探索飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組成及日常維護(hù)

周俊

摘? ?要：隨著現(xiàn)代民航技術(shù)的發(fā)展，A320飛機(jī)及B737飛機(jī)作為成熟機(jī)型，被廣泛投放使用。飛機(jī)結(jié)構(gòu)組成精密，其中飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是支撐飛機(jī)安全穩(wěn)定飛行的重要系統(tǒng)模塊，起到對(duì)飛機(jī)客艙及設(shè)備艙環(huán)境參數(shù)跟蹤及調(diào)整的作用。飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在飛機(jī)管路部件、飛機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)、客貨艙、電子設(shè)備艙室、駕駛艙內(nèi)都有應(yīng)用，運(yùn)行故障概率大，維護(hù)要求高。本文探討飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組成及維護(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)? 空調(diào)系統(tǒng)? 組成? 原理? 維護(hù)

中圖分類號(hào)：V223.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（a）-0064-02

民航飛機(jī)在高空飛行區(qū)域的選擇上一般以對(duì)流層飛行為主，對(duì)流層具備隨高度增加空氣濕度均勻下降的特點(diǎn)，在平均梯度大小上，通常為6.5℃/km。飛機(jī)攀升高度高于9km，大氣中的含水量極具減少，此時(shí)飛行中會(huì)伴隨低壓及缺氧問(wèn)題，對(duì)機(jī)身及乘客帶來(lái)物理及生理上的損傷[1]。飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)模塊的成熟，有效緩解了上述現(xiàn)象。

1? 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組成基本概述

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中主要以制冷系統(tǒng)為主，可以劃分為蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)及空氣循環(huán)系統(tǒng)兩大類。采用擬布雷頓循環(huán)制冷工藝的為空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，采用卡羅循環(huán)工藝的為蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)?？諝庋h(huán)制冷系統(tǒng)借助膨脹機(jī)壓縮空氣，形成低溫氣流，進(jìn)而達(dá)到制冷效果，工作流程步驟涉及到熵壓縮、等壓冷卻、等熵膨脹、等壓吸熱等。通常而言，飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)都會(huì)選用空氣循環(huán)模式，主要在于其制冷工質(zhì)較好，具備環(huán)保性及無(wú)變相變性?？諝猥@取便捷，基于環(huán)境不發(fā)生破壞反應(yīng)，是良好的能量傳遞介質(zhì)?？諝庋h(huán)制冷設(shè)備維護(hù)方便，運(yùn)行安全性可靠性突出，制冷劑充足，無(wú)泄露隱患。

當(dāng)前大型飛機(jī)，以空客A320為例，該型飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)主要組成是區(qū)域溫度控制系統(tǒng)、客貨艙增壓系統(tǒng)、電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)、貨艙加熱系統(tǒng)及貨艙通風(fēng)系統(tǒng)[2]。以上組成裝置主要是對(duì)空氣流量進(jìn)行控制，同步管理機(jī)艙壓力，實(shí)時(shí)進(jìn)行換氣，使駕駛艙及客艙溫度保持均衡狀態(tài)。A320飛機(jī)采用的空調(diào)系統(tǒng)主要以空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)為主，在組成上主要由冷氣體管路及熱氣體管路兩部分構(gòu)成，通過(guò)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及壓氣機(jī)進(jìn)行陰氣，氣體填充流入冷熱管路中，飛行員結(jié)合航路及季節(jié)氣候，在駕駛艙中調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)鈕，由溫度控制器接收指令，旋轉(zhuǎn)空調(diào)面板加以響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度升高或降低的操作。飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器類型有管道溫度傳感器及座艙溫度傳感器，兩類傳感器對(duì)溫度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出冷空氣及熱空氣的釋放及混合比例。在A320飛機(jī)空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的冷路設(shè)計(jì)上，渦輪冷卻器也發(fā)揮了重要作用，根據(jù)渦輪冷卻器類型的不同，飛機(jī)空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)可以劃分為渦輪風(fēng)扇式制冷、渦輪壓氣機(jī)式制冷、渦輪壓氣機(jī)風(fēng)扇式制冷三種，在空客及波音系列飛機(jī)中，一般采用第三種渦輪冷卻器。

2? 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成子系統(tǒng)工作原理

2.1 飛機(jī)區(qū)域溫度控制系統(tǒng)

飛機(jī)氣源系統(tǒng)中產(chǎn)生的高壓熱引氣在得到流量控制后，可以被獨(dú)立空調(diào)組件使用，通過(guò)空調(diào)組件功能，對(duì)熱引氣含水量及溫度加以降低，然后將溫度數(shù)值相同的冷空氣傳輸?shù)斤w機(jī)混合總管。在實(shí)際運(yùn)行處理中，混合總管內(nèi)的冷空氣可以與飛機(jī)客艙內(nèi)的空氣進(jìn)行循環(huán)混合。混合總管中的冷空氣經(jīng)過(guò)空調(diào)系統(tǒng)主要分配到駕駛艙、前后客艙部位管道。另外，緊急沖壓空氣能夠在空調(diào)組件均失靈的情況下經(jīng)由進(jìn)門口進(jìn)入，確保飛機(jī)保持通風(fēng)。在氣流量及飛機(jī)區(qū)域溫度調(diào)節(jié)上，主要由空調(diào)面板旋鈕及溫度旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩組件控制器響應(yīng)空氣信號(hào)及空氣流量指令，在配平空氣活門的配合下，對(duì)流量及溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 飛機(jī)客貨艙增壓系統(tǒng)

飛機(jī)客貨艙增壓系統(tǒng)主要是對(duì)艙內(nèi)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)并增壓，從而保證機(jī)上乘客及機(jī)組人員能夠始終處于安全舒適的座艙環(huán)境。CPC，即座艙壓力控制器控制外流活門啟關(guān)，對(duì)需要排出飛機(jī)客貨艙的空氣量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)處理。另外，飛機(jī)客艙壓力面板中有模式選擇旋鈕，如自動(dòng)增壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，可以開(kāi)啟手動(dòng)模式，選用人工垂直速度控制開(kāi)關(guān)啟關(guān)外流活門[3]。

2.3 飛機(jī)電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)

飛機(jī)飛行中，電子設(shè)備及駕駛艙儀表板長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)容易產(chǎn)生堆積熱量，電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)借助排氣扇及鼓氣扇，主要起到電子設(shè)備架及儀表板通風(fēng)作用。AEVC—電子設(shè)備通風(fēng)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)自控，飛機(jī)處于不同構(gòu)型狀態(tài)下，電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)可有開(kāi)啟狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)及中間構(gòu)型狀態(tài)三種工作模式。

2.4 飛機(jī)貨艙通風(fēng)系統(tǒng)及加熱系統(tǒng)

飛機(jī)貨艙的通風(fēng)空氣主要由貨艙通風(fēng)系統(tǒng)提供，客艙區(qū)的空氣經(jīng)由飛機(jī)側(cè)壁板開(kāi)口進(jìn)入貨艙。該系統(tǒng)在空氣抽吸上主要采用排氣扇，空氣經(jīng)通風(fēng)，流經(jīng)外流活門，最后在機(jī)外排出。貨艙加熱系統(tǒng)主要靠貨艙溫度選定水平實(shí)現(xiàn)，熱引氣從APU引氣管流入，并與飛機(jī)客艙空氣相混合，然后導(dǎo)入貨艙通風(fēng)系統(tǒng)。

3? 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組件日常維護(hù)

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中容易伴有隱性故障，這些故障多帶有反復(fù)性，需要在飛行前后仔細(xì)排查并維護(hù)。下面對(duì)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組件的故障排除及維護(hù)措施進(jìn)行分析。

3.1 飛機(jī)駕駛艙及客艙溫度平衡維護(hù)

飛機(jī)駕駛艙及客艙溫度要達(dá)到均衡狀態(tài)，應(yīng)對(duì)飛機(jī)熱空氣摻混系統(tǒng)做重點(diǎn)維護(hù)。在實(shí)際飛行中，因空調(diào)組件過(guò)熱而引起的溫度失衡現(xiàn)象較多，如壓風(fēng)機(jī)出口溫度高于230℃、組件出口溫度超出90℃等。在檢修維護(hù)上，對(duì)空調(diào)面板的溫度旋鈕范圍區(qū)間進(jìn)行檢查核對(duì)，溫度范圍應(yīng)保持在18℃～30℃之間，旋鈕中間溫度應(yīng)保持在24℃。空調(diào)組件維護(hù)中，為提高維護(hù)效率及迅速判別故障分布，可采用關(guān)閉一組件，觀測(cè)另一組件的方式。對(duì)熱空氣混雜系統(tǒng)的維護(hù)應(yīng)結(jié)合單區(qū)域溫度測(cè)量及多區(qū)域溫度測(cè)量共同進(jìn)行。

3.2 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)流量控制活門維護(hù)

電控關(guān)閉及氣控關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致流量控制活門關(guān)閉，在這一元件的維護(hù)上，分析飛機(jī)氣源充足性及壓氣機(jī)的溫度，如不足或過(guò)高，及時(shí)根據(jù)技術(shù)手冊(cè)操作處理。在維護(hù)時(shí)，先將壓力管路從流量活門部位拆下，檢查活門上游是否還存有氣壓，針對(duì)壓氣機(jī)管路進(jìn)行滲漏檢查，查明管路過(guò)熱原因。為避免活門拆下操作時(shí)出現(xiàn)因安裝不佳而出現(xiàn)漏氣進(jìn)而影響活門開(kāi)啟困難，可拆下整個(gè)傳感器[4]。如以上操作完成后，活門依然難以開(kāi)啟，考慮故障原因?yàn)椴竭M(jìn)馬達(dá)放氣路，對(duì)流量控制活門需加以更換。

3.3 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)傳感器及繼電器維護(hù)

針對(duì)傳感器及電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成組件的維護(hù)，要考慮到信號(hào)輸出的重要性，對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)取，查驗(yàn)偏離值，逐個(gè)進(jìn)行排查。繼電器維護(hù)上，空調(diào)組件關(guān)閉主要靠左右兩個(gè)啟動(dòng)繼電器，對(duì)其維護(hù)時(shí)，嚴(yán)格參照飛機(jī)維護(hù)線路手冊(cè)，采用量線方法判別故障隱患，在維修時(shí)按照TSM手冊(cè)執(zhí)行。此外，針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中引氣滲漏探測(cè)環(huán)路，在維護(hù)時(shí)要極為重視，維護(hù)方法以就近斷開(kāi)測(cè)量為主，對(duì)接頭部位進(jìn)行測(cè)試，查看連接質(zhì)量，避免滲漏問(wèn)題出現(xiàn)。

4? 結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，各個(gè)元器件在運(yùn)行中都有故障隱患可能性，在對(duì)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)充分掌握飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的組件類型及工作原理，熟練掌握飛行手冊(cè)及TSM手冊(cè)，對(duì)組件進(jìn)行日常檢查維護(hù)，根據(jù)元件的表象，采用邏輯推理方法進(jìn)行查驗(yàn)，確保飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)處于安全可靠狀態(tài)，創(chuàng)造舒適客艙環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宗帥，林家泉，王修巖.基于地面橋載空調(diào)的飛機(jī)客艙溫度系統(tǒng)建模及控制[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017（22）：5-9.

[2] 郭永強(qiáng).A320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理和常見(jiàn)故障分析[J].科技與創(chuàng)新，2019（6）：92-93.

[3] 牛元源.淺析飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].山西建筑，2018（16）：95-96.