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摘要:飞机作为目前比较常见的交通工具,对于人们的日常的出行起着十分重要的作用。而它的座舱内部的温度调节系统,不仅关乎着人们对于飞机的适应性和舒适性,对于飞机在使用过程中的经济寿命一样起着不可忽视的重要作用,因此,本文结合了飞机内部各类调节系统,来对比分析空气调节系统,从而为更好的实现系统检测设备设计与实现打下坚实的基础。
关键词:飞机座舱;空气调节;系统检测;设备设计与实现
前言:高空飞行对于飞机本身而言就承受着巨大的压力并处于严重的失重状态。如果在飞机内部没有装设压力调节系统,通风供气设备,那么这必然不是作为一个正常运行的交通工具所应缺失的。从本质上来说,飞机的研制和设计,本来就是按照人们适应的温度,压力,空气,湿度等一切自然物理条件设置的,所以,对于这样一个即特殊有必要的狭小空间里,做到细致入微的相似,以保证乘机者的舒适是理所应当也是极其必要的。而这些,除了要通过先进的技术来开发和创造外,在后期的投入使用过程中,不断的保养和维修以保证其使用质量也是不可或缺的。正是由于这些调节系统的存在,我们在飞机的座舱内才能享受到愉快的飞行时光。
1 座舱的压力调节
由于飞机的飞行高度一般都大于3000米,即使在恶劣天气下,飞行高度也接近2500,而这样的高度,对于一个正常的未接受任何训练的乘机者而言,身体内的血液,压强,以及心率等各项指标必然会发生明显的变化。所以,在座舱内部,安置一定的压力调节系统,以帮助人们处于身体条件可接受的正常范围,对于人们的行使舒适有着密切的关系。通常而言,人体所能承受的压强远远小于飞机飞行过程中大气压强所带来的,除此之外,还存在着飞机飞行速度所带来的相对速度,这些对于在地面上正常行走的行人相比,乘机着所承受的变化非常之大。如果飞机座舱内部没有安装压力调节系统,这对于很多的乘积者将是一种严重的生命安全威胁。
2 座舱控制系统的结构和组成
座舱的空间设计主要是为了出行的乘机者以及驾驶员和服务人员,所以它的控制系统结构与组成必然也是为了帮助人们更好的适应环境变化所设计的。通常而言,环境控制系统包括温度调节,通风设计,压力调节以及空气传输等。下面,就将围绕这些结构组成,来分别详细的阐述各种装置的工作原理。
2.1 座舱供气和通风装置
利用压缩空气,并将压缩空气通过供气管道输送到座舱内各部位,实现座舱的增压和通风。它包括增压空气泵、供气调节装置、空气过滤器、供气开关、单向活门和消音器等。空气分配是将调节空气按规定的比例分配各个地方,保证舱内温度均匀、风速适宜。空气分配系统包括输气主管、支管、供气开关和各种喷嘴等。过滤再生设施是吸收和排除座舱内的二氧化碳、水蒸气、华油、一氧化碳等有害物质的装置。
2.2 座舱压力调节器
座舱压力调节器就是压力控制系统,是调节增压座舱内空气压力和压力变化速度的装置,由控制机构(控制器)和执行机构(排气活门)组成。座舱压力调节器分为直接式和间接式两大类,调节器把座舱压力、压差、压力变化速度与相应的给定值进行比较,利用所得的差值来控制排气活门的开度,改变座舱的排气量来控制座舱的空气压力。压力调节器的作用是调节座舱压力,使座舱压力按预定的规律随飞行高度的变化而变,使座舱的绝对压力按预定的规律随飞行高度而变化,这种变化规律称为座舱压力制度。
2.3 座舱温度调节装置
用于调节座舱内温度在设定的范围内,它由空气加温器、冷却装置、座舱温度传感器、冷路和热路空气分配活门等组成。温度控制系统合理地控制冷、热空气的混合,对座舱的热载荷进行平衡,以达到控制座舱温度的目的。热空气直接从发动机压气机引出,冷空气由冷却系统提供,低温冷空气与高温热空气经过温控装置适当混合送入座舱。座舱温度设定后通常由温控装置自动控制,必要时可人工调节。座舱内还配有空气过滤盒再生装置用来过滤和排除有害气体和物质。
2.4 冷却系统和加温系统
冷却系统又称制冷系统,是给座舱或设备舱的空气调节提供冷空气的系统,它是座舱空调系统的重要组成部分。冷却系统的型式和组成的工作原理,往往代表着空气调节系统的特征。冷却系统分空气循环冷却系统和蒸发循环冷却系统两种。加温系统用发动机压气机的热空气作为热源,它所具有的温度和热焓足够保证座舱所必须的温度。飞机空气调节系统(冷却、加温、加湿、去湿、通风和增压等)是一个整体,故来自发动机压气机的压缩热空气,只要通过一个绕过冷却涡轮或热交换器的旁路系统(热路)向座舱进行加温。
3 座舱的种类、材料和气密控制
飞机气密座舱是由金属蒙皮、隔框、桁条和有机玻璃组成的外壳,气密机构很好。能保证座舱壁的气密要求,与外界隔绝且具有隔热、隔音效果,可以减少外界恶劣气候条件对座舱的影响。座舱气密性直接影响座舱空气的压力和温度,严重时危及飞行员的生命。气密座舱有通风式和再生式两种,目前飞机上最常用的是通风式的。通风式气密座舱是利用发动机压气机(或专用增压器)供给的增压空气来增压和通风的座舱。由压气机来的增压空气经过温度调节装置,供气开关等附件,不断进入座舱。座舱内的空气又不断地经压力调节装置流出,带走乘员的二氧化碳和水汽,使舱内空气保持新鲜。温度调节装置能自动控制流向加温装置和冷却装置的空气流量比例,以保持座舱温度。压力调节器用来调节座舱压力,使它按一定的规律变化。通风式座舱的优点是:对座舱气密性要求较低,因而构造简单;增压空气温度较高,一般不要另装加温设备。其主要缺点是使用高度受增压装置的限制,一般只适用于升限在20~25 km范围之内的飞机。再生式气密座舱-舱内装有再生装置不断地将舱内二氧化碳和水汽吸收,再生成氧气放出,使座舱内空气能循环使用。为了补偿座舱空气泄露,利用机上的氧气瓶和冷气瓶向舱内输送气体。
总结:经济的发展,推动着各行各业的进步。飞机的大力使用,是目前也是未来交通工具使用的必然趋势。而作为一项与人们联系密切的高空行使物,其危险性与人们对它的掌握度是成正比的。这也就是说,如果飞机的外部设计与内部调节,无论哪个环节出现问题,对于正在飞行的飞机而言都是严重的致命伤,所以,在硬性设备有保证的前提下,每次发机前检验飞机内部的各项系统是否正常就显得十分必要。除此之外,对于更高更好的乘机追求扔在延续,所以在科技和研发上也必须要保持努力,相信在不久的未來,更加舒适愉快的乘积体验将使更多的群众受益。
参考文献:
[1] 何永勃,杨燕辉,王丽哲.飞机空气循环机的建模与故障仿真[J].计算机仿真,2012(8).
[2] 王浚,余建祖,莊达民,等.新兴的人机与环境工程技术科学[J].北京航空航天大学学报,2002(5).
[3] 刘伟,袁修干,庄达民,等.眼动测量系统及其在工效学中的应用[J].航空学报,2001(5).
[4] 肖晓劲,袁修干.机载吊舱电动逆升压式空气循环制冷系统研究[J].北京航空航天大学学报,2005(11).
[5] 宁献文,张利珍,王浚.旅客机座舱热舒适动态特性仿真[J].航空学报,2006(4).
[6] 张建东,高晓光,吴勇,等.航空电子综合化仿真系统的设计与实现[J].系统工程与电子技术,2002(6).
关键词:飞机座舱;空气调节;系统检测;设备设计与实现
前言:高空飞行对于飞机本身而言就承受着巨大的压力并处于严重的失重状态。如果在飞机内部没有装设压力调节系统,通风供气设备,那么这必然不是作为一个正常运行的交通工具所应缺失的。从本质上来说,飞机的研制和设计,本来就是按照人们适应的温度,压力,空气,湿度等一切自然物理条件设置的,所以,对于这样一个即特殊有必要的狭小空间里,做到细致入微的相似,以保证乘机者的舒适是理所应当也是极其必要的。而这些,除了要通过先进的技术来开发和创造外,在后期的投入使用过程中,不断的保养和维修以保证其使用质量也是不可或缺的。正是由于这些调节系统的存在,我们在飞机的座舱内才能享受到愉快的飞行时光。
1 座舱的压力调节
由于飞机的飞行高度一般都大于3000米,即使在恶劣天气下,飞行高度也接近2500,而这样的高度,对于一个正常的未接受任何训练的乘机者而言,身体内的血液,压强,以及心率等各项指标必然会发生明显的变化。所以,在座舱内部,安置一定的压力调节系统,以帮助人们处于身体条件可接受的正常范围,对于人们的行使舒适有着密切的关系。通常而言,人体所能承受的压强远远小于飞机飞行过程中大气压强所带来的,除此之外,还存在着飞机飞行速度所带来的相对速度,这些对于在地面上正常行走的行人相比,乘机着所承受的变化非常之大。如果飞机座舱内部没有安装压力调节系统,这对于很多的乘积者将是一种严重的生命安全威胁。
2 座舱控制系统的结构和组成
座舱的空间设计主要是为了出行的乘机者以及驾驶员和服务人员,所以它的控制系统结构与组成必然也是为了帮助人们更好的适应环境变化所设计的。通常而言,环境控制系统包括温度调节,通风设计,压力调节以及空气传输等。下面,就将围绕这些结构组成,来分别详细的阐述各种装置的工作原理。
2.1 座舱供气和通风装置
利用压缩空气,并将压缩空气通过供气管道输送到座舱内各部位,实现座舱的增压和通风。它包括增压空气泵、供气调节装置、空气过滤器、供气开关、单向活门和消音器等。空气分配是将调节空气按规定的比例分配各个地方,保证舱内温度均匀、风速适宜。空气分配系统包括输气主管、支管、供气开关和各种喷嘴等。过滤再生设施是吸收和排除座舱内的二氧化碳、水蒸气、华油、一氧化碳等有害物质的装置。
2.2 座舱压力调节器
座舱压力调节器就是压力控制系统,是调节增压座舱内空气压力和压力变化速度的装置,由控制机构(控制器)和执行机构(排气活门)组成。座舱压力调节器分为直接式和间接式两大类,调节器把座舱压力、压差、压力变化速度与相应的给定值进行比较,利用所得的差值来控制排气活门的开度,改变座舱的排气量来控制座舱的空气压力。压力调节器的作用是调节座舱压力,使座舱压力按预定的规律随飞行高度的变化而变,使座舱的绝对压力按预定的规律随飞行高度而变化,这种变化规律称为座舱压力制度。
2.3 座舱温度调节装置
用于调节座舱内温度在设定的范围内,它由空气加温器、冷却装置、座舱温度传感器、冷路和热路空气分配活门等组成。温度控制系统合理地控制冷、热空气的混合,对座舱的热载荷进行平衡,以达到控制座舱温度的目的。热空气直接从发动机压气机引出,冷空气由冷却系统提供,低温冷空气与高温热空气经过温控装置适当混合送入座舱。座舱温度设定后通常由温控装置自动控制,必要时可人工调节。座舱内还配有空气过滤盒再生装置用来过滤和排除有害气体和物质。
2.4 冷却系统和加温系统
冷却系统又称制冷系统,是给座舱或设备舱的空气调节提供冷空气的系统,它是座舱空调系统的重要组成部分。冷却系统的型式和组成的工作原理,往往代表着空气调节系统的特征。冷却系统分空气循环冷却系统和蒸发循环冷却系统两种。加温系统用发动机压气机的热空气作为热源,它所具有的温度和热焓足够保证座舱所必须的温度。飞机空气调节系统(冷却、加温、加湿、去湿、通风和增压等)是一个整体,故来自发动机压气机的压缩热空气,只要通过一个绕过冷却涡轮或热交换器的旁路系统(热路)向座舱进行加温。
3 座舱的种类、材料和气密控制
飞机气密座舱是由金属蒙皮、隔框、桁条和有机玻璃组成的外壳,气密机构很好。能保证座舱壁的气密要求,与外界隔绝且具有隔热、隔音效果,可以减少外界恶劣气候条件对座舱的影响。座舱气密性直接影响座舱空气的压力和温度,严重时危及飞行员的生命。气密座舱有通风式和再生式两种,目前飞机上最常用的是通风式的。通风式气密座舱是利用发动机压气机(或专用增压器)供给的增压空气来增压和通风的座舱。由压气机来的增压空气经过温度调节装置,供气开关等附件,不断进入座舱。座舱内的空气又不断地经压力调节装置流出,带走乘员的二氧化碳和水汽,使舱内空气保持新鲜。温度调节装置能自动控制流向加温装置和冷却装置的空气流量比例,以保持座舱温度。压力调节器用来调节座舱压力,使它按一定的规律变化。通风式座舱的优点是:对座舱气密性要求较低,因而构造简单;增压空气温度较高,一般不要另装加温设备。其主要缺点是使用高度受增压装置的限制,一般只适用于升限在20~25 km范围之内的飞机。再生式气密座舱-舱内装有再生装置不断地将舱内二氧化碳和水汽吸收,再生成氧气放出,使座舱内空气能循环使用。为了补偿座舱空气泄露,利用机上的氧气瓶和冷气瓶向舱内输送气体。
总结:经济的发展,推动着各行各业的进步。飞机的大力使用,是目前也是未来交通工具使用的必然趋势。而作为一项与人们联系密切的高空行使物,其危险性与人们对它的掌握度是成正比的。这也就是说,如果飞机的外部设计与内部调节,无论哪个环节出现问题,对于正在飞行的飞机而言都是严重的致命伤,所以,在硬性设备有保证的前提下,每次发机前检验飞机内部的各项系统是否正常就显得十分必要。除此之外,对于更高更好的乘机追求扔在延续,所以在科技和研发上也必须要保持努力,相信在不久的未來,更加舒适愉快的乘积体验将使更多的群众受益。
参考文献:
[1] 何永勃,杨燕辉,王丽哲.飞机空气循环机的建模与故障仿真[J].计算机仿真,2012(8).
[2] 王浚,余建祖,莊达民,等.新兴的人机与环境工程技术科学[J].北京航空航天大学学报,2002(5).
[3] 刘伟,袁修干,庄达民,等.眼动测量系统及其在工效学中的应用[J].航空学报,2001(5).
[4] 肖晓劲,袁修干.机载吊舱电动逆升压式空气循环制冷系统研究[J].北京航空航天大学学报,2005(11).
[5] 宁献文,张利珍,王浚.旅客机座舱热舒适动态特性仿真[J].航空学报,2006(4).
[6] 张建东,高晓光,吴勇,等.航空电子综合化仿真系统的设计与实现[J].系统工程与电子技术,2002(6).