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条主供气管道上，而初级热交换器和第二级热交换器又与风扇串联在一条冲压空气管道上，
涡轮所驱动的风扇抽吸冷却空气经过热交换器。
这种利用发动机压气机引出的空气作为气源的涡轮风扇式制冷系统是目前最简单又是最
上篇飞机结构与机械系统283
冲压空气出口
图6.3 -11涡轮风扇式空气循环制冷系统
—一至混合室
轻便的一种冷却系统。该系统具有以下优点：涡轮输出功主要用来驱动风扇，使其抽吸热交
换器冷边的冲压空气，因此显著地改善了热交换器的性能；在地面停机及低速飞行时，系统
同样可以获得相应的制冷量。
当飞行高度增加时，风扇端负荷减小，使冷却涡轮转数增加，到达一定高度时会发生超
转，影响制冷效果并缩短涡轮的寿命，所以这种系统使用高度受到一定限制。
(2)升压式制冷系统
涡轮压气机式空气循环制冷系统又称为升压式制冷系统，其原理如图6.3 -12所示。系
统由两级热交换器、涡轮压气机式涡轮冷却器构成。
一级热交
图6.3 -12升压式空气循环制冷系统
器
高温高压引气经过调节后，通向一级热交换器冷却，流出一级热交换器的空气又进入到
压气机，经过压气机，空气的压力和温度都提高，然后空气又流向二级热交换器进一步冷
284涡轮发动机飞机结构与系统
却。流出二级热交换器的空气又通向冷却涡轮，在涡轮内膨胀，空气的温度和压力都进一步
降低。升压式制冷系统早期在英美飞机上，尤其在客机上获得较广采用。
在高速飞行条件下，由于其涡轮膨胀比要比涡轮风扇式冷却系统的大，故其制冷能力亦
大；在相同制冷能力下，升压式冷却系统的供气压力或引气量可以较小，发动机耗油少，经
济性好；升压式制冷系统的涡轮运转平稳，不像涡轮风扇式制冷系统的涡轮转速变化大，因
此，其涡轮寿命长。
升压式制冷系统的缺点是：飞机在地面停机状态下或起飞滑跑时，由于两个热交换器缺
乏冲压空气而使系统制冷能力很小。解决方法：采用专用的通风风扇，电机驱动或空气涡轮
驱动，当飞机在地面停机状态或起飞滑跑时，抽吸冷却空气通过热交换器。
(3)涡轮压气机风扇式（三轮式）制冷系统
三轮式制冷系统是升压式系统和涡轮风扇式系统的自然发展，它既吸收了升压式系统供
气小、节省功率的优点，又吸收了涡轮风扇式系统地面有冷却能力的优点。另外，由于升压
式压气机吸收了涡轮功率的主要部分（85%左右），故也可防止冷却装置的超转。三轮式制
冷系统在现代民航客机上获得了广泛的应用。三轮式空气循环制冷系统原理如图6.3 - 13
历示。
f至混合室
图6.3 -13三轮式空气循环制冷系统原理
从发动机压气机供来的空气经过供气调节装置供向制冷系统。热空气先经过组合式热交
换器的初级热交换器，获得初步冷却，而后经过三轮冷却装置的升压式压气机，温度、压力
均提高了，再经过组合式热交换器的次级热交换器冷却，最后通过涡轮膨胀降温而供向座
舱；其中三轮冷却装置的风扇抽吸冷却空气经过热交换器，从而使整个系统获得优良的
性能。
4．空气循环制冷系统除水
飞机在高空飞行时，外界大气湿度较低，但在地面或低空飞行时，外界大气湿度过高，
空调引气中会含有一定的水分。随着空气温度的不断降低，空气中多余的水蒸气就会凝结下
来。由于组件内的温度可能降得很低，这样管道内的水分就会结冰，影响系统的工作；另一
上篇飞机结构与机械系统285
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方面，座舱的供气中如果含有水分，则可能导致座舱内形成雾气或露水，这不但会引起乘
客的不适，而且也会引起座舱和分配管道内的腐蚀。
为保证机上人员的舒适和避免座舱内出现过大的水汽，在空调组件内应设置水分离器。
当增压空气通过水分离器时，一般可将大部分水分除去；从水分离器出来的水分，通过导管
引出，然后喷射到冲压空气系统的冷流中去，这样可以提高热交换器的效率。
水可以在涡轮前的高压区被除去，也可在涡轮后的低压区除去，将水分离器安装在涡轮
上游的高压段称为高压除水，装在涡轮下游低压段称为低压除水。
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涡轮发动机飞机结构与系统(ME-TA)上册(149)
