飛機環境控制系統

飛機環境控制系統

aircraft environmental control system

保證飛機座艙和設備艙內具有乘員和設備正常工作所需的適當環境條件的整套裝置。又稱飛機增壓和空氣調節系統。飛機發明前，人們通過氣球試驗認識到高空稀薄空氣對人體的危害。20世紀30年代中期，飛機座艙增壓和空氣調節技術得到迅速發展。現代飛機的環境控制系統以控制座艙和設備艙的壓力和温度為主，它包括增壓座艙、座艙供氣和空氣分配、座艙壓力控制、温度控制和濕度控制等。增壓座艙是使艙內壓力高於環境氣壓並按高度自動調節，保持艙內空氣清潔。增壓氣源有兩種方式：一是以發動機壓氣機出口引出的增壓空氣作為供氣源，其優點是簡單、可靠，已得到廣泛應用；另一種是採用從周圍大氣中吸入空氣，經增壓後供氣。飛機的空氣分配系統是使調温空氣流入艙內造成均勻的、令人舒適的空氣環境，並要求氣流噪聲小。旅客機備有個人通風嘴、旅客可隨意調節通風量和氣流方向。由於飛機有大量的電子設備，其發熱量是飛機座艙温度控制中的一個重要問題。特別對於戰鬥機，除座艙空調外，飛行員可穿着具有熱調節功能的通風服或液冷服。艙温在15～26℃時，空氣濕度變化對人體影響不大。

艙內壓力高於環境氣壓並按高度自動調節的乘員艙，保證乘員在高空飛行時具有舒適、安全的生活和工作條件（見飛機增壓座艙）。

座艙供氣系統是座艙增壓和空氣調節的氣源，主要功用是使艙內氣壓高於大氣環境氣壓並保持艙內空氣清潔。增壓氣源的主要型式有兩種。一種是以發動機壓氣機出口引出的增壓空氣作為供氣源，其優點是簡單、可靠，已得到廣泛應用。另一種是採用專門的座艙增壓器，從周圍大氣中直接吸入空氣，經增壓後供氣，可用飛機動力裝置機械傳動、空氣渦輪傳動和液壓傳動等型式。座艙增壓器在現代飛機上已很少使用。為確保座艙供氣可靠，在多發動機飛機上一般從兩台或兩台以上發動機引氣，以構成兩個以上的獨立增壓氣源。

使調温空氣流入並分佈於艙內，在艙內造成合適的温度和速度分佈，以保證艙內的舒適環境條件。通風空氣由空氣分配系統的供氣噴嘴流入座艙，在艙內流動和通風換氣，最後從排氣口流出座艙。旅客機座艙空氣分配系統要求氣流噪聲小、艙內温度和速度場均勻。客艙內氣流速度一般不超過0.2米/秒。為每個乘客備有個人通風噴嘴，旅客可隨意開、閉，調節通風量和氣流方向。

實現座艙壓力控制的主要裝置是座艙壓力調節器，它由控制器和排氣活門（執行機構）等組成。它的功用是使座艙的絕對壓力按預定的規律隨飛行高度而變化。這種變化規律也稱座艙壓力制度。這種制度通常因飛機類型而異。壓力調節器的另一功用是使座艙壓力變化速度保持在適當的範圍內。此外，飛機還有一些應急裝置，用於在壓力調節器失效或其他必要情況下控制座艙壓力，保證飛行安全。現代飛機的氣密座艙並非絕對氣密。座艙由供氣裝置供氣，由排氣活門和座艙結構縫隙排氣，當供氣量與排氣量相等時座艙壓力維持不變。座艙壓力調節器分為氣動式、電子氣動式和電子電動式等幾種型式。戰鬥機上多采用氣動式，運輸機則廣泛使用電子氣動式或電子電動式。更先進的是微處理機控制的數字電動式座艙壓力自動控制系統。

温度控制系統合理地控制熱空氣和冷空氣，對座艙的熱載荷進行平衡，以達到控制座艙温度的目的。熱空氣通常可直接從發動機壓氣機引出，冷空氣由飛機制冷系統提供。低温冷空氣與高温熱空氣經過温控裝置適當混合後,送入座艙或設備艙,以保持需要的温度。座艙温度調定後通常由温控裝置自動控制，必要時也可以人工調節。現代飛機機載電子設備日益增加，也會產生大量的熱,這不僅使電子設備的温度環境惡化,對座艙温度也有很大的影響，因此必須對電子設備進行冷卻。電子設備的冷卻，因消耗功率大，要求條件高，是飛機座艙温度控制中的一個重要問題。隨着戰鬥機座艙熱載荷的增加，除座艙空調外，飛行員還可穿着具有熱調節功能的通風服或液冷服，直接保持適宜的温度。

對空氣進行增濕或減濕以保持座艙空氣具有適宜的濕度。艙內空氣太乾燥會使乘員感到不適；艙內空氣濕度過大會使空調系統結冰，艙內出現滴水和霧氣，座艙玻璃結霧並影響電子設備。艙温在15～26°C範圍時空氣濕度變化對人體影響不大。所以大多數飛機對空氣濕度不進行控制。但環境控制系統一般都有除濕裝置，以除去製冷系統產生的水分。