《支线飞机环控系统研发与验证》辛旭东编著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《支线飞机环控系统研发与验证》

【作　者】辛旭东编著

【丛书名】ARJ21新支线飞机技术系列

【页 数】 196

【出版社】 上海：上海交通大学出版社 , 2017

【ISBN号】978-7-313-18551-8

【价 格】120.00

【分 类】飞机-动力装置-设计

【参考文献】 辛旭东编著. 支线飞机环控系统研发与验证. 上海：上海交通大学出版社, 2017.

图书封面：

图书目录：

《支线飞机环控系统研发与验证》内容提要：

本书以ARJ21飞机环控系统设计工作为基础，对民机环控系统的设计全过程进行了详细介绍。全书内容主要包括气源系统设计技术、高效大流量制冷系统设计技术、数字式座舱压力调节系统设计技术、综合空气管理系统设计技术及防冰系统设计技术等内容。

《支线飞机环控系统研发与验证》内容试读

1绪

论

ARJ21新支线飞机(Advanced Regional Jet for the2 Ist Century)是70~90座级，以涡扇发动机为动力的中、短航程先进技术支线飞机，采用每排五座双圆切面

机身、下单翼、尾吊两台以C℉34-10A先进涡扇发动机为动力的短涵道分离流动力

装置、高平尾、前三点式可收放起落架布局。驾驶舱采用两人制布局，航电系统采

用总线技术、LCD平板显示并高度综合化，飞行控制系统为电信号控制、液压或机

电作动的电飞行控制系统，并采用国际成熟的先进技术。采用较大后掠角的超临界机翼和一体化设计的翼梢小翼以获得较高的巡航升阻比，从而降低巡航阻力，改善使用经济性。次要结构采用复合材料以降低结构重量。

ARJ21-700是ARJ21系列的基本型，其客运型基本布置为混合级布局78座，

全经济级布局90座，豪华经济舱布局68座。为适应不同地区、不同航线结构对支

线飞机的需求，基本型具有标准航程型(STD)和加大航程型(ER)两种构型。标准

航程型满客航程为2225km(1200 n mile),主要满足从中心城市向周边中小城市辐射型航线的使用要求；而基本型的加大航程型满客航程为3700km(2000nmile),将满足部分“点对点”的瘦长航线使用要求。

ARJ21飞机环控系统主要包括：空调系统（含压调系统），防冰除雨系统、氧气

系统、气源系统和水废水系统

1)空调系统

空调系统由制冷、加热、空气分配、增压控制等系统组成，通过综合空气系统控

制器(IASC)对座舱通风、调温、增压进行管理和控制。系统由两套空气循环制冷组

件（简称制冷组件）为座舱提供温度适宜的通风和增压空气。单套组件工作时仍能满足通风、调温和增压的基本要求

(1)空气分配系统

空气分配系统将来自制冷组件的调节空气输送到客舱和驾驶舱，并将电子/电气设备、厨房和盥洗室排气通过排气活门排到机外。空气分配系统包括：电子/电气设备通风：调节空气分配（驾驶舱空气分配、客舱空气分配）：厨房和盥洗室通风：货舱通风：再循环通风：冲压空气通风。

(2)座舱压力控制系统

座舱压力控制系统(CPCS)在不同飞行阶段调节座舱压力高度和座舱高度变

支线飞机环控系统研发与验证

化速率，并提供座舱和大气的正、负压差保护，以保证乘员的舒适性和安全性。系

统由两个综合空气系统控制器(IASC)、一个排气活门(OFV)、两个安全活门

(SFV)和一个地面活门(GV)组成。座舱压力控制系统通过控制排气活门的开度

实现座舱的压力控制。正常情况下选择系统“自动”工作。由综合空气系统控制器检测座舱压力，驾驶员仅需通过航电系统输入着陆机场高度，系统即根据飞机不同飞行阶段，实行预定的座舱压力控制和调节。单套综合空气系统控制器自动模式失效后，自动转换到另一套，也可以人工切换为手动模式。

系统具有以下安全保护功能：座舱高度限制和座舱高度变化率限制：座舱正压差保护；座舱负压差保护：应急卸压；水上迫降。

(3)加热

在所有飞行条件下，空调系统具有将客舱和驾驶舱加温至24℃的能力：在地面，系统具有将客舱和驾驶舱加温至21℃的能力。

(4)制冷

在所有飞行条件下，空调系统具有将客舱和驾驶舱保持在24℃的能力：在地面，系统具有将客舱和驾驶舱冷却至27℃的能力。

2)防冰除雨系统

防冰除雨系统应保证飞机在《中国民用航空规章》25部中规定的连续最大结冰条件和最大间断结冰条件以及大雨条件下安全飞行。

防冰除雨系统包括：机翼前缘缝翼防冰；发动机进气道前缘防冰：风挡防冰防雾：风挡雨刷：结冰探测

(1)机翼前缘缝翼防冰

机翼前缘缝翼采用热气防冰。发动机的热引气经预冷器调温调压后，通过机翼防冰活门和防冰单向活门进入笛形管，喷射到机翼前缘缝翼进行热气防冰。供气管路安装防冰压力传感器用于监测管内压力，安装防冰温度开关用于管内低温告警，安装防冰压力开关用于管内低压告警

(2)发动机进气道前缘防冰

发动机短舱前缘采用热气防冰。使用发动机5级引气，通过短舱防冰关断活门进入笛形管，喷射到短舱前缘进行热气防冰。在短舱防冰关断活门下游安装有压力传感器，用于检测管路压力。

(3)风挡防冰防雾

驾驶舱两个主风挡具有防冰和防雾的功能：左、右通风窗具有防雾功能。防冰和防雾功能是通过对玻璃组件内部的电阻膜的电加热实现的。飞机装有两个风挡加温控制器，每个风挡加温控制器分别控制相应一侧的主风挡和通风窗的电加热。

(4)风挡雨刷

左、右主风挡设置独立的电动双速风挡雨刷。由左、右风挡雨刷开关分别独立

操纵雨刷的工作。风挡雨刷开关具有“OFF”“LOW”和“HIGH”三挡位置。

1绪论

3

(5)结冰探测

机头两侧各安装一个结冰探测器，在探测到结冰时向机组人员提供提示信息，机组人员可决定是否使防冰系统开始工作

3)氧气系统

氧气系统在座舱失压的紧急情况下能为机组、乘客提供应急呼吸用氧气：在有烟雾和着火时为机组人员提供防护用氧；此外，氧气系统还可以根据需要，为机上个别乘客提供医疗急救用氧。

空勤氧气系统在高空座舱失压的紧急情况下，为正、副驾驶员和观察员提供足够的呼吸用氧气(2小时)：此外，空勤氧气系统还能在有烟雾和着火时为飞行机组人员提供防护用氧，防止其吸入烟和有害气体对飞行机组人员身体造成不良影响。

旅客氧气系统采用化学氧气系统，能够在座舱失压时为旅客和乘务员提供15~22分钟呼吸用氧气。当座舱高度达到某高度时，空气管理系统将为旅客氧气系统提供接地信号，控制旅客氧气系统的面罩自动抛放。如果旅客氧气系统自动抛放系统不能正常工作，或者驾驶员根据需要决定操作系统，则可以通过驾驶舱操纵面板手动释放氧气面罩。

防护呼吸设备(PBE)供机上灭火排烟时使用。全机共有4套防护呼吸设备，分

别由防烟头套（帽套）、化学空气再生系统和口鼻型面罩（包括语音膜片）等组成。急救型便携式氧气设备可为飞机上个别旅客提供医疗急救用氧。

全机共安装3套急救型便携式氧气设备，每套急救型便携式氧气设备主要由带减压调节器的高压气态便携式氧气瓶以及与其配套使用的一个连续式氧气面罩、氧气压力表、关闭活门、安全活门、氧气出口接头及背带等组成。急救型便携式氧气设备的氧气瓶及其附件安装在能快速打开的支架上。

4)气源系统

气源系统引气源包括：发动机压气机、辅助动力装置和地面气源。气源系统可为座舱空气调节、座舱增压、发动机起动、机翼前缘缝翼防冰提供增压空气。气源系统能自动切换相应发动机的中压和高压引气口。辅助动力装置引气主要用于地面空调和发动机起动，飞行中也可用作应急气源。

5)水/废水系统

水/废水系统为厨房、盥洗室提供饮用水、洗涤用水及马桶冲洗用水，并对洗涤产生的灰水及马桶废水进行处理。水/废水系统包括饮用水和废水处理两部分。

饮用水系统贮藏并提供足够量的水源，采用压力供水方式为机上厨房及盥洗室提供用水

废水处理系统的主要功能是对使用后的马桶进行冲洗和除臭，利用压差将马桶产生的废水吸入废水箱，以便在飞机地面维护时，对废水进行排放。另外，将盥洗室的盥洗灰水以及厨房工作灰水利用机外排放杆排到机外。

2空调系统

2.1系统简介

ARJ21-700飞机空调系统的主要功能是为飞机驾驶舱和客舱提供温度、压力

适宜且流量稳定的清洁空气，同时为飞机气密舱压力调节提供必要的气源。为实

现上述功能，ARJ21飞机空调系统主要包括制冷组件、流量控制系统、配平系统、驾

驶舱与客舱空气分配系统、电子设备通风系统、再循环系统、货舱通风、个人通风厨房与厕所通风、空气污染物控制系统、地面通风和控制系统等。

ARJ21-700飞机空调系统原理见图2-1。空调系统从发动机引气，在后设备

舱内通过引气过滤器、臭氧转换器、流量控制活门、流量文氏管进入制冷组件，经制冷组件冷却后，在混合腔内和来自再循环系统的座舱空气混合，然后通过配平系统的高温空气进行局部调节实现对整个空调系统温度的控制。两侧发动机引气也可以通过引气总管上的交叉隔离活门进行隔离和交互。混合空气在混合腔出口处分为三路，一路通往驾驶舱，另外两路分别通往客舱和个人通风，实现空调系统的空气分配功能，同时为电子设备舱和厨房、盥洗室、货舱提供通风。

2.2专业研制文件依据

ARJ21-700飞机空调系统专业研制文件主要包括如下几个部分。

1)美国联邦航空管理局(FAA)与中国民用航空局(CAAC)适航规章与咨询通告

相关规章与咨询通告如表2-1所示

表2-1FAA与CAAC适航规章与咨询通告

CCAR-25

运输类飞机适航标准

CCAR-121

大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则

FAR-25

Airworthiness Standards:Transport Category Airplanes

FAR-121

Operating Requirements:Domestic,Flag,and Supplemental Operations

AC 25-7A

Flight Test Guide for Certification of Transport Category Airplanes

AC 25-9A

Smoke Detection,Penetration,and Evacuation Tests and Related Flight

Manual Emergency Procedures

2空调系统

5

(续表)

AC25-19

Certification Maintenance Requirements

AC25-20

Pressurization,Ventilation and Oxygen Systems Assessment for Subsonic

Flight,Including High-Altitude Operation

AC25-22

Certification of Transport Airplane Mechanical Systems

AC25.1309-1ASystem Design and Analysis

AC120-38

Transport Category Airplanes Cabin Ozone Concentrations

引气

引气过滤器

流量文氏管

热空气单向活门⑧

⑧流量控制活门

①

配平空气压力

调节活门

制冷

制冷

组件

组件

冲压空气

热空气

冲压空

单向活门

球面框

气活

单向活门

配平空

⑧&汽活门

混合腔

地面低压接头

后货舱

货舱加热器循环。

库循环风的

①

拆院

将8

排气活门

电子设备

排气活门

的

图2-1空调系统原理

6

支线飞机环控系统研发与验证

2)美军标（见表2-2）

表2-2美军标

MIL-HDBK-217

Reliability Prediction of Airborne Equipment

MIL-STD-810E

Environmental Testing Methods and Engineering Guidelines

MIL-HDBK-217F

Reliability Test Methods

3)RTCA与ARINC文档（见表2-3）

表2-3RTCA与ARINC文档

DO-160D

Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment

DO-178B

Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification

ARINC 429

Mark 33 Digital Information Transfer System (DITS)

4)SAE文档（见表2-4）

表2-4SAE文档

ARP 85E

Air Conditioning Systems for Subsonic Airplanes

ARP 699E

High Temperature Pneumatic Duct Systems for Aircraft

ARP 908

Torque Requirements,Installation and Qualification Test.Hose and Tube Fitting.

ARP 986

Guide for Qualification Testing of Aircraft Valves

ARP 1870

Aerospace Systems Electrical Bonding and Grounding for Electromagnetic

Compatibility and Safety

ARP 4754

Certification Consideration for Highly-Integrated or Complex Aircraft Systems

ARP 4761

Safety Assessment Process Guideline and Methods

5)总体与系统设计要求

总体与系统设计要求主要文件汇总于表2-5。

表2-5总体与系统设计要求

序号

文

件

名称

1

ARJ21飞机设计技术要求

2

总体布局定义

3

ARJ21飞机通用技术规范

4

新型涡扇支线飞机驾驶舱总体设计要求

5

飞机地面和飞行环境条件总体设计要求

6

ARJ21-700飞机机头改进驾驶舱总体设计要求

···试读结束···