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时间:2011-09-18 17:20来源:蓝天飞行翻译 作者:航空
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外。由于在最大设计高度以下的所有高度上,空调引气系统经座舱空气分配系统将恒定流量
的气体送人气密座舱,因此座舱的增压可通过控制座舱的排气实现:希望座舱内压为下降
时,排气量应增大,需要座舱内压力升高时,排气量应减小。而根据气体节流原理,排气活
门的排气量取决于活门的开度和座舱内外的压差。因此,为控制座舱压力,应根据座舱内外
压差的大小,相应控制排气活门的开度。整个飞行过程中,座舱内绝对压力大小取决于排气
活门的开启程度,座舱压力变化率取决于活门的开启(或关闭)速率。
    根据适航法规的要求,飞机在最大设计巡航高度上,座舱高度不能大于8,000 ft,而巡
上篇飞机结构与机械系统293
航时飞行高度一般在30,000~ 40,000 ft之间,飞机结构承受较大的余压,排气活门同时承
受较大的压差。因此,巡航过程中,排气活门开度最小。飞机在地面时,座舱内外压差较
小,排气活门开度较大。
    飞机在爬升或下降过程中,由于其飞行高度的变化,可能导致座舱高度产生突变。为了
限制座舱内压力变化速率,可控制排气活门开关的速率:飞机爬升过程中,如果座舱高度上
升过快,即座舱内压力下降率过大,可将排气活门关闭速度加快,减少排气量,抑制压力下
降速率;在飞机下降过程中,如果座舱高度下降过快,即座舱压力上升率过大,应加快排气
活门开启的速率,抑制压力上升的速率。现代大中型民航客机通常限制座舱高度爬升率不超
过500 ft/min,座舱高度下降率不超过350 ft/min。
    2.座舱压力制度
    座舱压力制度是指飞机座舱内压力(即座舱高度)随飞机飞行高度的变化关系,又称
为座舱调压规律。座舱压力制度表示座舱压力控制系统处于平衡状态时的静态调节特性。目
前民航飞机常用的压力制度有两种:适用于低速飞机的三段式压力制度和现代客机采用的直
线式(或近似直线式)压力制度。
    (1)三段式座舱压力制度
    三段式座舱压力制庋如图6.5 -1所示,飞机从口点(地面)爬升到巡航高度6点时,
座舱压力随飞机飞行高度成三段变化:a-c段为不增压段,称为自由通风段,座舱内外压
力相同,c点对应飞行高度一般为500 m;c-d段,座舱压力不随飞行高度变化,保持恒
定,称为等压控制段(恒压段),d点对应飞行高度一般为3,500' m;d-e段为等余压控制
段,它保持座舱内外压差为使用的限制值,直到飞机进入巡航高度(一般为6,000 m),e点
对应的座舱高度为2,400 m(8,000 ft)。



    高度/m
图6.5 -1三段式座舱压力制度
高度
294涡轮发动机飞机结构与系统
    三段式座舱压力制度实现简单,但在等余压控制爬升段(即d-e段),飞机座舱压力
仅受座舱余压控制,因此飞机座舱高度变化率与飞机爬升率(飞行高度变化率)相等。为
了保证座舱高度变化率不超过人体承受的限制值(500 ft/min),飞机本身的爬升率不能过
高,即每分钟爬升高度不大于500 ft。所以三段式座舱压力制度只适合于爬升率低的小型飞
机采用,飞机从地面爬升到6,000 m(20,000 ft)左右的巡航高度耗时约40 min。实现三段
式座舱压力制度可采用气动式压力控制器。
    (2)直线式座舱压力制度
    直线式座舱压力制度如图6.5 -2所示,飞机从口点(地面)爬升到6点‘(巡航高
度)时,座舱压力随飞机飞行高度的增加成直线(a-c线)关系均匀变化:飞机在未达
到巡航高度前,座舱余压缓慢增加,当飞机进入巡航高度时,座舱余压达到座舱余压限
制值。

R

    高度/m
图6.5 -2直线式座舱压力制度

    直线式座舱压力制度可以使座舱增压系统在飞机整个爬升过程中控制座舱压力变化率,
对于巡航时座舱高度不超过8,000 ft的飞机,其理论爬升时间为16 min。所以,爬升率较大
的现代民航飞机多采用直线式座舱压力制庋。为实现直线式座舱压力制度,应采用电子式压
力控制器。
6.5.2座舱压力控制系统
    座舱压力控制系统一般包括压力控制器和排气活门,其中座舱压力控制器是座舱压力控
制系统的关键元件,是实现座舱压力制度的核心控制机构:实现三段式座舱压力制度需采用
气动式压力控制器;而直线式座舱压力制度需要电子式压力控制器。排气活门是座舱压力控
制系统的执行机构,气动式压力控制系统采用气动排气活门,电子式压力控制系统采用电动
马达驱动的排气活门。
上篇飞机结构与机械系统295
    1.气动式压力控制系统
 
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