飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與未來

杜志興

【摘 要】 作為評價飛機性能的重要指標(biāo)，飛機環(huán)境控制系統(tǒng)對保證飛機在不同的飛行狀態(tài)與復(fù)雜的外界條件下的正常飛行具有重大作用。飛機環(huán)境控制系統(tǒng)不僅能為飛機的駕駛艙、貨艙和飛機的設(shè)備艙提供較好的環(huán)境參數(shù)，對保證飛機上人員與貨物的安全與飛機中設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)也起著非同尋常的作用。本文將主要對我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行分析與研究。

【關(guān)鍵詞】 飛機環(huán)境 控制現(xiàn)狀 發(fā)展展望

飛機設(shè)計和運行中最大的任務(wù)與最主要的目標(biāo)就是保證人員的安全，而飛機環(huán)境控制系統(tǒng)作為能夠有效對飛機的正常運行與人員的安全起到保障作用的一個先進(jìn)系統(tǒng)，是現(xiàn)代飛機所必不可少的重要組成部分。本文將主要對我國現(xiàn)行的飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與分析，并對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)未來的發(fā)展進(jìn)行展望。

1 飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛，使得我國的航空飛機的性能得到了顯著的提高。鑒于我國航空領(lǐng)域的工作區(qū)域日漸擴大，其所需要負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容也越來越復(fù)雜，因此，飛機上所裝載的電子設(shè)備也日漸增加、功率越來越大，這就為航空飛機的制冷技術(shù)帶來了嚴(yán)峻的考驗。飛機制冷技術(shù)的好壞，對航空飛機中機組人員的工作效率、電子設(shè)備運行的可靠性以及飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的運行能力都具有重大的影響[1]。然而，我國現(xiàn)在的飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的制冷能力明顯不足，在夏季時會造成飛機內(nèi)的溫度過高、波動過大等有礙于飛機正常運行的狀況，存在著一定的安全隱患。因此，我們必須有效的改善我國飛機內(nèi)的制冷效果，以有效的提高我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的能力。

為了有效的改善我國飛機的制冷效果，提升我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的能力，我國研發(fā)了新型的高壓式水分離器制冷系統(tǒng)，并在航空領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，不僅很好的增加了我國飛機的制冷量，還有效的提高了我國飛機運行的可靠性與安全性，并且維修次數(shù)的減少也有效的降低了飛機的運行成本，使得飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)的性能大大提高[2]。

空氣動壓軸承高溫渦輪冷卻系統(tǒng)主要通過利用大壓力與高溫度的發(fā)動機來使渦輪驅(qū)動，利用空氣的循環(huán)動力達(dá)到對發(fā)動機的引氣進(jìn)行制冷的效果，不僅有效的提高了我國飛機運行的安全性與穩(wěn)定性，對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)性能的提升也有重大的影響。

2 對我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)未來發(fā)展的展望

隨著我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代科技對航空技術(shù)的發(fā)展起著十分重要的影響，而隨著我國現(xiàn)代的飛機發(fā)動機對引氣量能力的要求越來越高，未來我國的飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)將向著閉式循環(huán)制冷系統(tǒng)的方向上發(fā)展[3]。

2.1 美國的F-22飛機環(huán)境控制系統(tǒng)

美國所研發(fā)的F-22飛機環(huán)境控制系統(tǒng)主要是由空氣循環(huán)、蒸發(fā)循環(huán)與冷卻液循環(huán)三種循環(huán)模式組成，對飛機內(nèi)的環(huán)境制冷量能夠達(dá)到60KW左右，能夠有效改善飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的性能，其主要的運作特點有以下幾點。

①利用高壓除水系統(tǒng)，能夠獲得大量的干燥、低溫空氣，從而實現(xiàn)對飛機駕駛艙、乘客艙與電子設(shè)備艙的冷卻，提高飛機內(nèi)設(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性，使飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的運行更加可靠。

②將飛機內(nèi)的燃油循環(huán)系統(tǒng)中的燃油作為吸收飛機內(nèi)的冷卻液、液壓油和發(fā)動機潤滑油所產(chǎn)生熱量的熱沉，在完成如上工作以后一部分的飛機然又會被發(fā)動機利用，而另一部分則會在將其所吸收的熱量散發(fā)后回到燃油艙[4]。

③人們將會對集散控制系統(tǒng)、飛機的燃油系統(tǒng)和飛機的綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行完美的綜合設(shè)計，使飛機具有一定的熱系統(tǒng)集成管理能力，以提高飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)的能力。

2.2 閉式循環(huán)系統(tǒng)

飛機的閉式循環(huán)系統(tǒng)主要是通過將飛機的乘客艙與飛機設(shè)備艙的空氣進(jìn)行循環(huán)使用的方式來實現(xiàn)解決飛機發(fā)動機引氣量不足或泄露的問題，這樣的循環(huán)利用方式不僅能夠大大提高飛機的制冷效果，而且還可以有效的降低飛機的維修成本，減少飛機運行時的代償損失。而閉式循環(huán)系統(tǒng)則可以主要分為閉式空氣循環(huán)與閉式蒸發(fā)循環(huán)這兩種更主要方式。

2.2.1 閉式空氣循環(huán)

人們可以通過改變飛機設(shè)備動力渦輪噴嘴的張開程度與進(jìn)行相關(guān)的壓力調(diào)節(jié)方式來調(diào)節(jié)飛機內(nèi)的空氣制冷量，有效降低飛機內(nèi)設(shè)備運行的故障發(fā)生幾率，實現(xiàn)減少設(shè)備維修、降低成本的作用。

2.2.2 閉式蒸發(fā)循環(huán)

這種飛機提高引氣量的循環(huán)系統(tǒng)主要是通過利用高達(dá)具有270伏的電壓直流電永磁電機與電源技術(shù)來實現(xiàn)對機艙內(nèi)空氣的循環(huán)利用，以有效的提高機艙內(nèi)設(shè)備的冷卻效果和飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的能力[5]。

2.3 集成二次動力源

這種飛機動力系統(tǒng)主要理念是通過實現(xiàn)飛機內(nèi)各個設(shè)備運行系統(tǒng)之間的動力分享，以使飛機內(nèi)所裝載的各種系統(tǒng)的能量保持平衡，從而有效的節(jié)約飛機的運行功率、減少飛機性能的代償損失，提高飛機的環(huán)境控制系統(tǒng)能力。

3 結(jié)語

飛機作為現(xiàn)代社會一種非常重要的運輸方式與軍事力量，對飛機內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的性能具有著很高的要求，只有不斷提高飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的性能，才能使飛機運行具有更好的穩(wěn)定性與可靠性，為人們的生活帶來更大的便利。本文主要對我國環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查與分析，并以美國的研究與飛機事業(yè)的發(fā)展需求為依據(jù)提出了對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)未來的發(fā)展展望，以期能夠進(jìn)一步提高我國飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的性能。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李洪波，董新民，李婷婷.飛機環(huán)境控制系統(tǒng)熱交換器優(yōu)化研究[J].儀器儀表學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，31（2）：87-89.

[4]何君，趙競?cè)薷?飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的模糊控制研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，30（12）：93-98.

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