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滚滚热浪 飞机也靠空调续命?

发布时间:2020-06-03 20:28:17

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小伙伴们,今日大暑

又到了每年最难挨的日子——

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每到这个时候,感觉“续命三件套”好亲切

啥?

——空调、WIFI、西瓜

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等等,忽然想发出灵魂三问?

尽管问

飞机上有空调吗?

当然,飞机也有自己的“空调”,但在行业内这个系统叫做“环境控制系统(EnvironmentalControl System)”,简称环控系统。

飞机上的空调也是调节温度的吗?

温度调节只是环控系统的一个子功能之一,环控系统还可调节诸如压力、湿度等与环境相关的物理量。

俗话说,高出不胜寒,空中真的热吗?

下面这个图展示了随着飞行高度的变化,大气温度的变化趋势,不同的曲线分别代表不同的环境情况。虽然不同环境情况(如热带与寒带)的高度—温度关系不尽相同,但有一点是毋庸置疑的,即在高海拔区域温度达到零下几十度。

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也就是说,即使是大暑这个温度也已经远远超过了人体的舒适温度,如果机组人员和乘客直接处在这个环境中……?

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实际上除了人体需要在一个合适的温度区间下,飞机上的各类设备也有自己的工作温度区间,超出相应的区间将会导致人体或设备出现不适,影响飞机的飞行安全。

人体和机载设备对压力、湿度、含氧量等与环境相关的物理量也有一定需求,压力、湿度和含氧量等不能太大,也不能太小,需要处于一个合适的范围内。环控系统即根据不同的控制需求,在不同的区域内,使用不同的方法控制这些变量处于一个合适的范围,以实现人—机均处于一个良好的环境状态。

哇哦,信息量好大

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下面说说飞机空调哪些事——

说说飞机空调以前有吗?

自从 1903 年莱特兄弟制造出第一架飞机以后的一段时间内,飞机上所用的都是敞开式座舱,无法进行环境控制。

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呵呵,那是甩着鼻涕,冷暖自知的赶脚啊

随着飞机的构造及性能的改进,飞行高度越来越高,同时伴随着高空的低温、低气压和缺氧的危险,生命保障要求将座舱改为气密座舱,这时环境控制系统才应运而生。

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说说飞机空调都有哪些类型?

飞机制冷系统主要有两大类型:空气循环制冷系统和蒸发循环制冷系统。空气循环系统是根据热能转换为机械功的原理而散热;蒸发循环系统中热量是在液态制冷剂蒸发过程中散走的。这两种系统既可单独使用,又可以组合使用。

空气循环制冷系统中的气源主要是由发动机引出的空气来提供。由发动机提供的高温高压气体,经过一系列的热交换器初步降温,然后再由冷却涡轮膨胀降温,得到低温压的空气供入舱内。冷却涡轮的作用是将热能转化为有用功,并驱动压气机、风扇等设备。大部分的军用飞机和旅客机都是采用空气循环制冷系统。这里需要注意的是,采用空气循环制冷系统的前提是气源,除了上述的发动机引气外(最主要),还包括APU引气与地面引气。

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(波音737飞机发动机,发动机引气即来源于此)

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(APU,辅助动力单元,也可提供气源)

蒸发循环制冷系统与地面上的蒸发压缩式制冷循环空调系统原理一致,利用制冷剂的状态变化来转移能量。制冷剂在蒸发器中吸收被冷却介质的热量而汽化,在冷凝器中经过冷却介质的冷却放出热量而冷凝,将低温气体中的热量取出并把它排入高温气体中去,从而实现制冷的目的。由于现代飞机需要的冷量不断增加,蒸发压缩式制冷技术的进步和新型制冷剂方面的研究,使得蒸发循环在大型旅客机的辅助制冷单元中和高性能军用飞机中应用广泛。

说说飞机空调还想问问为什么?

1、飞机空调能不能像地面空调那样操作?

飞机空调不仅仅起到制冷和加热的作用,还包括环境压力控制。家用空调可以在感觉温度较低时关闭,等到温度升高后再重新打开,但飞机上的空调不能这样操作,否则会引起压力的剧烈变化,导致“压耳现象”,就像在儿童乐园中坐过山车的感觉,会在飞机的爬升、下滑阶段感受到耳鸣、耳痛。这里还有一个航空小常识,出现这种情况可以通过反复张嘴吞咽或者嚼口香糖的方式缓解。

2、飞机上为什么要设个人通风呢?

由于飞机空间本身比较密闭,这种情况下保持空气相对流通至关重要。但不同供气温度下乘客对不同风速的感受是不同的,如在夏天时乘客觉得吹些风是很惬意的一件事;但冬天吹风就会有寒冷的感觉。通过局部气流方向和大小可以改善人体的感受,兼顾大多数乘客的同时又解决个性化需求,所以在每个乘员的头顶部设有个人通风口,该通风口可通过手动控制改变气流的方向和大小,达到改善局部环境舒适度的目的。

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3、为什么有时乘飞机会有腾云驾雾的感觉?

这是由于在夏天,空调系统供气温度比较低。当空调关闭后,管道壁面的霜会融化,同时由于管壁低温,外界高温高湿空气在管壁内冷凝后形成水滴聚集。当再次开启空调,高速的气流会将这部分管道内部冷凝水雾化,如果湿度过大,尤其是大雨后还有可能出现喷水状态。

说说飞机空调成长还在路上?

飞机空调系统的成长也是伴随着飞机的发展逐步成熟的,从初期的开放式系统、半封闭系统到后期的闭环系统,经过不断的技术迭代,最终达到我们今天比较先进的数字式座舱压力控制系统、双轴四轮高压除水和全电环控系统。今后的飞机环境控制系统,会向着热能综合管理的方向发展,将整机功率、发动机功率和冷却装置综合成为整体组件,在热量和功的需求与使用上,进行统一管理,实现从分系统优化向整机性能优化的跨越式转变!

飞机上的空调原来这么多学问,今天可算明白了

最后隆重推出,给大家科普的飞机工程师,他们不仅能玩转环控系统,也能在滚滚热浪中,奋力奔跑和追梦。

王欣语

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马慧才

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李荣军

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