第13章-大型客机环境控制系统实例分析

航空保障技术与工程课程安排：12-19周学时：32讲师：刘磊Page2第13章大型客机环境控制系统实例分析气源系统空调系统设备冷却和货仓加热系统座舱压力控制系统防冰和除雨系统氧气系统组成，工作原理，性能数据，设计特点MD-82飞机MD-80基础上改进的中短途运输机，高温高原型。Page313.1气源系统13.1.1概述MD-82飞机的用气系统：座舱空调增压系统、飞机防冰系统、发动机启动系统、引用水系统气源系统概况：两台JT8D-217A发动机引气，构成两套主气源系统；两套气源系统既可独立工作，又可相互交联；在正常状态下，一台发动机工作即能满足各种用气系统；辅助动力装置和外接地面气源作为辅助气源可向一套或两套空调系统提供引气。Page413.1.2气源系统组成两套安装在飞机左右两侧；每一套都由分配系统和指示系统组成。分配系统：控制气源供气压力、温度和流量；指示系统：反应气源的工作情况。Page513.1.3工作原理主要附件：8级引气单向活门，增量活门，基准压力调节器，压力调节器活门，流量控制活门，交输活门，防冰控制恒温器和预感器。气源工作方式：空调系统工作防冰系统工作气源指示装置：气源压力指示后附件舱过热警告指示Page6交输活门交输活门增量活门压力调节器活门流量控制活门8级引气单向活门8级引气单向活门增量活门地面接头单向活门防冰压力调节器活门自动关停启动活门单向活门APU负载控制活门气源系统基本原理图Page7交输活门交输活门增量活门压力调节器活门流量控制活门8级引气单向活门8级引气单向活门增量活门地面接头单向活门防冰压力调节器活门自动关停启动活门单向活门APU负载控制活门1.空调系统工作一般情况下，从发动机8级引气;8级引气通过单向活门到空调压力调节器活门和空调流量控制活门，调节压力和流量后供给空调系统。Page8交输活门交输活门增量活门压力调节器活门流量控制活门8级引气单向活门8级引气单向活门增量活门地面接头单向活门防冰压力调节器活门自动关停启动活门单向活门APU负载控制活门8级引气不能满足空调系统要求，从13级引气补充；13级引气由增量活门控制。1.空调系统工作Page92.防冰系统工作防冰系统供气温度要求高于空调系统；13级引气增量活门由防冰基准压差调节器和防冰控制恒温器和防冰预感器控制。Page10交输活门交输活门增量活门压力调节器活门流量控制活门8级引气单向活门8级引气单向活门增量活门地面接头单向活门防冰压力调节器活门自动关停启动活门单向活门APU负载控制活门3.气源系统指示装置气源压力表气源压力指示：用于使用辅助动力装置（APU）或地面气源启动发动机。只有在打开交输活门时才会有压力指示。Page113.气源系统指示装置后附件舱过热警告指示：后附件舱的温度传感器感受舱内温度，一旦引气管路破裂，舱内温度超过82.2°C，由警告灯给飞行员发出过热警告信号。Page1213.1.4性能数据项目数据发动机引起口限流文氏管限流值/（%）5空调系统正常供气压力调节值/MPa0.19空调系统供气温度高温警告值/°C315.6防冰供气温度调节值/°C243防冰供气压力调节值/MPa0.5后附件舱温度过热警告值/°C82.2Page1313.1.5设计特点分析1.何时引气2.引气控制3.活门4.APU辅助气源5.基准压力调节器6.交输活门7.系统关停Page141.何时引气流量：由空调流量控制活门调节，最大流量由发动机各引气口限流文氏管控制，可以防止系统损坏时发动机压缩空气的大量损失。压力：空调压力调节器活门调节；温度：防冰恒温器，预感器，增量活门组成温度控制系统。2.引气控制一般情况，从发动机低压8级引气；当空调系统工作，8级引气压力低于0.4Pa，温度低于165.5°C时；或当防冰系统工作，引气温度低于243°C时，从13级引气。Page153.活门增量活门：调节，单向活门作用，当发动机故障停车时，增量活门和8级引气单向活门关闭，防止系统和座舱内空气损失；空调压力调节器活门：常开活门；空调流量调节器活门：常闭活门。•打开条件：驾驶室空调开关处于接通位置，收到冷却空调热交换器的冲压空气或冷却空气的压力信号。•防止在没有冷却空气的情况下空调空气过热和损坏空调组件。Page164.APU提供的辅助气源可供气量低于发动机引气，使用时，要保证空调压力调节活门和空调流量控制活门都处于全开位置，以保证最大空气流量给空调系统。5.基准压力调节器增量活门，空调压力调节活门和空调流量控制活门都为电动控制气动作用式调节活门；气源基准压力调节器、防冰基准压力调节器和空调基准压力调节器为调节活门提供基准压力；增量活门在空调系统工作时采用气源基准压力调节器提供基准压力，防冰系统工作时采用防冰基准压力调节器提供基准压力。Page175.交输活门负担正常隔断、发动机启动、发动机防火、交输供气和防冰供气控制等任务；正常情况下，两个交输活门关闭，左右发动机引气分别供给左右空调系统；交输活门需打开：•使用辅助动力装置供气或启动发动机；•使用地面气源启动发动机；•利用一台工作的发动机启动另一台发动机；•利用一侧发动机为另一侧空调系统或两套空调系统供气；•防冰系统工作时，若发动机着火，必须关闭相应的交输活门。Page18交输活门交输活门增量活门压力调节器活门流量控制活门8级引气单向活门8级引气单向活门增量活门地面接头单向活门自动关停启动活门单向活门APU负载控制活门6.系统关停空调自动关停开关AUTO①单台发动机第二阶段爬升电门组件关停压差电门③②闭合闭合Page1913.2空调系统13.2.1概述MD-82飞机的空调系统：空气循环式空调系统概况：供气：发动机引气，地面APU供气制冷和温控系统各两套，左右两套，功能相同，相互独立；驾驶舱——左系部分供给；座舱——左系其余部分+右系。机舱各区有单独的调节空气供气管路和流量控制装置。Page2013.2.2组成1.制冷系统2.座舱温度控制系统3.座舱压力控制系统13.4节具体介绍4.空气分配系统5.冲压空气通风系统6.座舱空气再循环系统Page211.制冷系统13.2.3工作原理两套相同的制冷组件，升压式空气循环制冷，每套都包括初级热交换器，次级热交换器和空气循环装置。图7-5升压式制冷系统的基本形式空气净化器水分离器Page222.座舱温度控制系统包括驾驶舱温度控制系统和客舱温度控制系统。每套系统由温度调节器、温度选择器、座舱温度传感器、温度变化速率（预感器）、高温限制组合传感器和温度控制活门组成。工作原理利用温度控制活门改变冷、热空气混合比例，以调节空气的温度，从而控制座舱温度。温度控制活门装在旁路制冷系统的热路上，活门打开时热空气流量增加，经制冷系统的冷空气流量减小，供给座舱的调节空气温度升高。有自动和手动两种控制方式。Page23Page24空调系统调好的空气经过单向活门进入座舱通气管道。单向活门的作用:在失去供气的情况下，单向活门起防止座舱快速释压的作用。3.座舱空气分配系统图7-5升压式制冷系统的基本形式空气进入各分配管道进入座舱和驾驶舱。空气进入座舱供气混合分配器里，大出口连客舱调节空气管，小出口连驾驶舱调节空气管。分配比例：左系统30%给驾驶舱左系统70%+右系统给座舱。地面状态，地面空调车调节舱内空气。Page25Page264.冲压空气通风系统飞机在座舱非增压状态飞行时，可接通冲压空气开关，利用冲压空气为座舱通风。地面用风扇引冲压空气为座舱通风。5.座舱空气再循环系统由风扇、单向活门、过滤器和管道组成。再循环风扇从客舱地板下吸入从客舱中排除的再循环空气，先经过过滤器净化，再将其输送到混合分配器下游天花板上的客舱的调节空气管。再循环风扇：在飞机起飞离地3s自动接通并在整个飞行过程中连续工作。作用：在减少发动机空调引气的情况下保证座舱良好的通风条件。Page2713.2.4性能数据项目数据座舱温度自动控制范围/°C18.3~26.7座舱冷却能力一套系统冷却能力/°C座舱温度21.1~26.7两套系统冷却能力/°C环境温度为39.4，机身蒙皮为60，在25分钟内座舱降至23.9系统加温能力环境温度为-66.1，飞行高度为11278m，座舱温度可达21.1Page2813.2.4性能数据客舱温度场的要求：1.在任一座位处，地板上方10.16~111.76cm之间整个空间内，沿垂直中心线测量的垂直温差3.3°C；2.沿任一排座位，地板上方10.16~111.76cm之间的同一平面，左右外侧两个座位中线连线上的任意两点之间的侧向温差1.7°C；3.地板上方1.22m的水平面，沿座舱中心线任何前后两排座位之间的两点，纵向温差2.2°C。Page2913.2.5设计特点分析1.需要经常维护的部件2.空气循环系统的双喷嘴3.空气净化器4.低压水分离器5.防冰网6.输水引射系统冷却系统Page301.需要经常维护的部件地面使用机载辅助动力装置供气时，引气量有限，需关闭一套喷嘴来获取最大冷却容量。2.空气循环系统的双喷嘴水分离器：凝聚袋要求定期清洗和更换；空气循环装置：机械式轴承的冷却润滑系统需要定时加油。Page313.空气净化器工作原理：内部有个涡流发生器，在其中，气流旋转运动产生的离心力，使供气中所含的颗粒状杂质贴近净化器管壁，并沿管壁流向端头收集器，通过排放活门排除机外；排放活门：常闭活门，在飞机停靠地面，仅发动机工作而APU不工作，或，飞机在空中，襟翼放下角度大于6°C时打开。4.水分离器低压除水，普通的凝聚袋离心式除水装置被水分离器析出的水在次级热交换器冷却空气一侧的换热表面上，以提高热交换器换热效率。Page325.防冰网为防止涡轮出口湿冷空气在水分离器内结冰，采用一个水分离器温度控制活门，使热空气经旁路空气循环装置，并以防冰网为控制点；出现结冰，防冰网空气阻力增加，活门打开，热空气进入涡轮出口，融化防冰网上的冰。6.双引射器除水系统将涡轮出口下游和水分离器温度控制活门处的水的积水去除。Page33驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶舱温度；客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度，两个舱的温度互不影响。温度控制系统Page34驾驶舱温度控制系统控制空调左系统，调节驾驶舱温度；客舱温度控制系统控制空调右系统，调节客舱温度，两个舱的温度互不影响。温度控制系统Page3513.3设备冷却和货仓加热设备冷却系统利用驾驶舱排气，对电子/电气设备舱、无线电架设备、主仪表板仪表和遮光板上的仪表进行冷却；前货仓加热用流经设备冷却的空气加热，中货舱和后货仓的加热利用客舱排气。两套冷却系统，提高冷却可靠性；前货仓采用恒温控制，可以用来运输生物。Page3613.4座舱压力控制系统座舱增压的实现：将一定压力的调节空气输入座舱；座舱压力、压力变化率和座舱压差的改变：改变排到机身外的调节空气流量进行控制；座舱增压区：驾驶舱，客舱，电子/电气设备舱、前货仓和后货仓Page3713.5防冰和除雨系统需要防冰的部位①机翼前缘、导流板、水平安定面前缘和冲压空气进口；②驾驶舱风挡玻璃和窗户；③总压管、静压感压口、冲压空气温度传感器、迎角传感器和水系统服务板；④发动机进气道前缘、导向叶片和前锥。防冰方式：热空气防冰和电防冰；风挡除雨：除雨剂。13.5.1概述Page3813.5.2组成1.机/尾翼防冰系统2.发动机防冰系统3.传感器防冰系统4.驾驶舱窗玻璃和风挡玻璃防冰除雾系统5.风挡除雨系统气动翼面和发动机采用热空气防冰大气数据和风挡玻璃采用电防冰。Page3913.6氧气系统空勤氧气系统为增压式气态系统；旅客氧气系统采用化学氧气系统；座舱内还配有便携式氧气装置供移动使用，或紧急救护。谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微