現代大型飛機環境控制系統關鍵技術研究

任佩琳

摘 要：隨著時代的發展，科學技術的進步已經逐漸改變了人們的出行方式，相較于傳統的鐵路和水路交通，乘坐飛機出行能夠在更短的時間內到達目的地，改變了傳統的出行方式。目前，我國已經成為民用航空旅客運載量增長最快的區域之一，有數據表明，我國每年的航空運載量的遞增速率在10%以上。因此，在這樣的情況下，現代飛機的安全性已經成為了人們關注的焦點，對于大型飛機的環境控制系統的要求也是在不斷提升。本文結合航空發動機的發展，在人們對于污染環境和系統安全壽命周期的關注的基礎上，介紹我國大型飛機環境控制系統的關鍵技術，指出民用大型客機中環控系統關鍵技術的內涵。

關鍵詞：大型飛機；環境控制系統；關鍵技術；建議

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

0 引言

隨著時代的發展，尤其是在航空發動機技術發展，我國在航空飛機研究上已經取得了較大的進步，并且已經成為在世界上航空運載量增長最快的區域。當前的世界環境并不是和諧穩定的，還存在較多影響國家安全的不穩定因素，在這樣的情況下，我國應該不斷提升航空運載能力，為確保我國的國家安全做出相應的貢獻。不僅如此，隨著我國經濟實力的不斷增強，國民收入的穩步增加，人們在出行的過程中對于飛機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，我國應該針對于不同類型的大型飛機制定出更為詳細的發展計劃，在系統升級的基礎上滿足我國人們出行和安全的需要。

1 我國大型飛機類型概述

隨著我國航空實力的不斷增強，我國的大型飛機的類型也是在逐漸的增多，具體來說，可以劃分成兩個方面，一種是民用客機，另外一種是軍用運輸機。前者主要是應用于民事方面，后者主要是應用于戰略部署和機動布防等方面。相對來說，民用大型飛機更強調與座艙環境的舒適程度，以及在運行過程中的舒適性，而對于大型軍用運輸機來說，在環境控制系統中，對于戰術技術指標的實現有著更高的要求。因此，民用客機的熱荷載在35KW以上，但是也控制在40KW以下，而軍用大型運輸機的熱荷載能夠達到50KW左右。民用客機在系統設計的過程中，其供氣流量大致在5500kg/h到6500kg/h之間，而軍用大型運輸機的供氣流量能夠達到7500kg/h到8000kg/h左右。不僅如此，對于民用大型客機來說，如果有必要或者是采用多電式系統，其供氣流量甚至是能夠減少至3000kg/h左右。

2 現代大型飛機環境控制系統關鍵技術的內涵

無論是軍用大型運輸機還是民用大型客機，在環境控制系統設計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，針對于不同的大型飛機類型和終端用戶的不同，在設計的過程中也是需要采用不同的研制路徑和設計方案。針對于軍用大型運輸機來說，更多的是采用四發兩級引氣方式家兩套升壓式高壓除水制冷系統，而民用大型客機則更具有多樣性。因此，本文重點針對于民用大型客機進行研究，指出民用大型客機的環境控制系統的關鍵技術。

2.1 民用大型客機環境控制系統的發展

就目前民用大型客機的發展來說，更多的是采用系統多電式環境控制系統，主要的原因是能夠實現發動機推重比的有效提高，還能夠保證發動機的重量有效降低，提高飛機運行的可靠性。另外，采用這種環境控制系統還能夠實現減少發動機污染物排放的目的，在一定程度上提高了民用大型飛機的性能。

2.2 民用大型客機座艙壓力調節系統

對于民用大型客機來說，其座艙壓力設計是其中的一個關鍵子系統。對于民用大型客機來說，在飛機環境控制系統調節中對于人員最為容易造成損失的就是座艙壓力。伴隨著飛機座艙壓力調節研究的不斷進步，已經逐步實現了從氣動式向數字式座艙壓力調節系統的轉變。不僅是有效的改進了座艙壓力的調節質量，還兼具較高的可靠性，實現了降低重量和提升推力回收功能。具體來說，其調節系統主要是由三個部分組成。首先，是電子式座艙壓力控制設計系統，在這個系統在能夠對于座艙壓力的變化敏感識別，并根據飛機的運行狀態，以及飛機起飛和著陸狀態要求的不同，自動設計座艙壓力，保證了民用大型客機在從起飛到著陸的穩定。其次，是座艙排氣活門中采用電動式設計。采用這種設計有效的提升了控制座艙空氣向艙外排放的速率，還能夠實現艙內壓力的有效調節。最后，執行機構與控制器之間的數字信號傳遞技術的使用，該技術能夠保證電子信號的有效傳輸，對于飛機的運行控制具有重要的作用。

2.3 民用大型客機環境系統控制優化方案

相對來說，隨著經濟一體化發展速度的不斷加快，尤其是伴隨著全球市場的形成，在民用大型客機環境控制系統中需要的構型也是隨著發動機的發展有所不同。但是，相對于來說，其環境控制系統的方案多數是采用以下幾種，一是采用電驅動壓氣機供氣，并結合四輪式高壓除水空氣循環制冷系統；二是采用發動機低壓供氣的方式，并在環控系統中結合蒸汽循環；三是采用數字式座艙壓力調節系統的方式，并且是配置綜合空氣管理系統進行相應的流量、壓力以及溫度等方面的控制、調節。

3 結論

隨著時代的發展，一個國家工業水平的發展程度以及綜合國力的發展狀況可以用該大型飛機的研制作為表征。在這樣的情況下，大型軍事裝備的獨立對于國家的發展和安全具有重要的意義，應該不斷提升自主研發大型運輸機的能力，實現對于大型運輸機環控系統的有效開發和設計。本文主要是針對于民用大型客機的環境控制系統進行研究，針對于其中的部分子系統進行介紹，對于我國來說，無論是民用大型客機，還是軍用大型運輸機，應該逐步提升我國獨立研制的水平，采用多種國際先進的技術，實現系統代償損失的降低，強調我國大型飛機研制的自主性。

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