探索飞机空调系统组成及日常维护
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摘 要：随着现代民航技术的发展，A320飞机及B737飞机作为成熟机型，被广泛投放使用。飞机结构组成精密，其中飞机空调系统是支撑飞机安全稳定飞行的重要系统模块，起到对飞机客舱及设备舱环境参数跟踪及调整的作用。飞机空调系统在飞机管路部件、飞机运行系统、客货舱、电子设备舱室、驾驶舱内都有应用，运行故障概率大，维护要求高。本文探讨飞机空调系统组成及维护要点。
关键词：飞机 空调系统 组成 原理 维护
中图分类号：V223.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（a）-0064-02
民航飞机在高空飞行区域的选择上一般以对流层飞行为主，对流层具备随高度增加空气湿度均匀下降的特点，在平均梯度大小上，通常为6.5℃/km。飞机攀升高度高于9km，大气中的含水量极具减少，此时飞行中会伴随低压及缺氧问题，对机身及乘客带来物理及生理上的损伤[1]。飞机空调系统技术模块的成熟，有效缓解了上述现象。
1 飞机空调系统组成基本概述
飞机空调系统中主要以制冷系统为主，可以划分为蒸发循环系统及空气循环系统两大类。采用拟布雷顿循环制冷工艺的为空气循环制冷系统，采用卡罗循环工艺的为蒸发循环制冷系统。空气循环制冷系统借助膨胀机压缩空气，形成低温气流，进而达到制冷效果，工作流程步骤涉及到熵压缩、等压冷却、等熵膨胀、等压吸热等。通常而言，飞机空调系统都会选用空气循环模式，主要在于其制冷工质较好，具备环保性及无变相变性。空气获取便捷，基于环境不发生破坏反应，是良好的能量传递介质。空气循环制冷设备维护方便，运行安全性可靠性突出，制冷剂充足，无泄露隐患。
当前大型飞机，以空客A320为例，该型飞机空调系统主要组成是区域温度控制系统、客货舱增压系统、电子设备通风系统、货舱加热系统及货舱通风系统[2]。以上组成装置主要是对空气流量进行控制，同步管理机舱压力，实时进行换气，使驾驶舱及客舱温度保持均衡状态。A320飞机采用的空调系统主要以空气循环制冷系统为主，在组成上主要由冷气体管路及热气体管路两部分构成，通过飞机发动机及压气机进行阴气，气体填充流入冷热管路中，飞行员结合航路及季节气候，在驾驶舱中调节温度调节钮，由温度控制器接收指令，旋转空调面板加以响应，实现对温度升高或降低的操作。飞机空调系统温度传感器类型有管道温度传感器及座舱温度传感器，两类传感器对温度进行比较，根据比较结果发出冷空气及热空气的释放及混合比例。在A320飞机空气循环制冷系统的冷路设计上，涡轮冷却器也发挥了重要作用，根据涡轮冷却器类型的不同，飞机空气循环制冷系统可以划分为涡轮风扇式制冷、涡轮压气机式制冷、涡轮压气机风扇式制冷三种，在空客及波音系列飞机中，一般采用第三种涡轮冷却器。
2 飞机空调系统构成子系统工作原理
2.1 飞机区域温度控制系统
飞机气源系统中产生的高压热引气在得到流量控制后，可以被独立空调组件使用，通过空调组件功能，对热引气含水量及温度加以降低，然后将温度数值相同的冷空气传输到飞机混合总管。在实际运行处理中，混合总管内的冷空气可以与飞机客舱内的空气进行循环混合。混合总管中的冷空气经过空调系统主要分配到驾驶舱、前后客舱部位管道。另外，紧急冲压空气能够在空调组件均失灵的情况下经由进门口进入，确保飞机保持通风。在气流量及飞机区域温度调节上，主要由空调面板旋钮及温度旋钮来实现，两组件控制器响应空气信号及空气流量指令，在配平空气活门的配合下，对流量及温度进行调节。
2.2 飞机客货舱增压系统
飞机客货舱增压系统主要是对舱内压力进行调节并增压，从而保证机上乘客及机组人员能够始终处于安全舒适的座艙环境。CPC，即座舱压力控制器控制外流活门启关，对需要排出飞机客货舱的空气量进行自动调节处理。另外，飞机客舱压力面板中有模式选择旋钮，如自动增压调节系统无法正常工作，可以开启手动模式，选用人工垂直速度控制开关启关外流活门[3]。
2.3 飞机电子设备通风系统
飞机飞行中，电子设备及驾驶舱仪表板长期运转容易产生堆积热量，电子设备通风系统借助排气扇及鼓气扇，主要起到电子设备架及仪表板通风作用。AEVC—电子设备通风计算机实现通风自控，飞机处于不同构型状态下，电子设备通风系统可有开启状态、关闭状态及中间构型状态三种工作模式。
2.4 飞机货舱通风系统及加热系统
飞机货舱的通风空气主要由货舱通风系统提供，客舱区的空气经由飞机侧壁板开口进入货舱。该系统在空气抽吸上主要采用排气扇，空气经通风，流经外流活门，最后在机外排出。货舱加热系统主要靠货舱温度选定水平实现，热引气从APU引气管流入，并与飞机客舱空气相混合，然后导入货舱通风系统。
3 飞机空调系统组件日常维护
飞机空调系统在运行过程中容易伴有隐性故障，这些故障多带有反复性，需要在飞行前后仔细排查并维护。下面对飞机空调系统组件的故障排除及维护措施进行分析。
3.1 飞机驾驶舱及客舱温度平衡维护
飞机驾驶舱及客舱温度要达到均衡状态，应对飞机热空气掺混系统做重点维护。在实际飞行中，因空调组件过热而引起的温度失衡现象较多，如压风机出口温度高于230℃、组件出口温度超出90℃等。在检修维护上，对空调面板的温度旋钮范围区间进行检查核对，温度范围应保持在18℃～30℃之间，旋钮中间温度应保持在24℃。空调组件维护中，为提高维护效率及迅速判别故障分布，可采用关闭一组件，观测另一组件的方式。对热空气混杂系统的维护应结合单区域温度测量及多区域温度测量共同进行。
3.2 飞机空调系统流量控制活门维护
电控关闭及气控关闭会导致流量控制活门关闭，在这一元件的维护上，分析飞机气源充足性及压气机的温度，如不足或过高，及时根据技术手册操作处理。在维护时，先将压力管路从流量活门部位拆下，检查活门上游是否还存有气压，针对压气机管路进行渗漏检查，查明管路过热原因。为避免活门拆下操作时出现因安装不佳而出现漏气进而影响活门开启困难，可拆下整个传感器[4]。如以上操作完成后，活门依然难以开启，考虑故障原因为步进马达放气路，对流量控制活门需加以更换。
3.3 飞机空调系统传感器及继电器维护
针对传感器及电子设备通风系统构成组件的维护，要考虑到信号输出的重要性，对参数进行调取，查验偏离值，逐个进行排查。继电器维护上，空调组件关闭主要靠左右两个启动继电器，对其维护时，严格参照飞机维护线路手册，采用量线方法判别故障隐患，在维修时按照TSM手册执行。此外，针对空调系统中引气渗漏探测环路，在维护时要极为重视，维护方法以就近断开测量为主，对接头部位进行测试，查看连接质量，避免渗漏问题出现。
4 结语
飞机空调系统构成复杂，各个元器件在运行中都有故障隐患可能性，在对飞机空调系统进行维护时，维护人员应充分掌握飞机空调系统的组件类型及工作原理，熟练掌握飞行手册及TSM手册，对组件进行日常检查维护，根据元件的表象，采用逻辑推理方法进行查验，确保飞机空调系统处于安全可靠状态，创造舒适客舱环境。
参考文献
[1] 李宗帅，林家泉，王修岩.基于地面桥载空调的飞机客舱温度系统建模及控制[J].现代电子技术，2017（22）：5-9.
[2] 郭永强.A320飞机空调系统工作原理和常见故障分析[J].科技与创新，2019（6）：92-93.
[3] 牛元源.浅析飞机空调系统现状及发展方向[J].山西建筑，2018（16）：95-96.
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