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第06章空调系统《直升机结构与系统》第六章空调系统6.1概述6.1.1通风与加温系统现代中小型直升机普遍采用座舱加温与通风系统，利用发动机引气与机外空气相混合，向佐仓提供合适温度的空气。《直升机结构与系统》第六章空调系统座舱通风《直升机结构与系统》第六章空调系统座舱加温《直升机结构与系统》第六章空调系统空调原理来自流量控制活门的一定流量的空气，通过温度控制活门分成两路。一路到制冷系统使其降温，称为“冷路”；另一路称为“热路”。两路在进入座舱前进行混合。6.1.2温度控制系统《直升机结构与系统》第六章空调系统温度控制器接收预定的温度和座舱反馈—的实际温度，进行比较并输出与设定温度偏差成正比的控制信号，控制温度的控制活门调节冷热路流量进行温度控。为减小温度调节过程的超调量，在控制系统中加入温度变化速率反馈，由管路上的温度预感器提供输入信号。温度控制系统是个闭环的电子式温度伺服系统，当供气管道温度过高时，供气极限温度传感器向温控器发出信号，驱动温控活门向冷路全开方向转动。当温度控制器出现故障时，可进行人工温度控制，即飞行员直接通过人工温控电门向温度控制活门发送控制信号，控制座舱温度的变化。•在进行人工控制时，飞行员应不断监控座舱温度、供气管道温度（座舱温度和供气管道温度可采用一个温度表，由选择开关切换）以及温度控制活门的位置，减小座舱温度的波动。制冷组件直升机空调系统的主要部件为制冷组件，其作用是降低冷路中空气的温度，为温控系统提供冷空气。现代直升机空调系统的制冷组件按工作原理分为蒸发循环制冷组件和空气循环制冷组件两种。中小型直升机普遍采用座舱加温与通风系统，利用发动机引气与机外空气相混合，向座舱提供合适温度的空气。《直升机结构与系统》第六章空调系统6.2.1蒸发循环制冷系统蒸发循环制冷系统是利用液态制冷剂的相变来吸收座舱空气中的热量，它可使系统中的空气在进入座舱或设备舱之前显著地降低温度。蒸发循环制冷原理蒸发循环制冷系统的组成有压缩机、冷凝器、风扇、制冷剂箱、膨胀阀、蒸发器和温度调节器组成。经压缩机压缩之后的高温高压氟利昂蒸气进入冷凝器散热降温液化后成为高压液体，经膨胀阀后，低压液态的氟利昂进入蒸发器，在蒸发器内吸收空调空气的热量，变为低压蒸气，再进入压缩机，往复循环，利用制冷剂状态变化使蒸发器热边的空气得到冷却。6.2制冷系统《直升机结构与系统》第六章空调系统经压缩机压缩之后的高温高压氟利昂蒸汽进入冷凝器散热，氟利昂由于对外放热而由气态变成液态，此时氟利昂成为高压液体进入制冷剂箱。高压氟利昂汽化温度很高，不容易吸收热量而汽化，因此，必须进行降压处理。膨胀阀就是起降压作用的，氟利昂经膨胀阀降压后，低压液态的氟利昂进入蒸发器，在蒸发器内吸收空调空气的热量，变为低压蒸汽，再进入压缩机进行压缩升压，变为高温高压的氟利昂蒸汽。如此往复循环，从而利用制冷剂状态的变化使蒸发器热边的空气得到冷却。膨胀阀通过控制喷人蒸发器内的制冷剂的流量来调节蒸发器的制冷效率。为充分发挥蒸发器的效能，使蒸发器获得最佳的工作状态，蒸发器出口处安装有感温包（调节器），根据蒸发器出口温度调节膨胀阀的氟利昂流量，使全部液体氟利昂在蒸发器出口处全部变成汽态，因为如果液态氟利昂进入压缩机，容易损坏压缩机，因为液体是不能压缩的。在直升机上为方便安装，将这种空调系统分成高压装置和低压装置两部分，高压装置有控制器、压缩机、冷凝器、风扇、制冷剂箱、膨胀阀。低压装置有蒸发器、如图6—6（a）、（b）所示。安装位置如图6—7所示。温度调节器和水控制器接收系统传感器传来的信号，并对系统进行控制，防止系统发生超压、低压、超结冰、泄漏等情况，同时还根据外界温度来控制系统的工作或关闭，以及在故障发生接通驾驶舱警告灯，或显示故障情况。《直升机结构与系统》第六章空调系统《直升机结构与系统》第六章空调系统驾驶舱和客舱的高压装置分别安装在机身两侧起落架舱内，液态制冷剂通过管道输送到机身内部的低压装置内，在那儿它们将在蒸发器内吸收从客舱或驾驶舱来的空气的热量，从液态转变为气态，然后通过管道又返回到高压装置重新进行新的制冷循环。在蒸发器出口的水分离器会对冷却空气中的大部分水分进行处理，降低空气湿度。《直升机结构与系统》第六章空调系统使用空气鼓风机的空调系统某些直升机空调系统中会使用鼓风机，以提高空调的制冷效果。图6—8所示为由直流电动机驱动的鼓风机将蒸发器产生的冷气抽吸并传送到机舱配送口示意图。《直升机结构与系统》第六章空调系统位于驾驶舱顶部控制面板上的“AIRCONDBLW'’开关控制鼓风机的工作，同时鼓风机由跳开关“AIRCONDBLW’保护工作。该例子中鼓风机安装于机身前部地板下，通风口位于座椅下（见图6—9）。《直升机结构与系统》第六章空调系统蒸发循环制冷系统维护注意事项1.自身安全•氟利昂是无色无味但有毒的液体，且比空气重，应避免吸人，为此要在敞开通风处维护；由于氟利昂蒸发温度低，溅到皮肤或眼睛上会造成伤害，因此维护时应戴上护目镜、手套，穿上防护服等。2．及时充灌氟利昂•当系统的氟利昂液体指示器（装在冷凝器出口处）中出现气泡时，表明需要灌充氟利昂。具体灌充程序和方法必须参考机型维护手册的要求进行操作。3．保证蒸发器空气流量•蒸发循环制冷系统工作时，必须保证蒸发器的空气流量充足，否则会在蒸发器上结霜，以致影响制冷效果。《直升机结构与系统》第六章空调系统主要是采用由发动机带动的座舱增压器或者直接由发动机引出的高温高压空气经过热交换器初步冷却后再经过涡轮进行膨胀，对外做功，空气本身的温度和压力大大降低，由此获得满足温度和压力要求的冷空气；涡轮带动同轴的压气机、风扇或其他装置，这样，高压空气中的热能就转变为机械功，从而达到降温制冷的目的。•空气循环制冷系统的主要优点是：设备的重量轻、成本低、调节和控制方便、可靠性较高、检査和维护的工作量小、附件在飞机上的安排没有特殊要求，特别是其制冷介质（空气）也可以输入座舱作为增压之用，使座舱通风、增压和冷却可由同一系统来完成。•其不足之处是其性能系数、温度调节精度以及地面停机时系统工作的可靠性等方面不如蒸发循环制冷系统。同时又由于其冷空气引入的是外界冲压空气，如无其他附加措施时，使用的高度和速度受一定的限制。6.2.2空气循环制冷原理空气循环制冷系统类型空气循环制冷系统三种类型：涡轮风扇式(简单式）制冷系统涡轮压气机式（升压式）制冷系统涡轮压气机风扇式（三轮式）制冷系统《直升机结构与系统》第六章空调系统1）涡轮风扇式(简单式）制冷系统由发动机压气机或座舱增压器引出的高温高压空气，先经过初级热交换器和第二级热交换器冷却，然后在涡轮中膨胀降温，供向混合室。特点地面/低空制冷效率高高空制冷效率低高空空气稀薄，风扇负载低《直升机结构与系统》第六章空调系统2)涡轮压气机式（升压式）制冷系统压气机使由一级热交换器来的空气温度压力升高，经过二级热交换器散热，最后进入涡轮剧烈膨胀作功，制冷效果好。特点高空制冷效果好在地面开车和滑跑时散热差，需加单独的地面散热风扇《直升机结构与系统》第六章空调系统3)涡轮压气机风扇式（三轮式）制冷系统升压式系统和涡轮风扇式系统的自然发展，它既吸收了升压式系统供气小、节省功率的优点，又吸收了涡轮风扇式系统地面有冷却能力的优点。《直升机结构与系统》第六章空调系统空气循环制冷系统维护注意事项1.系统内有高温、高压的空气，所以在检查中一定要注意安全。2.对于温度控制部件应检查所有部件的固定点和电气接头是否牢靠；有无损坏迹象；电线有无老化等。3.活门的表面应保持清洁，没有灰尘或润滑后留下的痕迹。活门的工作情况检查应该在地面与环境温度控制系统检测一起进行，因为它们的功能是相互联系并作为一个整体工作的。4.保温层应安装良好，并且表面没有滑油等污染物，因为这样的污染物可以使保温层变得易燃。5.采用压力测试检查导管渗漏，维护手册里列出了测试压力值。•可以把配气系统分成若干段，分别进行压力测试。一般方法是在关闭活门或单向活门之间分段，并明确段落之间的界限。•泄漏可以凭感觉或聆听来发现，同时保温层的褪色或穿孔多也说明有泄漏发生。还可以用肥皂水产生气泡的方法来检测渗漏。6.在地面测试中，确定系统工作正常并保持座舱的空气温度处于一个舒适的状态。•如果座舱加温使驾驶舱风挡或客舱玻璃起雾、结冰；就必须对其进行功能测试及检查。•在地面测试中，应检查部件、系统、线路的工作情况及紧急情况的特殊操作是否正常。《直升机结构与系统》第六章空调系统第六章结束