空调系统概述飞机结构与系统课件

空调系统概述主讲人：袁先垚《飞机结构与系统》01.空调系统概述02.大气物理特性03.高空环境对人体的影响04.空调系统的提出目录contents05.现代民航飞机空调系统的组成一、空调系统概述飞机座舱空调系统的基本任务是在各种不同的飞行状态和外界条件下，使飞机的驾驶舱、旅客舱、设备舱及货舱具有良好的环境参数，以保证飞行人员和乘客的正常工作条件和生活环境、设备的正常工作及货物的安全。飞机座舱环境参数主要是指座舱空气的温度、压力和压力变化率，还包括空气的流速、湿度、清洁度和噪声等。良好的座舱环境不但关系到机上人员的工作条件和生命安全，还可以提高旅客的舒适度，从而提高航班的上座率。从地面开始，大气温度随高度的升高而逐渐降低，平均递减率（温度梯度）为-6.5℃/km。当高度达到12km后，大气温度达到-56.5℃，达到对流层顶部，进入平流层。直到20km范围内的大气温度基本不变，一直稳定在-56.5℃左右。平流层内12〜20km范围内的大气温度基本不变，一直稳定在-56.5℃左右，因此又称为同温层。平流层内自20〜50km范围,大气温度随高度增加而略微升高。大气温度随高度变化规律：二、大气物理特性大气压力随高度上升而逐渐下降，呈指数函数变化，即越到高空，大气压力下降速度越快。大气压力随高度变化规律：三、高空环境对人体的影响民航飞机主要在对流层和平流层底部飞行6000〜12000m（20000〜40000ft）。随飞行高度的增加，缺氧、低压、低温、湿度等主要参数的变化对航空人员生理机能的正常发挥和机上设备的正常工作都有很大影响。并对人体生理健康造成很大的危害，影响舒适感。人们通常认为温度在15〜26℃之间是适宜的。人类的舒适感觉要求相对湿度在40%〜70%之间。臭氧含量低，座舱噪声量规定应在80〜100dB以下以及保持较清洁的空气是比较舒服的。四、空调系统的提出“”民航飞机主要在对流层和平流层底部飞行，由于高空存在缺氧、低压和低温等不利情况，为保证高空人员的安全和舒适，须釆取一定的技术措施。1供氧装置一般在4km左右的高度开始供氧，通过提高氧气浓度的方法补偿氧分压的下降。此种措施一般适用于低空低速的螺旋桨飞机。另外,供氧可作为喷气式飞机气密座舱的一种补充方式，如给机组人员或病员补充供氧，或者当座舱失去气密时用氧气系统作为应急供氧。四、空调系统的提出2气密舱（又称空调增压座舱）所谓气密舱，就是在飞机内营造一个封闭的空间,然后给它供气增压，使舱内压力大于外界大气压力，并通过各种手段控制这个空间内空气的环境，使座舱内空气的压力、温度等参数能满足人体的基本需求，创造舒适的座舱环境,从而满足高空飞行的需求。1938年波音B307和DC4E客机第一次使用了气密舱。四、空调系统的提出气密舱环境参数1）座舱温度根据航空医学要求,最舒适的座舱温度为20〜22℃，正常保持在15〜26℃的舒适区范围内。2）座舱高度是指座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度。一般要求飞机在最大设计巡航高度上，必须能保持大约8000ft（2438m）的座舱高度。当座舱高度达到10000ft（相当于3050m）时，通常设有座舱高度警告信号，向机组成员发出警告，此时必须采取措施降低座舱高度；当座舱高度继续上升，达到14000ft（相当于4270m）时,氧气面罩会自动落下，开始为旅客紧急供氧。四、空调系统的提出3）座舱余压座舱内部空气的绝对压力与外部大气压力之差就是座舱空气的剩余压力，简称余压。正常情况下，余压值为正（即座舱内压力高于外部环境压力）,但在某些特殊情况下，也可能会出现负余压。飞机机体所能承受的最大余压值取决于座舱的结构强度，而飞行中飞机所承受的余压值与飞行高度有关。四、空调系统的提出4）座舱高度变化率单位时间内座舱高度的变化速率称为飞机的座舱高度变化率，它反映的是座舱压力的变化速度。飞机在爬升或下降过程中，由于飞行高度的变化，可能导致座舱高度产生突变。飞机升降速度较大,即外界压力变化速率较大时，座舱内压力变化的幅度应当较小，并具有比较缓和的变化率。现代大中型民航客机通常限制座舱高度爬升率不超过500ft/min,座舱高度下降率不超过350ft/min。四、空调系统的提出5）座舱通风要求座舱通风系统可保证飞机座舱内空气清洁。根据CCAR-25部第25.831条规定：飞机的通风系统能在正常情况下为每位乘员（机组和乘客）提供每分钟0.25kg（0.55lb）的新鲜空气,确保机组能够完成其职责而不致过度不适或疲劳，提高乘客合理的舒适性。故障情况下，供给每位乘员的新鲜空气量不得低于0.41b/min。目前飞机客舱通风换气量达到每小时25〜30次（约两分钟即完成一次全座舱换气）。五、现代民航飞机空调系统的组成现代民航飞机空调系统基本由四大分系统组成，即气源控制系统、温度控制系统、压力控制系统和座舱空气分配系统。空调系统的供气来自增压气源（发动机的压气机或专门的引气增压器），引气经压力调节和关断活门、流量控制活门（组件活门）进入空调系统后，由两套（或三套）完全相同的制冷组件进行冷却，在这里对空气进行基本的温度和湿度调节，然后冷空气与热空气混合，以保证空调舱的确定