本期视频为 Mentour 机长对波音737-800的气源系统的简单介绍
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字幕文稿:
你知道吗,当你乘坐大多数商用飞机时,实际上你呼吸的空气是直接从发动机来的。今天我们要介绍737-800的空调和引气系统事实上对于737这样的老飞机来说,需要用引气来干很多事。比如启动发动机,给发动机及机翼前缘除防冰,还能用来给水箱加压 ,这样厕所的水龙头时才能流出水。最关键的用处还是控制客舱温度以及在飞行时让你可以在机舱里正常呼吸。
飞行时通常使用的是发动机引气。我们从发动机压缩级引来气体——因此称为【引气】, 用于保证在机舱里空气的压力可以正常呼吸我们用发动机的燃烧室之前压气机的五级或九级压缩气体,喷气发动机在燃烧室燃烧需要吸入空气,在外涵道风扇后面 经过多个压缩阶段压缩空气 ,然后向压缩空气里注入燃料,在燃烧室里燃烧。我们从那些压缩空气里拿走一小点 ,作为我们刚刚说的引气系统的气源。也就是说 我们拿走了发动机功率的一部分用来驱动引气系统。我们牺牲了一部分发动机的燃油效率现在有些新型飞机,比如787就取消了这种模式,它用专门的电动机来压缩空气,这就大大提高发动机的燃油经济性。但60至90年代的发动机技术原因,像波音737NG这类飞机 ,它们的气源系统依然依靠发动机。我们主要用来自五级的引气,当发动机功率低的时候还可以从九级引气,以提供更多的引气。我们有两套独立系统。就像你知道的, 飞机上总有备份系统,一套损坏了另一套顶上。来自发动机的引气在进入系统前,需要经过几个压力和温度活门,这样可以防止过热或者超压的引气进入空调系统。这些高温高压气体还可用来除冰。引气随后会进入空调组件,实际上是空调组件控制客舱压力和客舱温度。因为引气进入空调系统时温度很高的,学过物理会知道气体被压缩后会变热。这些气体太热了,不能直接进入客舱 ,需要先经过散热器。如果你下次乘坐737 当你登机时 ,可以看一下 在大翼根部的机身下面 每侧有两个开口,冲压空气从这个前面开口进入。引气通过热交换器,使用冲压空气降温,然后经过制冷单元。制冷单元就是压缩机(引气在这里对外做功温度下降),经过除湿分离并带走空气中的水分。这就是为什么在机舱里会感觉很干燥,特别是在远程航班上。因为客舱空气真的非常干燥经过这些步骤之后,引气已经很凉了,根据我们想要的温度我们可以适当混合一些没有经过散热器的热引气来调整温度。这套系统 每个发动机都有一个,所以是左右是对称的。左边的空调组件用的左发引气也就是一号引擎 ,右边同理。然后两个组件的引气都会进入空调总管 ,这有我们所说的隔离活门,可以完全隔离两个系统 。如果有哪里出现泄漏 或者发动机故障导致一侧起火,你可以分隔开两个系统,以确保那些不好的空气不会进入机舱737的左组件会直接给驾驶舱供气,左组件部分空气会直接进入驾驶舱,余下的会进入了空调总管和来自右组件的空气混合然后供给客舱。客舱被分为两个不同的区域,前舱和后舱,在驾驶舱顶板上有对应的面板,我们可以通过这个设置温度。这是个很简单的面板,就像六七十年代的大众甲壳虫汽车的空调,不能确切的设定温度,只能用一个旋钮控制冷热。我在之前的视频中提到过,假如飞机撞鸟了,我们可以知道哪个发动机被鸟击中了。因为如果左发撞鸟了,烧焦的气味通过空调系统会先进入驾驶舱;如果乘务人员报告飞机的客舱有烧焦的味道,那就是右发。现在谈一下空调总管,如果你运气不好,当你希望预定737靠窗的座位时,你却可能却会遇到某个最边的位置没有窗户,因为那里面是空调总管,向乘客头顶空调供气的管子,空调气体从客舱两侧底部输送到顶部。空调总管其实是混合了新老空气的,当机舱空气被使用后会被从客舱底部被吸走 ,部分进入前货仓(后仓?译者)用于货舱保温。随后这些空气将会被排出,或者是在低压差的时候通过机外排气活门排出,或者通过飞机尾部的巨大的排气活门排出。空调的主要作用是调节空舱内的压力,此外一部分空气会被循环使用。首先被过滤(HEPA过滤), 然后进入空调总管。我们使用再循环空气是为了减少从发动机来的引气,越少使用组件,引气需求就越少,燃油消耗越小。所以你实际上是在机舱里呼吸一些重复使用的空气,但是在重新利用之前,气体是经过了过滤的。这就是我们控制温度的方法人类不适合生活在40000英尺的高空,我们本来是在地球表面上,我们用来吸收氧气的肺已经习惯了地表压力下的含氧量。随着高度增加,气压力会逐渐减小。在25000英尺之上我们就不能得到足够的氧气来生存,这被称为死亡区域 。登山者从这个海拔开始就需要用氧气了。比如爬珠穆朗玛峰时,这就是需要开始使用氧气的海拔高度。我们的巡航高度更高在 35000-41000英尺,我们想在那里正常呼吸,要么给机舱加压,要么戴面罩吸纯氧。但是你肯定不想看见面罩,因为还要吃喝谈话。所以需要对机舱加压,通过空调系统给客舱足够的空气来增压到和地面类似的水平。机身后面的排气活门,由两个液压活门控制这确保了压力在一定范围内,打开活门压力降低 ,活门关闭机内压力上升。我们施加压力的方式很有趣,当我们设定起飞推力时活门会关闭,关闭时我们就给客舱加压了。这意味着客舱高度——客舱内的等效海拔高度,起飞时是下降的,这样是为了从不加压过渡到加压飞行,这可以减少你的不适,你会感觉压力更化更少。所以我们从一起飞就开始增压 。当飞机爬升时,客舱高度也会上,速度与飞机上升的速度成正比,所以如果飞机以每分钟3000英尺的速度爬升,客舱高度将会以大约每分钟500英尺的速度上升。当我们到达巡航高度时 客舱高度会保持不变,飞机大概会在35000-41000英尺巡航,此时客舱高度最多只有8000英尺,所以当飞机巡航时,你实际上是坐在8000英尺的高度。这就是为什么你有时会觉得耳朵有感觉你的鼻窦有感觉如果你带一包薯片什么的 ,在巡航高度时你会看到它鼓起来了,那是因为你实际上处于一个相当高的(气压)高度。我们保持在巡航高度,如果继续巡航爬升 客舱高度也会上升 ,但不会在8000英尺以上。当我们开始下降,压力变化超过0.25psi,自动控制器会感觉我们在下降 ,它也会开始逐渐下降客舱高度,客舱高度也会按比例下降。当我们进近时仍会继续给飞机增压,这样飞机就会以轻微增压状态着陆,这是为了确保避免降落时你的耳朵突然【砰】一下的感觉。所以降落时客舱高度比飞机的实际高度要低一些 ,在滑行道上时自动控制系统中会逐渐打开活门,当飞机滑进停机位前保持客舱和外界压力一致,不再加压 ,以便我们能开启客舱门。如果活门没有让内外压力一致,我们就打不开门了,那会产生麻烦。加压系统,也有两个不同的自动控制器,他们在每次飞行之间交替运行,所以一次飞行用这个,下次用另外一个,如果一个故障了,另一个自动接管。如果两个都故障了,然后我们还有手动模式,飞行员 可以手动管理飞机的加压某些极端情况下,例如排气活门故障 ,飞机可能会突然失压,你可能在报纸上看到过,飞机从30000英尺开始俯冲,氧气面罩放下来(川航紧急下降事件,请出门右转)。客舱一片混乱,原因就像我刚才告诉你们的,我们需要有一定的压力才能呼吸 如果压力突然下降,可能是排气活门的问题,也可能是飞机的结构问题(风挡玻璃碎裂),在这种情况下,我们得尽快降低高度到可以呼吸的地方。氧气面罩放下来了,可以保证你在紧急下降时的供氧。氧气发生器可以提供大约13分钟的氧气。客舱的氧气不是来自氧气瓶,是化学反应产生的氧气,这也是为什么你闻到一股淡淡的烧焦的味道。这是因为氧气发生器在产生氧气的时候变得很热如果你想知道紧急下降时我们会做什么,当乘客们在混乱中感受到飞机俯冲时,如果你想看看在驾驶舱内的实际情况(请出门左转,有另外一期视频),强烈推荐你们去看
启动发动机
给发动机和大翼除冰
给水箱增压
空调系统,调节客舱温度
客舱增压