飛機(jī)在零下五六十度的萬米高空飛行時(shí)，如何使機(jī)艙內(nèi)的溫度保持在二十多度呢？答案就是在飛機(jī)強(qiáng)大的空調(diào)系統(tǒng)作用下實(shí)現(xiàn)該效果，本文以B737-800為例講解空調(diào)組件如何獲得符合要求的氣體。

概述

空調(diào)系統(tǒng)氣源可分為兩類，一類為從飛機(jī)系統(tǒng)引的熱氣流，該氣流在空調(diào)組件作用下進(jìn)入機(jī)艙；另一類為外界的沖壓空氣，該路氣體主要用來冷卻從飛機(jī)系統(tǒng)引到空調(diào)組件的氣體，使用完后直接排出。

對(duì)于沖壓空氣，大氣中的空氣從沖壓進(jìn)氣門進(jìn)入到?jīng)_壓進(jìn)氣道，接著依次流經(jīng)初級(jí)空調(diào)熱交換器和次級(jí)空調(diào)熱交換器，冷卻完組件內(nèi)的熱氣流后進(jìn)入集氣室，最后經(jīng)過擴(kuò)散筒排出機(jī)外。

對(duì)于從飛機(jī)系統(tǒng)引入到空調(diào)組件的氣流，引氣氣體經(jīng)過組件流量控制和關(guān)斷活門進(jìn)入空調(diào)組件，先流到初級(jí)熱交換器使溫度降低，接著流經(jīng)ACM（空氣循環(huán)機(jī)）壓氣機(jī)以增大氣體的做功本領(lǐng)，出來后流經(jīng)次級(jí)熱交換器溫度繼續(xù)降低，然后到再加熱器再次降溫，經(jīng)過冷凝器進(jìn)一步降低溫度以達(dá)到露點(diǎn)使水分離出來。去水的氣體流回到再加熱器，溫度升高后流入ACM渦輪，渦輪出來后氣體再次進(jìn)入冷凝器，溫度升高后經(jīng)過單向活門進(jìn)入駕駛艙及混合總管。

沖壓空氣的氣路走向

新構(gòu)型的飛機(jī)采用的都是E-FLOW構(gòu)型的沖壓空氣系統(tǒng)，本文以E-FLOW構(gòu)型進(jìn)行講解。前SRADA(智能沖壓空氣進(jìn)氣門作動(dòng)筒)位于沖壓進(jìn)氣門上側(cè)蓋板內(nèi)，打開蓋板即可接近，該作動(dòng)筒為電控電動(dòng)型，SRADA通過ACAU接收襟翼位置信號(hào)和沖壓空氣溫度傳感器電阻變化信號(hào)控制沖壓進(jìn)氣門和調(diào)整板，后SRADA位于沖壓空氣出氣管道旁，接收來自前SRADA的信號(hào)，與前SRADA協(xié)同工作使得沖壓空氣溫度傳感器（位于ACM壓氣機(jī)出口與次級(jí)熱交換器之間的管路上）的數(shù)值穩(wěn)定在110度。

SRADA通過改變前后調(diào)整板的位置改變進(jìn)入沖壓進(jìn)氣道的空氣流量，通過導(dǎo)流門連桿作動(dòng)導(dǎo)流門從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣進(jìn)氣門的開關(guān)。飛機(jī)在地面時(shí)沖壓進(jìn)氣門全開，起到防止冰塊、石頭等外來物進(jìn)入進(jìn)氣道損傷空調(diào)部件的作用；飛在空中時(shí)沖壓進(jìn)氣門全關(guān)，駕駛艙P(yáng)5面板上空調(diào)/引氣面板上有RAM DOOR FULL OPEN(沖壓進(jìn)氣門全開)的燈指示，注意襟翼未完全收上時(shí)即使沖壓進(jìn)氣門全關(guān)但是該燈依然亮，此時(shí)排氣口的格柵未轉(zhuǎn)動(dòng)，直到襟翼全收上該燈才熄滅。在PZTC（組件區(qū)域溫度控制器）上做自檢可以測(cè)試沖壓空氣系統(tǒng)是否存在故障，若有故障則顯示前SRADA、后SRAD或者沖壓進(jìn)氣溫度傳感器故障。

沖壓空氣經(jīng)過沖壓進(jìn)氣道進(jìn)入初級(jí)熱交換器和次級(jí)熱交換器，沖壓冷空氣與空調(diào)組件內(nèi)的熱空氣在熱交換器內(nèi)進(jìn)行熱傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)冷卻組件空氣的效果，經(jīng)過熱交換的沖壓空氣從擴(kuò)散筒排出機(jī)外。

ACM由壓氣機(jī)、渦輪、葉輪風(fēng)扇組成，風(fēng)扇位于次級(jí)熱交換器擴(kuò)散筒端，當(dāng)飛機(jī)在地面時(shí)，由于空氣與飛機(jī)的相對(duì)速度很低不能產(chǎn)生良好的沖壓效果，風(fēng)扇工作使集氣室產(chǎn)生負(fù)壓，外界空氣被吸進(jìn)熱交換器；當(dāng)飛機(jī)在空中高速飛行時(shí)，風(fēng)扇不工作，沖壓空氣很順暢地進(jìn)入沖壓進(jìn)氣道，同時(shí)打開擴(kuò)散筒內(nèi)的風(fēng)扇旁通單向活門，氣流通過該活門流進(jìn)擴(kuò)散筒再排出機(jī)外。

引氣氣體在組件的氣路走向

組件引氣來源有APU、發(fā)動(dòng)機(jī)和地面氣源車，氣體通過流量控制和關(guān)斷活門進(jìn)入組件為空調(diào)提供熱空氣。流量控制和關(guān)斷活門是電控氣動(dòng)型開關(guān)，控制進(jìn)入空調(diào)組件氣體的壓力和流量，組件電門位置以及飛機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的狀態(tài)決定該活門的開度，當(dāng)組件電門在OFF位時(shí)控制電路不得電活門處于關(guān)閉位；當(dāng)組件電門在AUTO位時(shí)，若兩邊的空調(diào)正常工作則活門工作在低流量模式，若飛機(jī)在空中、襟翼收上且另外一側(cè)的空調(diào)不工作則活門工作在高流量模式；當(dāng)組件電門在HIGH位，且APU引氣電門在ON位、APU工作轉(zhuǎn)速高于95%時(shí)該活門工作在APU高流量模式。

引氣氣體依次經(jīng)過初級(jí)熱交換器、ACM壓氣機(jī)、次級(jí)熱交換器后進(jìn)入再加熱器，次級(jí)熱交換器出來空氣中夾雜著的水分由管子排到水分離器的水收集總管，熱交換器的作用是冷卻首次進(jìn)入的空氣以降低進(jìn)入冷凝器氣體的溫度，當(dāng)空氣從冷凝器出來再次進(jìn)入到再加熱器時(shí)起到加熱的效果?？諝膺M(jìn)入冷凝器后溫度進(jìn)一步降低，溫度達(dá)到露點(diǎn)使得水分成為液體，該水在高壓水分離器的作用下分離出來從而得到相對(duì)干燥的氣體。冷凝器兩側(cè)有兩個(gè)水分離器，水分離器進(jìn)口有旋轉(zhuǎn)葉片，使得進(jìn)入水分離器的空氣旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心力的作用下水分離出來并被甩到內(nèi)筒壁，進(jìn)一步由集水器收集起來，通過管子排到水收集總管，最后排到?jīng)_壓進(jìn)氣道內(nèi)冷卻沖壓空氣，排水管若堵塞可以通過旁通活門直接流到空調(diào)艙。去水的高壓空氣再次流經(jīng)再加熱器，接著進(jìn)入渦輪，帶動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)。

為了防止冷凝器結(jié)冰以及控制組件出口溫度，氣體從渦輪出來后進(jìn)入高壓水分離器組件混合總管，該總管混合ACM渦輪出口冷氣體和TCV以及BTCV出來的氣體，TCV（溫度控制活門）和BTCV（備用溫度控制活門）控制從組件流量控制和關(guān)斷活門出來的熱氣體。TCV為電控電動(dòng)活門，BTCV為電控氣動(dòng)活門，當(dāng)TCV故障時(shí)BTCV進(jìn)入備用模式控制組件出口溫度，同時(shí)也起到防止冷凝器結(jié)冰的作用。從ACM出來的氣體流經(jīng)冷凝器時(shí)得到一定的加熱，溫度繼續(xù)升高，最后經(jīng)過單向活門流入混合總管或駕駛艙，這樣就空調(diào)組件就制造了適宜溫度的冷氣。

為了提高空調(diào)的可靠性以及得到溫度更適宜的組件出口氣體，在組件組件上裝有以下傳感器：組件溫度傳感器、組件進(jìn)口壓力傳感器、組件流量傳感器、混合總管溫度傳感器，在這些傳感器作用下PZTC對(duì)空調(diào)組件更加高效地進(jìn)行控制。

為了避免空調(diào)出現(xiàn)過熱的情況，空調(diào)組件裝有三個(gè)過熱電門：壓氣機(jī)出口過熱電門（390F）、渦輪出口過熱電門（210F）、組件出口過熱電門（250F）。當(dāng)任一過熱電門出現(xiàn)過熱情況，過熱電門閉合導(dǎo)致該組件的流量控制和關(guān)斷活門關(guān)閉，該側(cè)空調(diào)停止工作，也會(huì)點(diǎn)亮P5板的PACK燈以及主警告牌和主警告燈。過熱情況消失后若PACK能復(fù)位則很可能是熱交換器堵塞或者太臟導(dǎo)致，若不能復(fù)位則需要測(cè)試壓氣機(jī)出口過熱電門及渦輪出口過熱電門的功能。

總結(jié)

在空調(diào)組件各部件共同作用下，空調(diào)系統(tǒng)的兩類氣體協(xié)同工作，給空調(diào)系統(tǒng)提供適宜溫度、壓力及流量的氣體，進(jìn)而為機(jī)內(nèi)壓力控制以及溫度控制提供可靠的氣源。