飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與未來

杜志興

【摘 要】 作為評價(jià)飛機(jī)性能的重要指標(biāo)，飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)對保證飛機(jī)在不同的飛行狀態(tài)與復(fù)雜的外界條件下的正常飛行具有重大作用。飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)不僅能為飛機(jī)的駕駛艙、貨艙和飛機(jī)的設(shè)備艙提供較好的環(huán)境參數(shù)，對保證飛機(jī)上人員與貨物的安全與飛機(jī)中設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也起著非同尋常的作用。本文將主要對我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行分析與研究。

【關(guān)鍵詞】 飛機(jī)環(huán)境 控制現(xiàn)狀 發(fā)展展望

飛機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中最大的任務(wù)與最主要的目標(biāo)就是保證人員的安全，而飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)作為能夠有效對飛機(jī)的正常運(yùn)行與人員的安全起到保障作用的一個(gè)先進(jìn)系統(tǒng)，是現(xiàn)代飛機(jī)所必不可少的重要組成部分。本文將主要對我國現(xiàn)行的飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與分析，并對飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)未來的發(fā)展進(jìn)行展望。

1 飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛，使得我國的航空飛機(jī)的性能得到了顯著的提高。鑒于我國航空領(lǐng)域的工作區(qū)域日漸擴(kuò)大，其所需要負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容也越來越復(fù)雜，因此，飛機(jī)上所裝載的電子設(shè)備也日漸增加、功率越來越大，這就為航空飛機(jī)的制冷技術(shù)帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。飛機(jī)制冷技術(shù)的好壞，對航空飛機(jī)中機(jī)組人員的工作效率、電子設(shè)備運(yùn)行的可靠性以及飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的運(yùn)行能力都具有重大的影響[1]。然而，我國現(xiàn)在的飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的制冷能力明顯不足，在夏季時(shí)會造成飛機(jī)內(nèi)的溫度過高、波動過大等有礙于飛機(jī)正常運(yùn)行的狀況，存在著一定的安全隱患。因此，我們必須有效的改善我國飛機(jī)內(nèi)的制冷效果，以有效的提高我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的能力。

為了有效的改善我國飛機(jī)的制冷效果，提升我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的能力，我國研發(fā)了新型的高壓式水分離器制冷系統(tǒng)，并在航空領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，不僅很好的增加了我國飛機(jī)的制冷量，還有效的提高了我國飛機(jī)運(yùn)行的可靠性與安全性，并且維修次數(shù)的減少也有效的降低了飛機(jī)的運(yùn)行成本，使得飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)的性能大大提高[2]。

空氣動壓軸承高溫渦輪冷卻系統(tǒng)主要通過利用大壓力與高溫度的發(fā)動機(jī)來使渦輪驅(qū)動，利用空氣的循環(huán)動力達(dá)到對發(fā)動機(jī)的引氣進(jìn)行制冷的效果，不僅有效的提高了我國飛機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，對飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)性能的提升也有重大的影響。

2 對我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)未來發(fā)展的展望

隨著我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代科技對航空技術(shù)的發(fā)展起著十分重要的影響，而隨著我國現(xiàn)代的飛機(jī)發(fā)動機(jī)對引氣量能力的要求越來越高，未來我國的飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)將向著閉式循環(huán)制冷系統(tǒng)的方向上發(fā)展[3]。

2.1 美國的F-22飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)

美國所研發(fā)的F-22飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)主要是由空氣循環(huán)、蒸發(fā)循環(huán)與冷卻液循環(huán)三種循環(huán)模式組成，對飛機(jī)內(nèi)的環(huán)境制冷量能夠達(dá)到60KW左右，能夠有效改善飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的性能，其主要的運(yùn)作特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

①利用高壓除水系統(tǒng)，能夠獲得大量的干燥、低溫空氣，從而實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)駕駛艙、乘客艙與電子設(shè)備艙的冷卻，提高飛機(jī)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，使飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠。

②將飛機(jī)內(nèi)的燃油循環(huán)系統(tǒng)中的燃油作為吸收飛機(jī)內(nèi)的冷卻液、液壓油和發(fā)動機(jī)潤滑油所產(chǎn)生熱量的熱沉，在完成如上工作以后一部分的飛機(jī)然又會被發(fā)動機(jī)利用，而另一部分則會在將其所吸收的熱量散發(fā)后回到燃油艙[4]。

③人們將會對集散控制系統(tǒng)、飛機(jī)的燃油系統(tǒng)和飛機(jī)的綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行完美的綜合設(shè)計(jì)，使飛機(jī)具有一定的熱系統(tǒng)集成管理能力，以提高飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)的能力。

2.2 閉式循環(huán)系統(tǒng)

飛機(jī)的閉式循環(huán)系統(tǒng)主要是通過將飛機(jī)的乘客艙與飛機(jī)設(shè)備艙的空氣進(jìn)行循環(huán)使用的方式來實(shí)現(xiàn)解決飛機(jī)發(fā)動機(jī)引氣量不足或泄露的問題，這樣的循環(huán)利用方式不僅能夠大大提高飛機(jī)的制冷效果，而且還可以有效的降低飛機(jī)的維修成本，減少飛機(jī)運(yùn)行時(shí)的代償損失。而閉式循環(huán)系統(tǒng)則可以主要分為閉式空氣循環(huán)與閉式蒸發(fā)循環(huán)這兩種更主要方式。

2.2.1 閉式空氣循環(huán)

人們可以通過改變飛機(jī)設(shè)備動力渦輪噴嘴的張開程度與進(jìn)行相關(guān)的壓力調(diào)節(jié)方式來調(diào)節(jié)飛機(jī)內(nèi)的空氣制冷量，有效降低飛機(jī)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行的故障發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)減少設(shè)備維修、降低成本的作用。

2.2.2 閉式蒸發(fā)循環(huán)

這種飛機(jī)提高引氣量的循環(huán)系統(tǒng)主要是通過利用高達(dá)具有270伏的電壓直流電永磁電機(jī)與電源技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對機(jī)艙內(nèi)空氣的循環(huán)利用，以有效的提高機(jī)艙內(nèi)設(shè)備的冷卻效果和飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的能力[5]。

2.3 集成二次動力源

這種飛機(jī)動力系統(tǒng)主要理念是通過實(shí)現(xiàn)飛機(jī)內(nèi)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)之間的動力分享，以使飛機(jī)內(nèi)所裝載的各種系統(tǒng)的能量保持平衡，從而有效的節(jié)約飛機(jī)的運(yùn)行功率、減少飛機(jī)性能的代償損失，提高飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)能力。

3 結(jié)語

飛機(jī)作為現(xiàn)代社會一種非常重要的運(yùn)輸方式與軍事力量，對飛機(jī)內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的性能具有著很高的要求，只有不斷提高飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的性能，才能使飛機(jī)運(yùn)行具有更好的穩(wěn)定性與可靠性，為人們的生活帶來更大的便利。本文主要對我國環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查與分析，并以美國的研究與飛機(jī)事業(yè)的發(fā)展需求為依據(jù)提出了對飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)未來的發(fā)展展望，以期能夠進(jìn)一步提高我國飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的性能。

參考文獻(xiàn)：

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