座艙增壓

座艙增壓的基本任務是保證在給定的飛行高度範圍內，座艙的壓力及其變化速率滿足乘員較舒適生存的需求，而且還要保證飛機結構的安全，又分為正常增壓控制與應急增壓控制。

基本介紹

• 中文名：座艙增壓
• 外文名：Cabin pressurization
• 分類：正常增壓控制與應急增壓控制

定義

座艙增壓控制系統的基本任務是保證在給定的飛行高度範圍內，座艙的壓力及其變化速率滿足乘員較舒適生存的需求，而且還要保證飛機結構的安全。

座艙溫度控制系統不斷地把經過調節的具有一定溫度和壓力的空氣供入座艙(駕駛艙和客艙)。座艙的供氣量指供入座艙的空氣流量，座艙的控制排氣量指通過排氣活門控制的排氣流量，而座艙漏氣量指由於密封不嚴而導致的漏氣流量。要保持座艙壓力不變，需要維持座艙供氣量等於總排氣量。要控制座艙壓力增加，就需控制座艙供氣量高於座艙控制排氣量及座艙漏氣量之和。所以通過控制供氣量和排氣量，可以控制座艙壓力及其變化規律。

由於座艙溫度控制通常通過改變供氣溫度和供氣量來進行控制，故為了保持壓力控制與溫度控制互相獨立，壓力控制通常不採用改變供氣量的方法，而採用改變排氣量的方法。飛機上的座艙壓力調節一般都是採用保持供氣量不變，通過改變排氣量的方法來控制座艙壓力。

分類

正常增壓控制

座艙正常增壓控制系統是通過控制排氣活門的開度控制座艙壓力。現代飛機上一般有三種增壓控制方式：例如波音737飛機上有自動方式、備用方式和人工方式；在波音757飛機上有自動1、自動2和人工方式。自動控制方式是在起飛前輸入飛機巡航高度和著陸機場高度等信號後，飛機的增壓控制系統完全自動工作。在自動方式下，增壓系統的工作由增壓控制器控制。增壓控制器接受座艙高度、座艙高度變化率、座艙壓力、外界大氣壓力、空地感應機構的空地信號及控制方式等信號，綜合處理後，向排氣活門發出指令，控制排氣活門的運動以進行增壓控制。現代民航客機的排氣活門大多由電機作動，採用直流電機和交流電機。

增壓控制臺

為了保證增壓控制系統的可靠工作，現代飛機一般採用兩套自動增壓系統，如果一套增壓系統出現故障，可自動轉換到另外一套系統工作。如兩套自動增壓系統都出現故障，則可通過人工控制電門，直接控制排氣活門運動，此時可通過排氣活門位置指示器監控活門的運動情況。

應急增壓控制

當正常增壓控制失效的情況下，有可能導致座艙內外的壓差過大。在飛機急速下降時，有可能會使座艙內的壓力跟不上外界空氣壓力的變化，導致座艙外的壓力高於座艙內的壓力，產生負壓。我們常把座艙內的壓力高於座艙外的壓力稱為正壓力，把座艙外的壓力高於座艙內的壓力稱為負壓。座艙內外的壓力差過大會影響飛機結構的安全，座艙內壓力過高有可能使飛機上的乘員出現高空反應，甚至危及生命；如果飛機產生負壓，有可能導致飛機結構的損傷，因為飛機座艙結構屬於薄壁結構，它只能承受拉應力而幾乎不能承受壓應力。

應急增壓控制包括；正壓釋壓活門、負壓活門、座艙高度警告系統。正壓釋壓活門是在飛機座艙內外壓力差超過一定值時打開，以釋放多餘的座艙壓力，防止座艙內外壓力差過大而影響飛機結構安全。負壓活門的主要作用是防止座艙外的壓力高於座艙內的壓力。座艙高度警告系統是在座艙高度高於10000ft時發出警告。有的飛機上正壓釋壓活門和負壓活門合為一體，即一個安全釋壓活門可用於正壓釋壓和負壓釋壓。釋壓活門是獨立於正常增壓控制系統的。釋壓活門一般是氣控氣動式的。

主要控制參數

座艙增壓控制系統的主要控制參數有座艙高度、座艙高度變化率及座艙余壓。

座艙高度

座艙高度是座艙內的絕對壓力所對應的距離海平面的高度。座艙高度反映的不是飛機的飛行高度，而是座艙內的壓力。座艙高度與飛機的飛行高度不同。座艙高度可能大于飛行高度（如在飛機急速下降時）、等於飛行高度（如在地面自由通風時）或小于飛行高度(如在正常飛行時）。一般不允許飛機座艙高度高于飛行高度，負壓活門就是為了防止飛機的座艙高度高於其飛行高度。在正常情況下，飛機的座艙高度一般不超過8000ft(約為2400 m) 。

座艙高度變化

座艙高度變化率反映的是單位時間內座艙高度的變化情況。實際上就是反映了座艙內壓力的變化速率。飛機急劇上升或下降時，由於大氣壓力在短時間內變化大，飛機座艙壓力也相應迅速變化，引起人體肺腔、腹腔和耳腔等器官的疼痛。這是因為人體各器官腔室內壓力來不及與外部壓力平衡，引起組織器官膨脹或壓縮。所以必須對座艙高度的變化速率加以限制。現代民航飛機座艙高度的變化速率在爬升過程中一般不超過500ft/min，下降時不超過350ft/min。一般情況下，人體對座艙內壓力增加(即座艙高度降低)速率感覺靈敏。這也是座艙高度增大和減小時所允許的座艙高度變化速率不同的原因之一。

座艙余壓

座艙余壓指的是座艙內外的壓力差，即座艙內的壓力減去座艙外的大氣壓力。影響座艙余壓的因素是飛機座艙結構強度、座艙絕對壓力的最小值和爆炸減壓對人體的影響。

如果座艙內的壓力高於座艙外的壓力常稱為正壓力；如果座艙內的壓力低於座艙外的壓力常稱為負壓力。機身的結構應該能夠承受座艙內外的壓力差。如座艙內外的壓力差過大，會使飛機結構損壞。如果座艙內外產生負壓力，也會使結構產生損壞，因為飛機座艙屬於薄壁結構，不能承受負壓引起的壓應力作用。

座艙余壓必須限定在一定範圍內。不同設計巡航高度的飛機其最大余壓有所不同。現代民航客機最大座艙余壓一般不超過8.6-9.1PSI。

控制系統工作

增壓控制系統由座艙增壓控制器控制。座艙增壓控制器可接受控制方式選擇、空地感應、空地電門(或油門桿)、大氣數據計算機、座艙壓力及變化率等信號，一般需要輸入巡航高度及著陸機場高度的信號。控制器根據這些信號，自動輸出控制信號到排氣活門，通過控制排氣活門的開度及運動速度，控制座艙高度、座艙高度變化率及座艙余壓。

座艙增壓控制系統

地面不增壓階段

飛機在地面時，自動座艙控制器發出使座艙高度高於跑道高度的指令，因此使排氣活門完全打開，飛機座艙處於自由通風階段，座艙高度等於飛機高度。

地面預增壓階段

當駕駛員將空地電門放到“飛行”位置時(或推油門到一定位里時)座艙增壓控制器發出使座艙高度低於跑道高度的指令，排氣活門關小，一飛機座艙開始增壓，一般增壓到座艙內外壓力差為0.1PSI，此時座艙高度低于飛機高度。

爬升階段

當飛機離地後，空地感應機構向控制器精送飛機離地的信號，增壓控制器進人爬升程式。在爬升過程中，飛機的座艙高度隨著飛行高度的增加而增加。在爬升過程中，由於速率控剩電路起主要作用，因此使排氣活門開度逐漸減小。

典型飛機座艙增壓調節規律

巡航階段

當飛機接近選定的巡航高度時，增壓控制器進人巡航程式。在巡航階段，高度控制電路起主要作用。如果座艙余壓不超過其規定的最大值，飛機座艙將實行等壓控制，即保持飛機的座艙高度不變。如果飛機飛行高度升高，使得座艙余壓有超過最大值的趨勢，則壓差控制 電路起主要作用，此時控制器箱出信號，限制座艙余壓，即實行等壓差控制。

下降階段

當飛機下降一定商度後，增壓控制器進入下降程式。此時增壓控制器發出使座艙高度低於著陸機場跑道高度的指令。下降過程中，如果座艙高度變化速率不超過其極限時，排氣活門總的趨勢是逐漸關小的。但如果座艙高度變化速率過大，速率控制電路會控制排氣活門開大。

著陸預增壓階段

當飛機接地時，座艙高度低於著陸機場高度，即座艙保持微增壓接地。

停機不增壓階段

當駕駛員將空地電門放在“地面”位置(或收油門到一定位置)，增壓控制器發出使座艙高度高於著陸機場高度的指令，使排氣活門完全打開。