛行電門在“飛行”位 起落架空地電門在“AIR” 位 放氣活門放氣活門逐漸開大 FG段 預增壓程序 飛行電門在“飛行”位 起落架空地電門在“地” 位 放氣活門開到保證艙內的預增壓壓

20、力 第五節 空調系統維護 座艙增壓系統工作檢查： 壓力調節器工作檢查； 釋壓活門、內釋壓活門工作檢查； 座艙氣密性檢查，動壓試驗； 座艙完整性強度檢查，靜壓試驗。 動壓試驗： 給座艙增壓到規定的壓力后，停止增壓，用壓力表測定在規定時間間隔內壓力 的下降數值是否在維護手冊規定的范圍內，以檢查座艙氣密性。 靜壓實驗： 給座艙增壓到規定的實驗值，并保持壓力穩定，觀察飛機蒙皮外部有無裂紋、 變形、凸起，鉚釘是否有變形松動等情況。 座艙增壓故障查找： 故障分析圖表：在飛機維護手冊中給出的一種圖表，該圖表給出了常見故 障的可能原因、查找程序和排除方法。 故障分析圖表使用方法： 1. 在表中找出與系統發生實際故障最接近、最類似的故障現象及原因； 2. 在表中所列查找程序逐個完成查找程序，直到發現故障為止； 3. 按表中