民航飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)研究

民航飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)研究

王 野

（吉林空港航空地面服務(wù)有限公司，吉林長(zhǎng)春 130501）

摘 要 介紹民航飛機(jī)壓力和溫度控制方案，分析各個(gè)飛行階段壓力制度；對(duì)飛機(jī)制冷技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)空氣循環(huán)制冷技術(shù)分析，研究制冷機(jī)各個(gè)部件出口溫度，闡明制冷系統(tǒng)制冷原理，簡(jiǎn)要概述了除水和清潔空氣方法，討論制冷技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 空調(diào)；壓力制度；溫度控制；空氣制冷；除水

中圖分類(lèi)號(hào)：V245 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0049-03

1903年萊特兄弟設(shè)計(jì)制造了人類(lèi)文明史上第一架小型民用飛機(jī)，隨著科技進(jìn)步，飛機(jī)飛得越來(lái)越快，越來(lái)越高。高空缺氧氣低壓?jiǎn)栴}自然而然的顯現(xiàn)出來(lái)。早期飛機(jī)飛行高度低，速度小，所在高度層的空氣密度，溫度完全可以滿足機(jī)組人員和乘客的生存需要。而現(xiàn)在民航飛機(jī)飛行高度一般在9000米到11000米之間，位于對(duì)流層頂部和平流層底部，大氣穩(wěn)定，流動(dòng)很小，溫度甚至沒(méi)有變化。這些穩(wěn)定的參數(shù)多民航飛機(jī)的設(shè)計(jì)非常有利。但是，此區(qū)間空氣密度小，氣溫低，氧氣不足，氣溫低至恒溫的-56℃，氣壓也僅僅為20 kPa，根本無(wú)法滿足人類(lèi)生存需要。對(duì)于機(jī)組人員和旅客生存保障而引入空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的功用主要有：1）保證機(jī)組和乘客的正常工作條件和生活條件；2）對(duì)電子設(shè)備冷卻；3）控制貨倉(cāng)溫度壓力?？照{(diào)系統(tǒng)具體需要調(diào)節(jié)的大氣參數(shù)有：壓力、溫度、濕度、清潔度。

1 空調(diào)系統(tǒng)概述

談到空調(diào)，不得不提空調(diào)系統(tǒng)空氣來(lái)源，現(xiàn)代民航客機(jī)引氣來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)高壓級(jí)引氣（發(fā)動(dòng)機(jī)引氣）、地面氣源和APU引氣。引氣進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)之前，通過(guò)流量控制和關(guān)斷活門(mén)保證進(jìn)入管路的空氣流量恒定。同時(shí)，溫度、壓力也得到簡(jiǎn)單的控制，保證高溫不超預(yù)設(shè)溫度、高壓不超預(yù)設(shè)壓力。

高空巡航狀態(tài)的飛機(jī)引氣來(lái)源正常選擇只有發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)之前其參數(shù)為，溫度400℉（205℃）上下、壓力僅僅保證不高于220PSI（15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓）。以波音737NG系列飛機(jī)為例，其引氣溫度在390℉到440℉（199℃到227℃），壓力160PSI到180PSI（11到12個(gè)大氣壓）之間。對(duì)于壓力而言，一是滿足人的生活生存需求；二是控制內(nèi)外壓差，防止過(guò)壓。由于引氣量通過(guò)引氣系統(tǒng)保證足夠且恒流量，現(xiàn)代飛機(jī)是對(duì)座艙壓力控制方法是控制排出氣量，達(dá)到氣壓在15PSI（一個(gè)大氣壓）左右，且不出現(xiàn)負(fù)壓，也就是說(shuō)控制排氣活門(mén)的開(kāi)度達(dá)到控制所需的氣壓。

對(duì)于溫度而言，首先，人類(lèi)感覺(jué)舒適的大氣參數(shù)為溫度華氏75℉（24℃），壓力14.7PSI（一個(gè)大氣壓）。而發(fā)動(dòng)機(jī)引氣特點(diǎn)高溫400℉，高壓200PSI，相差甚多；其次電子設(shè)備自身發(fā)熱之后也需要低溫冷卻防止過(guò)熱損壞。所以溫度控制方案是如何把已有的高溫空氣降至低溫，從而與熱空氣混合，達(dá)到我們想要的華氏75℉的空氣。換言之溫度控制的核心技術(shù)是對(duì)熱空氣進(jìn)行降溫的制冷技術(shù)。民航飛機(jī)采取的制冷技術(shù)主要有空氣循環(huán)制冷和蒸發(fā)循環(huán)制冷兩種方式。

另外，大氣含有一定水分，而飛機(jī)結(jié)構(gòu)為了防腐，空調(diào)系統(tǒng)一般只采取除水，而不采取加濕。至于干燥后造成旅客的不適一般采取飲水補(bǔ)充。除水技術(shù)目前已成為制冷機(jī)的一部分；空氣中同時(shí)存在各種雜質(zhì)，尤其低空，難免有霧霾、沙塵等空氣污染物。而旅客機(jī)組需要的是清潔可用的空氣，電子設(shè)備的冷卻空氣也需要盡量的減少灰塵以防散熱不良。所以空調(diào)系統(tǒng)送出的空氣盡量減少這些污染物。

2 壓力控制

空調(diào)系統(tǒng)壓力控制通過(guò)控制排氣活門(mén)開(kāi)度控制壓力，也就是控制排氣量。一般為了防止客艙氣壓低，我們要保證座艙壓力高度（座艙內(nèi)部氣壓所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力高度，高度越高，氣壓越低）不超過(guò)2400米（8000英尺）。并且當(dāng)座艙壓力高度達(dá)到3000米（10000英尺）時(shí)，應(yīng)有警告以防氣壓太低；同時(shí)，從舒適度上考慮，座艙高度上升變化率小于500英尺/分（152米/分）。下降變化率小于350英尺/分（107米/分）時(shí)；另外，防止飛機(jī)結(jié)構(gòu)損壞，還要限制內(nèi)外壓差，尤其避免飛機(jī)承受負(fù)壓差。達(dá)到以上的要求就要有一定的增壓規(guī)則，我們稱(chēng)為壓力制度。壓力制度是壓力隨高度變化的規(guī)律，早期民航飛機(jī)采取三段式壓力制度，隨著電子式壓力控制器替代氣動(dòng)式壓力控制器，現(xiàn)代大型客機(jī)采取可以提供更為舒適的直線式壓力制度。圖1為波音B738的壓力制度。

圖1 B738座艙壓力制度

圖1中，我們將飛行分為五個(gè)階段：地面預(yù)增壓、爬升、巡航、下降、地面不增壓。

地面預(yù)增壓控制程序是控制器輸出一個(gè)使座艙高度低于當(dāng)?shù)貦C(jī)場(chǎng)高度-189英尺的控制信號(hào)。也就是對(duì)飛機(jī)座艙預(yù)先的增壓，這個(gè)預(yù)先的增壓可以抑制起飛前大速度滑跑引起的座艙內(nèi)外壓差變化；起飛之后主輪離地轉(zhuǎn)入爬升程序，預(yù)定的壓力制度控制排氣活門(mén)，控制座艙高度慢慢上升，也就是慢慢的降低座艙內(nèi)部氣壓。當(dāng)座艙內(nèi)外壓差達(dá)到1500ft（內(nèi)外氣壓高度差約為0.25psi）時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入飛行段最多運(yùn)行時(shí)間的巡航程序。座艙內(nèi)外壓差值這個(gè)0.25psi的提前量是為了避免飛機(jī)在巡航中由于氣流變化掉高度引起控制系統(tǒng)過(guò)多調(diào)節(jié)，巡航程序時(shí)飛機(jī)只要掉高度不超過(guò)1500ft，座艙內(nèi)部壓力保持恒定值，座艙高度保持不變；下降程序是當(dāng)座艙的內(nèi)外壓差值再次出現(xiàn)比巡航設(shè)定值低0.25psi時(shí)，由巡航程序轉(zhuǎn)入下降程序。當(dāng)飛機(jī)主輪接地起落架壓縮轉(zhuǎn)換空地信號(hào)時(shí)，此時(shí)控制系統(tǒng)保持座艙高度比設(shè)定的著陸場(chǎng)高度低-300英尺，防止過(guò)大著陸載荷引氣客艙內(nèi)氣壓波動(dòng)引起不適。著陸后重新執(zhí)行地面預(yù)增壓程序，保持座艙高度低于著陸場(chǎng)地-189英尺。直到飛行員停場(chǎng)時(shí)選擇地面自由通風(fēng)模式后直接轉(zhuǎn)入不增壓模式。

3 溫度控制

飛機(jī)的引氣是熱空氣，所以為了控制溫度，首先要制冷。制冷方式一般采取兩種，一種是早期飛機(jī)采用的蒸發(fā)循環(huán)制冷；一種是當(dāng)下主流飛機(jī)使用的蒸發(fā)循環(huán)制冷。前者采取閉環(huán)控制，制冷劑通過(guò)相變帶走熱量；后者采取開(kāi)環(huán)控制，制冷劑是空氣本身，通過(guò)對(duì)外做功降低熱量。endprint

3.1 制冷方式

蒸發(fā)循環(huán)制冷早期使用氨作為制冷工質(zhì)，到了近現(xiàn)代采用氟里昂代替。其原理如圖2所示，通過(guò)一系列機(jī)械機(jī)構(gòu)在蒸發(fā)器之內(nèi)得到低溫液態(tài)制冷劑，與被降溫的引氣進(jìn)行熱交換。其缺點(diǎn)是需要使用消耗性的制冷劑，從而需要更多地維護(hù)，制冷劑又對(duì)環(huán)境有較大破壞，所以這種制冷方式僅用于早期飛機(jī)。

圖2 蒸發(fā)循環(huán)制冷

空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的工質(zhì)是空氣，理論基礎(chǔ)是逆布雷頓循環(huán)，通過(guò)高壓引氣對(duì)外做功降低內(nèi)能制冷。理論上由四個(gè)熱力學(xué)過(guò)程組成：一是絕熱壓縮，此過(guò)程理論上沒(méi)有能量交換，實(shí)際過(guò)程中熵的增加也不是很多，所以我們也稱(chēng)為等熵壓縮；二是等壓冷卻，此過(guò)程顧名思義，維持壓力不變，溫度降低；三是絕熱膨脹；四是等壓吸熱。由圖3中我們可以看出功和熱的傳遞方向。

圖3 空氣循環(huán)制冷原理

空氣循環(huán)制冷相比蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)：1）空氣循環(huán)制冷利用空氣為冷卻介質(zhì)無(wú)毒無(wú)害，容易獲取。且制空氣在作為工質(zhì)時(shí)始終是氣態(tài)，不產(chǎn)生相變，同時(shí)，空氣又是取之不盡用之不竭經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；2）空氣循環(huán)機(jī)工作溫度限制小，可達(dá)到-50℃甚至更低；3）空氣循環(huán)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件少可靠性高，空氣作為制冷劑，無(wú)毒無(wú)害無(wú)需任何處理。封嚴(yán)要求并不苛刻，所以空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)在實(shí)際工作中維護(hù)工作量低；4）由于現(xiàn)代民航飛機(jī)可以提供的氣壓具有高溫高壓的特性，沖壓空氣通過(guò)沖擊渦輪對(duì)外做功降溫，對(duì)空氣循環(huán)機(jī)的使用提供了有利的條件。

3.2 空氣循環(huán)制冷機(jī)

民航飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)由高溫高壓的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮引氣源、熱交換器、空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）組成。首先引氣和沖壓的冷空氣在熱交換器內(nèi)完成熱交換，隨后進(jìn)入ACM機(jī)，ACM機(jī)就是一個(gè)把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，核心部件是渦輪，一種空氣流過(guò)之后對(duì)外做功降溫的部件。引氣通過(guò)ACM機(jī)后本身的溫度和壓力在ACM機(jī)結(jié)構(gòu)的渦輪出口得到大大降低，獲得溫度低于0℃的引氣，再與不經(jīng)過(guò)ACM機(jī)的熱路引氣按一定的比例混合，之后就可以通向客艙提供舒適環(huán)境并增壓。同時(shí)一部分冷路引氣可以直接混合熱路引氣對(duì)電子設(shè)備艙冷卻。民航ACM機(jī)的工作原理相同，都是氣體通過(guò)渦輪對(duì)外做功內(nèi)能減小，溫度降低。僅僅配置不同而已，一般采取以下幾種形式：簡(jiǎn)單式、升壓式、三輪式。

3.2.1 簡(jiǎn)單式ACM機(jī)

簡(jiǎn)單式ACM機(jī)是最早期的應(yīng)用，其組成也非常簡(jiǎn)單：風(fēng)扇、渦輪、熱交換器。如圖4所示：其原理是引氣最終通過(guò)渦輪降溫，同時(shí)對(duì)外做功。既然對(duì)外做功，做的功怎么應(yīng)用？簡(jiǎn)單式的ACM機(jī)的功耗方式是帶動(dòng)同軸風(fēng)扇。而風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抽動(dòng)外界的冷空氣，這部分冷空氣又可以初始冷卻熱引氣。該系統(tǒng)缺點(diǎn)是引氣做功量不多，降溫效果不明顯，效率低；再者使用高度受限，飛機(jī)飛行高度增加時(shí)，風(fēng)扇負(fù)荷減小，最終導(dǎo)致同軸的渦輪轉(zhuǎn)速迅速增加，甚致超轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，早期飛機(jī)廣泛應(yīng)用這種形式。

圖4 簡(jiǎn)單循環(huán)系統(tǒng)

3.2.2 升壓式ACM機(jī)

升壓式ACM機(jī)是對(duì)簡(jiǎn)單ACM機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，其組成和簡(jiǎn)單式ACM機(jī)也大體相同，就是把簡(jiǎn)單式的風(fēng)扇換成了壓縮氣體的壓氣機(jī)。渦輪輸出的功帶動(dòng)的部件也就換成了壓氣機(jī)，升壓式ACM機(jī)通過(guò)壓氣機(jī)對(duì)高壓引氣再一次增加壓力，使進(jìn)入渦輪引氣壓力進(jìn)一步增加，解決了簡(jiǎn)單式ACM機(jī)問(wèn)題。但同時(shí)其缺點(diǎn)也迅速顯現(xiàn)，著陸停場(chǎng)后無(wú)沖壓空氣時(shí)熱交換器無(wú)法工作，制冷能力下降非常嚴(yán)重，只能另設(shè)電動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行抽吸外界空氣冷卻，此系統(tǒng)是三輪式ACM機(jī)的雛形。升壓式ACM機(jī)應(yīng)用民航客氣有波音727、737CL、747、757、767等。

3.2.3 三輪式ACM機(jī)

升壓式ACM機(jī)問(wèn)題是著陸后性能不好，其解決辦法又是增加電動(dòng)風(fēng)扇，那我們?yōu)槭裁床荒茉谏龎菏紸CM機(jī)基礎(chǔ)上再增加一級(jí)同軸風(fēng)扇？三輪式ACM機(jī)整合了簡(jiǎn)單ACM機(jī)和升壓式ACM機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，如圖5所示。其組成是兩級(jí)散熱器、風(fēng)扇、壓氣機(jī)、渦輪。渦輪輸出功由兩部分消耗，分別是風(fēng)扇、壓氣機(jī)。二者之間能耗比氣動(dòng)配平。三輪式ACM機(jī)由于存在同軸風(fēng)扇、渦輪前壓氣機(jī)，即使在飛機(jī)停場(chǎng)期間，性能也得到了保障，所以得到廣泛應(yīng)用。如歐洲空中客車(chē)的A330和A340飛機(jī)，波音737NG飛機(jī)。

三輪式ACM機(jī)通過(guò)渦輪內(nèi)空氣膨脹降溫，搭配兩級(jí)散熱器能夠很好的降溫，圖6以空中客車(chē)A330飛機(jī)為例，闡述飛機(jī)三輪式循環(huán)機(jī)各個(gè)位置溫度變化。首先200℃的發(fā)動(dòng)機(jī)高溫引氣經(jīng)初級(jí)散熱器溫度降至120℃后進(jìn)入壓氣機(jī)壓縮，壓縮后的空氣靜壓氣機(jī)溫度升至180℃，再流經(jīng)主散熱器之后溫度降至70℃進(jìn)入渦輪進(jìn)口。最后經(jīng)渦輪膨脹降溫溫度降至接近-50℃。由圖中不難看出，散熱器降溫效果明顯。甚至可以對(duì)引氣降溫50﹪。所以民航飛機(jī)由于散熱器被大氣灰塵長(zhǎng)期累積的堵塞引起很多過(guò)熱故障。

圖6 三輪空氣循環(huán)機(jī)溫度變化曲線

由三輪式循環(huán)系統(tǒng)不難想到四輪ACM機(jī)，也就是在三輪式ACM機(jī)基礎(chǔ)上，增加一級(jí)渦輪，并且控制增加的渦輪出口溫溫度。原理同三級(jí)ACM機(jī)。四級(jí)ACM機(jī)應(yīng)用于波音B777系統(tǒng)上。作為空調(diào)系統(tǒng)三級(jí)ACM機(jī)其可靠性高、故障率低，已基本滿足大多數(shù)民航要求。四級(jí)升ACM機(jī)增加渦輪的同時(shí)，也增加了運(yùn)動(dòng)部件渦輪，傳感器也隨之增加，同時(shí)又增加了一級(jí)熱交換器。而熱交換器過(guò)熱故障（多數(shù)為散熱器太臟引起散熱不良）是民航飛機(jī)空調(diào)故障最高的故障源。所以四級(jí)ACM機(jī)可靠性不及三級(jí)ACM機(jī)。隨著技術(shù)的更新，渦輪冷卻器可靠性最薄弱的環(huán)節(jié)軸承可以使用最新的空氣軸承代替機(jī)械軸承，運(yùn)動(dòng)部件的可靠性大大提高。但是散熱器大氣灰塵堵塞問(wèn)題依舊很難解決。

4 空調(diào)系統(tǒng)除水和空氣清潔

空調(diào)除水系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)很重要的一個(gè)組成部分，水的存在最重要的隱患就是當(dāng)空氣循環(huán)機(jī)冷卻之后，氣溫降至0℃以下，容易結(jié)冰堵塞管路；其二就是微生物腐蝕；其三是對(duì)重要電子設(shè)備的腐蝕?？照{(diào)除水系統(tǒng)一般分為低壓除水系統(tǒng)和高壓除水系統(tǒng)，低壓除水就是在引氣離開(kāi)渦輪后除水；高壓除水系統(tǒng)是引氣進(jìn)入渦輪之前除水。低壓除水系統(tǒng)一般要求渦輪出口溫度要高于0℃，以防止除水前結(jié)冰?，F(xiàn)在民航飛機(jī)已經(jīng)淘汰這種技術(shù)，僅僅應(yīng)用于早期研制的飛機(jī)上，如波音B737-600、737CL、747，空客A300、A310等。endprint

高壓除水方式是引氣進(jìn)入渦輪前除水，好處是此時(shí)的引氣溫度高，速度低，空氣露點(diǎn)低，水分相對(duì)容易凝結(jié)析出；最重要是渦輪出口溫度不受限制，不必?fù)?dān)心渦輪后結(jié)冰。高壓除水方式保證了之前所討論的三輪式ACM機(jī)出口溫度降至-50℃。采用這種除水方式的飛機(jī)有波音B737-700/800/900、B757、B767、空中客車(chē)A320、A330、A340、麥克唐納-道格拉斯D12等。

空氣清潔主要采取兩種方式，這兩種方式也是并存的：一是采取氣濾，利用空氣中污染顆粒通過(guò)多層狹小縫隙后，空氣可以通過(guò)，污染物不能通過(guò)達(dá)到清潔的目的；二是利用空氣流動(dòng)方向的急速改變，使雜質(zhì)與空氣分離，有百葉窗式和螺旋式。

5 不足與展望

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的核心問(wèn)題是制冷，制冷技術(shù)的不斷探索和優(yōu)化推動(dòng)飛機(jī)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)后，空氣循環(huán)制冷技術(shù)已經(jīng)十分成熟，與高壓除水系統(tǒng)的結(jié)合使飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入嶄新的一頁(yè)。由于空氣循環(huán)機(jī)制冷效率不能完全滿足需求，三級(jí)ACM機(jī)還不能擺脫散熱器的幫助。散熱器直接與外界接觸，當(dāng)今中國(guó)人倍受PM2.5考驗(yàn)的同時(shí)。航空器空氣循環(huán)機(jī)散熱器也因?yàn)榇娣e大量PM2.5而成為主要的故障源。另外，渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和沖壓冷卻空氣的流入流出產(chǎn)生很大的噪音。即使使用空氣軸承后，降噪效果明顯，但空調(diào)系統(tǒng)噪音依然是飛機(jī)停場(chǎng)后最大的噪音源。

對(duì)于散熱器清潔技術(shù)，我們可以大膽的嘗試，不應(yīng)該僅限于清潔劑清洗，更應(yīng)該嘗試其他技術(shù)，如超聲清洗，甚至更多其他辦法。隨著PM2.5治理力度加大，散熱器污染會(huì)進(jìn)一步減??；由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們可以考慮混合制冷方式，采取閉環(huán)的蒸發(fā)循環(huán)機(jī)、開(kāi)環(huán)的空氣循環(huán)制冷方式和沖壓冷空氣相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提高制冷效率；新材料的應(yīng)用也必將引領(lǐng)新技術(shù)的革新，空調(diào)系統(tǒng)的可靠性提高毋庸置疑，噪音污染也會(huì)大大降低。相信有一天，航空器空調(diào)系統(tǒng)可以低噪音、高可靠性靜靜的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]任仁良/張鐵純渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2006.

[2]Amm，SDS，737-678_BEJ_SDS_D633A101-BEJ_，F(xiàn)eb 10/2004，rev23.

[3]Amm，SDS，777_BEJ_SDS_D633W101-BEJ_，May 05/2004，rev41.

作者簡(jiǎn)介

王野（1983-），男，本科，畢業(yè)于中國(guó)民航大學(xué)，飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。endprint

高壓除水方式是引氣進(jìn)入渦輪前除水，好處是此時(shí)的引氣溫度高，速度低，空氣露點(diǎn)低，水分相對(duì)容易凝結(jié)析出；最重要是渦輪出口溫度不受限制，不必?fù)?dān)心渦輪后結(jié)冰。高壓除水方式保證了之前所討論的三輪式ACM機(jī)出口溫度降至-50℃。采用這種除水方式的飛機(jī)有波音B737-700/800/900、B757、B767、空中客車(chē)A320、A330、A340、麥克唐納-道格拉斯D12等。

空氣清潔主要采取兩種方式，這兩種方式也是并存的：一是采取氣濾，利用空氣中污染顆粒通過(guò)多層狹小縫隙后，空氣可以通過(guò)，污染物不能通過(guò)達(dá)到清潔的目的；二是利用空氣流動(dòng)方向的急速改變，使雜質(zhì)與空氣分離，有百葉窗式和螺旋式。

5 不足與展望

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的核心問(wèn)題是制冷，制冷技術(shù)的不斷探索和優(yōu)化推動(dòng)飛機(jī)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)后，空氣循環(huán)制冷技術(shù)已經(jīng)十分成熟，與高壓除水系統(tǒng)的結(jié)合使飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入嶄新的一頁(yè)。由于空氣循環(huán)機(jī)制冷效率不能完全滿足需求，三級(jí)ACM機(jī)還不能擺脫散熱器的幫助。散熱器直接與外界接觸，當(dāng)今中國(guó)人倍受PM2.5考驗(yàn)的同時(shí)。航空器空氣循環(huán)機(jī)散熱器也因?yàn)榇娣e大量PM2.5而成為主要的故障源。另外，渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和沖壓冷卻空氣的流入流出產(chǎn)生很大的噪音。即使使用空氣軸承后，降噪效果明顯，但空調(diào)系統(tǒng)噪音依然是飛機(jī)停場(chǎng)后最大的噪音源。

對(duì)于散熱器清潔技術(shù)，我們可以大膽的嘗試，不應(yīng)該僅限于清潔劑清洗，更應(yīng)該嘗試其他技術(shù)，如超聲清洗，甚至更多其他辦法。隨著PM2.5治理力度加大，散熱器污染會(huì)進(jìn)一步減小；由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們可以考慮混合制冷方式，采取閉環(huán)的蒸發(fā)循環(huán)機(jī)、開(kāi)環(huán)的空氣循環(huán)制冷方式和沖壓冷空氣相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提高制冷效率；新材料的應(yīng)用也必將引領(lǐng)新技術(shù)的革新，空調(diào)系統(tǒng)的可靠性提高毋庸置疑，噪音污染也會(huì)大大降低。相信有一天，航空器空調(diào)系統(tǒng)可以低噪音、高可靠性靜靜的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]任仁良/張鐵純渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2006.

[2]Amm，SDS，737-678_BEJ_SDS_D633A101-BEJ_，F(xiàn)eb 10/2004，rev23.

[3]Amm，SDS，777_BEJ_SDS_D633W101-BEJ_，May 05/2004，rev41.

作者簡(jiǎn)介

王野（1983-），男，本科，畢業(yè)于中國(guó)民航大學(xué)，飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。endprint

高壓除水方式是引氣進(jìn)入渦輪前除水，好處是此時(shí)的引氣溫度高，速度低，空氣露點(diǎn)低，水分相對(duì)容易凝結(jié)析出；最重要是渦輪出口溫度不受限制，不必?fù)?dān)心渦輪后結(jié)冰。高壓除水方式保證了之前所討論的三輪式ACM機(jī)出口溫度降至-50℃。采用這種除水方式的飛機(jī)有波音B737-700/800/900、B757、B767、空中客車(chē)A320、A330、A340、麥克唐納-道格拉斯D12等。

空氣清潔主要采取兩種方式，這兩種方式也是并存的：一是采取氣濾，利用空氣中污染顆粒通過(guò)多層狹小縫隙后，空氣可以通過(guò)，污染物不能通過(guò)達(dá)到清潔的目的；二是利用空氣流動(dòng)方向的急速改變，使雜質(zhì)與空氣分離，有百葉窗式和螺旋式。

5 不足與展望

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的核心問(wèn)題是制冷，制冷技術(shù)的不斷探索和優(yōu)化推動(dòng)飛機(jī)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)后，空氣循環(huán)制冷技術(shù)已經(jīng)十分成熟，與高壓除水系統(tǒng)的結(jié)合使飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入嶄新的一頁(yè)。由于空氣循環(huán)機(jī)制冷效率不能完全滿足需求，三級(jí)ACM機(jī)還不能擺脫散熱器的幫助。散熱器直接與外界接觸，當(dāng)今中國(guó)人倍受PM2.5考驗(yàn)的同時(shí)。航空器空氣循環(huán)機(jī)散熱器也因?yàn)榇娣e大量PM2.5而成為主要的故障源。另外，渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和沖壓冷卻空氣的流入流出產(chǎn)生很大的噪音。即使使用空氣軸承后，降噪效果明顯，但空調(diào)系統(tǒng)噪音依然是飛機(jī)停場(chǎng)后最大的噪音源。

對(duì)于散熱器清潔技術(shù)，我們可以大膽的嘗試，不應(yīng)該僅限于清潔劑清洗，更應(yīng)該嘗試其他技術(shù)，如超聲清洗，甚至更多其他辦法。隨著PM2.5治理力度加大，散熱器污染會(huì)進(jìn)一步減小；由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們可以考慮混合制冷方式，采取閉環(huán)的蒸發(fā)循環(huán)機(jī)、開(kāi)環(huán)的空氣循環(huán)制冷方式和沖壓冷空氣相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提高制冷效率；新材料的應(yīng)用也必將引領(lǐng)新技術(shù)的革新，空調(diào)系統(tǒng)的可靠性提高毋庸置疑，噪音污染也會(huì)大大降低。相信有一天，航空器空調(diào)系統(tǒng)可以低噪音、高可靠性靜靜的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]任仁良/張鐵純渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2006.

[2]Amm，SDS，737-678_BEJ_SDS_D633A101-BEJ_，F(xiàn)eb 10/2004，rev23.

[3]Amm，SDS，777_BEJ_SDS_D633W101-BEJ_，May 05/2004，rev41.

作者簡(jiǎn)介

王野（1983-），男，本科，畢業(yè)于中國(guó)民航大學(xué)，飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)。endprint