現(xiàn)代大型飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

任佩琳

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)逐漸改變了人們的出行方式，相較于傳統(tǒng)的鐵路和水路交通，乘坐飛機(jī)出行能夠在更短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)目的地，改變了傳統(tǒng)的出行方式。目前，我國(guó)已經(jīng)成為民用航空旅客運(yùn)載量增長(zhǎng)最快的區(qū)域之一，有數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年的航空運(yùn)載量的遞增速率在10%以上。因此，在這樣的情況下，現(xiàn)代飛機(jī)的安全性已經(jīng)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)于大型飛機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)的要求也是在不斷提升。本文結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，在人們對(duì)于污染環(huán)境和系統(tǒng)安全壽命周期的關(guān)注的基礎(chǔ)上，介紹我國(guó)大型飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，指出民用大型客機(jī)中環(huán)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：大型飛機(jī)；環(huán)境控制系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；建議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.262

0 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，尤其是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展，我國(guó)在航空飛機(jī)研究上已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，并且已經(jīng)成為在世界上航空運(yùn)載量增長(zhǎng)最快的區(qū)域。當(dāng)前的世界環(huán)境并不是和諧穩(wěn)定的，還存在較多影響國(guó)家安全的不穩(wěn)定因素，在這樣的情況下，我國(guó)應(yīng)該不斷提升航空運(yùn)載能力，為確保我國(guó)的國(guó)家安全做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。不僅如此，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，國(guó)民收入的穩(wěn)步增加，人們?cè)诔鲂械倪^程中對(duì)于飛機(jī)這種出行方式的選擇頻率也是在不斷的上升，這樣的情況下，我國(guó)應(yīng)該針對(duì)于不同類型的大型飛機(jī)制定出更為詳細(xì)的發(fā)展計(jì)劃，在系統(tǒng)升級(jí)的基礎(chǔ)上滿足我國(guó)人們出行和安全的需要。

1 我國(guó)大型飛機(jī)類型概述

隨著我國(guó)航空實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我國(guó)的大型飛機(jī)的類型也是在逐漸的增多，具體來說，可以劃分成兩個(gè)方面，一種是民用客機(jī)，另外一種是軍用運(yùn)輸機(jī)。前者主要是應(yīng)用于民事方面，后者主要是應(yīng)用于戰(zhàn)略部署和機(jī)動(dòng)布防等方面。相對(duì)來說，民用大型飛機(jī)更強(qiáng)調(diào)與座艙環(huán)境的舒適程度，以及在運(yùn)行過程中的舒適性，而對(duì)于大型軍用運(yùn)輸機(jī)來說，在環(huán)境控制系統(tǒng)中，對(duì)于戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著更高的要求。因此，民用客機(jī)的熱荷載在35KW以上，但是也控制在40KW以下，而軍用大型運(yùn)輸機(jī)的熱荷載能夠達(dá)到50KW左右。民用客機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，其供氣流量大致在5500kg/h到6500kg/h之間，而軍用大型運(yùn)輸機(jī)的供氣流量能夠達(dá)到7500kg/h到8000kg/h左右。不僅如此，對(duì)于民用大型客機(jī)來說，如果有必要或者是采用多電式系統(tǒng)，其供氣流量甚至是能夠減少至3000kg/h左右。

2 現(xiàn)代大型飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)涵

無論是軍用大型運(yùn)輸機(jī)還是民用大型客機(jī)，在環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中最為重要的是保證可靠性程度高，并且具有較低的代償損失。因此，針對(duì)于不同的大型飛機(jī)類型和終端用戶的不同，在設(shè)計(jì)的過程中也是需要采用不同的研制路徑和設(shè)計(jì)方案。針對(duì)于軍用大型運(yùn)輸機(jī)來說，更多的是采用四發(fā)兩級(jí)引氣方式家兩套升壓式高壓除水制冷系統(tǒng)，而民用大型客機(jī)則更具有多樣性。因此，本文重點(diǎn)針對(duì)于民用大型客機(jī)進(jìn)行研究，指出民用大型客機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 民用大型客機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展

就目前民用大型客機(jī)的發(fā)展來說，更多的是采用系統(tǒng)多電式環(huán)境控制系統(tǒng)，主要的原因是能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的有效提高，還能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的重量有效降低，提高飛機(jī)運(yùn)行的可靠性。另外，采用這種環(huán)境控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)減少發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放的目的，在一定程度上提高了民用大型飛機(jī)的性能。

2.2 民用大型客機(jī)座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

對(duì)于民用大型客機(jī)來說，其座艙壓力設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)。對(duì)于民用大型客機(jī)來說，在飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)中對(duì)于人員最為容易造成損失的就是座艙壓力。伴隨著飛機(jī)座艙壓力調(diào)節(jié)研究的不斷進(jìn)步，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了從氣動(dòng)式向數(shù)字式座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。不僅是有效的改進(jìn)了座艙壓力的調(diào)節(jié)質(zhì)量，還兼具較高的可靠性，實(shí)現(xiàn)了降低重量和提升推力回收功能。具體來說，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由三個(gè)部分組成。首先，是電子式座艙壓力控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)在能夠?qū)τ谧搲毫Φ淖兓舾凶R(shí)別，并根據(jù)飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以及飛機(jī)起飛和著陸狀態(tài)要求的不同，自動(dòng)設(shè)計(jì)座艙壓力，保證了民用大型客機(jī)在從起飛到著陸的穩(wěn)定。其次，是座艙排氣活門中采用電動(dòng)式設(shè)計(jì)。采用這種設(shè)計(jì)有效的提升了控制座艙空氣向艙外排放的速率，還能夠?qū)崿F(xiàn)艙內(nèi)壓力的有效調(diào)節(jié)。最后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制器之間的數(shù)字信號(hào)傳遞技術(shù)的使用，該技術(shù)能夠保證電子信號(hào)的有效傳輸，對(duì)于飛機(jī)的運(yùn)行控制具有重要的作用。

2.3 民用大型客機(jī)環(huán)境系統(tǒng)控制優(yōu)化方案

相對(duì)來說，隨著經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展速度的不斷加快，尤其是伴隨著全球市場(chǎng)的形成，在民用大型客機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)中需要的構(gòu)型也是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展有所不同。但是，相對(duì)于來說，其環(huán)境控制系統(tǒng)的方案多數(shù)是采用以下幾種，一是采用電驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)供氣，并結(jié)合四輪式高壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)；二是采用發(fā)動(dòng)機(jī)低壓供氣的方式，并在環(huán)控系統(tǒng)中結(jié)合蒸汽循環(huán)；三是采用數(shù)字式座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方式，并且是配置綜合空氣管理系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的流量、壓力以及溫度等方面的控制、調(diào)節(jié)。

3 結(jié)論

隨著時(shí)代的發(fā)展，一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的發(fā)展程度以及綜合國(guó)力的發(fā)展?fàn)顩r可以用該大型飛機(jī)的研制作為表征。在這樣的情況下，大型軍事裝備的獨(dú)立對(duì)于國(guó)家的發(fā)展和安全具有重要的意義，應(yīng)該不斷提升自主研發(fā)大型運(yùn)輸機(jī)的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)于大型運(yùn)輸機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的有效開發(fā)和設(shè)計(jì)。本文主要是針對(duì)于民用大型客機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，針對(duì)于其中的部分子系統(tǒng)進(jìn)行介紹，對(duì)于我國(guó)來說，無論是民用大型客機(jī)，還是軍用大型運(yùn)輸機(jī)，應(yīng)該逐步提升我國(guó)獨(dú)立研制的水平，采用多種國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)代償損失的降低，強(qiáng)調(diào)我國(guó)大型飛機(jī)研制的自主性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海泳，唐秀梅，亢亞敏等.基于MBD技術(shù)的航空制造數(shù)字化工藝實(shí)施應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2013（13）：40-42.

[2]史佑民，楊新團(tuán).大型飛機(jī)高升力系統(tǒng)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].航空制造技術(shù)，2016（10）：74-78.