内容发布更新时间 : 2024/7/1 0:04:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

温度控制系统的附件还包括执行机构。执行机构由控制活门及其作动器组成，座舱温度控制系统中常用的控制活门有如图8-12所示的蝶形活门、闸板活门和菌形活门（平板活门）。

图8-12 常用的控制活门

此外，对飞机电子设备舱和货舱也应该进行空气的温度调节。

随着现代飞机的不断发展，其电子设备逐渐增多，电子设备的散热量也愈来愈大，因此为保证电子设备的正常工作，对电子设备的冷却问题也显得更加重要。

一般来说，电子设备能在高于人体所能承受的环境温度下可靠地工作（电子设备舱的排气温度为38～71oC时，电子设备的工作不会出现异常情况）。因此，为减少发动机的引气量、减小制冷系统的工作负荷，现代大型客机普遍采用座舱排气对电子设备进行冷却。

货舱加温的目的是保持机身下的货舱温度高于结冰温度，防止冻坏货物。一般来说，现代客机的货舱都是采用座舱排气进行加温的。

8.5 座舱压力控制系统

座舱压力控制系统的基本任务就是保证在给定的飞行高度范围内，座舱的压力及其压力变化速度满足人体生理要求。 一、座舱压力制度

座舱压力随高度的静态变化关系，通常称为座舱压力制度。 下面简要介绍波音-737飞机的压力制度。

图8-13为波音-737飞机座舱压力调节的基本规律，图中左侧曲线的纵坐标为高度（包括飞行高度和座舱高度），横坐标为时间，称为飞行剖面曲线；右侧曲线的纵坐标为高度，横坐标为环境压力，即标准大气压力曲线。从图中可以看出，飞机起飞后座舱压力连续变化，只有达到预定巡航高度时才达到余压控制值。

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图 8-13 波音-737飞机座舱压力调节的基本规律

从左图的飞行剖面曲线可以看出，在从起飞、爬高、巡航到着陆的整个飞行过程，飞行高度和座舱高度（座舱压力）相对于时间的关系规律，飞行高度用虚线表示，座舱高度用实线表示。应当注意座舱高度与座舱压力的关系，座舱高度较高意味着座舱压力相对较低。

在正常工作情况下，巡航时座舱压力与飞机所在高度处的外界大气压力之差约为7.8psi。在飞机上升和下降期间，座舱压力的变化与飞行高度上升和下降成比例变化。

右图是飞机所在飞行高度外界空气的绝对压力与高度的关系曲线。由曲线可以看出，随飞行高度的增大，大气压力减小，即飞机上升时其环境压力下降。

飞机在30,000ft飞行高度巡航时，外界大气压力是4.36psi，余压为7.8psi，因此，这时座舱内的空气压力为4.36+7.8=12.16(psi)，这相当于座舱高度5,150ft。 二、座舱压力控制系统的类型

目前，旅客机座舱压力控制系统有多种类型，按照系统的控制部件（压力控制器）与执行部件（排气活门）的工作原理，主要可分成下列几类：气动式，如运七飞机的座舱增压系统；电控气动式，如波音-707和BAe-146飞机；微机电动式，如波音-737、757、767和A-310等飞机的座舱增压系统。这里就如何实现前述的压力制度简要介绍气动式压力控制装置和微机控制的电动式座舱增压装置。 （一）气动式座舱压力控制系统

1、气动式座舱压力调节装置的基本结构

图8-14为气动式座舱压力调节装置的结构原理，它包括压力调节盒（控制机构）和排气活门（执行机构）两个基本部分。

压力调节盒是一个密封盒，盒内有绝对压力调节机构和余压调节机构。绝对压力调节机构由活门1、弹簧1和真空膜盒组成；余压调节机构由活门2、弹簧2和压差膜盒组成。压力调节盒上有与座舱空气pc连通的小孔，称为定径孔，还有通大气的管路。 排气活门是由压力调节盒控制工作的，它由膜片1、膜片2、弹簧3和活门3组成。膜片1上腔与调节盒A腔相通，下腔则与座舱空气连通，经过放气活门可将座舱空气排放到座舱外面去。 12

图8-14 气动式座舱压力调节装置原理图

2、气动式座舱压力调节装置的工作原理

系统工作时，通过定径孔压力调节盒A腔内为座舱空气压力，同时A腔内的空气可经活门1或2排入大气，这两个活门的开度控制排气量的大小，即控制A腔压力的大小。当飞机起飞及飞行高度变化时，绝对压力调节机构和余压调节机构相继工作，使调节盒A腔内的压力按一定规律变化，从而实现前述压力制度中acde曲线的变化，各区段工作原理如下：

（1）自由通风区

在到达调定的起始增压高度之前，余压机构的活门2处在关闭位置，余压控制机构不起作用，而绝对压力调节机构的活门1在真空膜盒收缩的带动下处于全开位，这样座舱空气通过定径孔进入调节盒后可以无阻碍地通过活门1进入大气，所以调节盒内不增压，即处于自由通风状态。在这种情况下，由于存在有空气流动的阻力，实际的座舱压力（等于A腔压力）比外界大气压力高4～5mmHg。

（2）等绝对压力调节区

随着飞行高度的增加，当到达起始增压高度后，绝对压力调节机构的真空膜盒由于压力调节盒内压力的逐渐降低而慢慢膨胀，使活门1临近关闭，这时A腔压力与起始增压高度上的压力一样。实际上，因为空调组件仍在不断地向座舱供气，所以活门1在一定时间内会保留一个小的开度以起节流作用，不过此开度也随飞行增加而逐渐减小，节流作用逐渐加大，因此调节盒内余压增大，此时，活门2仍不参加工作。这便是等绝对压力调节区cd段的工作情况。

（3）等余压调节

当飞行高度继续升高，在座舱余压达到预定值的高度之后，活门1关死，余压调节机构开始工作。因为压差膜盒内腔通大气，外腔为压力调节盒的压力pa，在两者形成的压差作用下（高度增加，压差增大），压差膜盒使活门2左移而打开，保持调节盒内的压力pa与外界大气压力ph之差值不变，这即是等余压调节。与此同时，由于调节盒A腔的绝对压力随飞机爬高而下降，绝对压力调节机构便使活门1关闭而退出工作。

在上述几种情况下，排气活门的工作都是受调节盒控制的，膜片1的上腔（B腔）通调节盒A腔，下腔通座舱。由于活门3的重量和弹簧3的张力都很小，而薄膜1面积大，所以只要座舱压力稍微超过调节盒的压力，就可将排气活门3打开，使座舱空气排出。由此可见，排气活门机构可以使座舱压力近似地等于调节盒A腔的压力。这样，当

13 飞行高度变化时，座舱压力就能跟随调节盒内的压力按相同的规律变化。所以，对气动式座舱增压系统而言，飞机座舱压力的调节规律，实际上就是压力调节盒内压力的调节规律。

（4）座舱压力变化率的控制

座舱供气量的变化将引起座舱压力变化率的变化。同时，飞机飞行状态的变化也将引起座舱压力变化速率的改变，如dpc/dt随垂直升降速度vy的变化而变化；此外，飞机在地面滑跑起飞时，由于飞机姿态的改变，排气活门出口反压的变化，也会引起座舱压力的波动。

如何控制dpc/dt值呢？我们知道，座舱压力是按调节器A腔的压力控制的，排气活门只是它的一个随动执行机构，所以与上述压力大小的调节原理类似，只要限制A腔的压力变化率dpA/dt就可以限制座舱压力变化率dpc/dt。 （二）微机电动式座舱压力控制系统

这种座舱压力控制系统采用微处理机作为控制部件，它能根据预先调定的座舱参数与实际的飞行状态及外界环境参数，为系统提供自动和非自动增压程序；系统的执行部分是由电动马达驱动的排气活门，它接收控制指令，以实现座舱压力制度。现以波音-737飞机的增压系统为例介绍如下。 1、组成和功能

飞机的座舱增压系统分为正常压力控制和非正常压力控制两大部分。

正常压力控制具有四种工作模式：自动模式、备用模式、人工交流模式和人工直流模式。正常工作为自动模式，备用模式为半自动，作为自动模式的备份，两个人工模式分别通过独立的电马达直接控制排气活门，作为自动与备用模式的备份。所有工作模式都通过调节排气活门的位置，保持座舱压力为要求值。正常飞行时，飞机到达巡航高度保持座舱余压?pc为7.8psi。

非正常情况下的压力控制由外释活门（即安全活门）、内释压活门（负压活门）作为执行元件。外释压活门为气动式，用来防止座舱余压?pc>8.5psi，内释压活门用来防止座舱内负余压超过1psi。此外，当座舱高度hc超过10,000ft时，由座舱高度警告系统发出座舱高度警告信号。

前后排气活门的构造相同，它们是一种由一个交流马达和一个直流马达分别带动的活门机构。在自动与人工交流工作模式操纵交流马达，而在备用及人工直流工作模式操纵直流马达。任一马达工作时，另一马达的离合器脱开。在工作过程中，后排气活门经常处于调节状态，用以调节座舱内的空气压力，当它在全开位置时，可以回收一部分推力，但飞机在巡航时，活门开度很小，这样可以满足发动机经济性的要求。前排气活门辅助后排气活门工作，它接收后排气活门的控制信号，当后排气活门距全关位0.5度时，前排气活门关闭；当后排气活门从关位打开到大于4.5度时，前排气活门打开。 2、自动工作模式时的压力制度和工作程序

（1）自动工作模式时的压力制度

图8-13给出的是最基本的压力制度，实际上，工作模式不同时，压力制度也不同。图8-15给出了波音-737飞机座舱增压系统自动工作模式时的压力制度。

自动工作模式是正常情况下的工作模式，只要驾驶员在压力控制面板上通过“着陆高度”旋钮选定着陆机场的高度（相应的着陆高度值显示在数字显示器上），通过“飞行高度”旋钮选定飞机的巡航高度（巡航高度值显示在数字显示器上），则压力控制器内的微机将计算出一个自动增压程序，其输出信号用于操纵排气活门的交流马达工作。起飞和着陆信号是由起落架的“空中/地面”感应电门自动给出的。 14

图8-15 典型的自动方式座舱增压压力制度

由图可见，在飞机起飞离地前，其座舱高度大约低于跑道场压0.1psi (189ft)。这种在起飞前（还包括着陆后）使座舱压力比机场场压还高的增压方式叫做座舱预增压。随后，飞机开始爬升程序，根据压力控制器计算出的座舱压力指令工作，随着飞行高度增加，座舱高度增加，座舱压力减小。

为什么要对飞机进行预增压呢？其主要目的是为了防止飞机姿态突然改变时产生座舱压力波动。因为飞机姿态改变时，如飞机起飞由滑跑拉起时，排气活门出口反压也会突然变化，引起排气活门的开度变化，从而导致座舱压力波动；当预增压后，排气活门接近关闭，在起飞抬起前轮时刻，冲压气流不会对排气活门产生影响。所以，波音系列飞机和麦道、空中客车等系列飞机都有预增压功能，使座舱内预先建立微小的余压值。

飞机巡航过程中，增压系统进入等压控制阶段。若巡航高度选定值低于或等于28,000ft时，控制最大余压为7.45psi；若选定巡航高度大于28,000ft时，则座舱余压值为7.8psi。

飞机从巡航转入下降时，压力控制系统给出下降程序，座舱高度将从等压程序下降到大约比调定的着陆机场场压低300ft的高度。将座舱压力增高一点，也是为了确保进场着陆时排气活门处于关闭状态，从而避免座舱压力出现波动。

爬升时，座舱高度上升的最大速率为500ft/min；下降时，座舱高度的最大下降速率为350ft/min。飞机下降时的座舱高度最大变化速率小于上升时的座舱高度最大变化速

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