「科普貼」民用飛機的座艙通風系統

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大飛機設計師

是如何設計座艙通風系統，

保持合適的空氣溫度和空氣流速、

提供足夠的通風、

降低污染氣體和顆粒物的濃度，

從而維持一個

安全和健康的座艙環境呢？

1、小小送風口有大學問

環控設計師們進行了大量的座艙流場和污染物傳播數值仿真計算，以確定飛機座艙送風口形式和數量；設計合理的座艙氣流組織和污染物擴散路徑，以控制污染物傳播範圍。

飛機座艙氣流流動示意圖

例如，為了避免縱向穿堂風引起的污染物傳播，設計師採用左右兩側送風口的設計，將空氣從飛機座艙頂部送到座艙底部地板側面，從而形成合理的氣流組織，即流場。

2、座艙內吹的是啥風

民用飛機都設置了再循環系統，其目的是減少發動機引氣量以降低燃油代償損失，通俗地講就是「省油」。

座艙供氣的溫度需要保持在舒適的範圍內，送風過冷或者過熱，均會導致乘客不適或者設備損壞。若全部採用來自發動機的新風，空調組件出口溫度基本等於座艙供氣溫度，這種做法會加大發動機的引氣量，因而十分費油。

若採用部分迴風與新風混合的方式，空調組件出口溫度可低於（熱天情況）或者高於（冷天情況）座艙供氣溫度。對於相同的製冷和制熱量，「混合制風」可顯著減小發動機引氣量，達到省油的目的。

同時，某些艙室（例如不運送活物的貨艙）通風無需新風，可完全採用再循環系統通風。

3、叫我過濾「小能手」

典型的再循環系統一般由再循環過濾器、再循環風扇和再循環低壓管路組成。客艙排氣一部分排出機外，另一部分經過再循環過濾器過濾後，經再循環風扇抽吸進入混合腔，與來自空調組件的新鮮空氣在混合腔中混合，實現循環利用。

再循環系統示意

一般飛機的再循環過濾器主要對再循環空氣中大於一定粒徑的顆粒物進行過濾。比如說，N95口罩是可以95%有效過濾PM2.5，飛機高效再循環過濾器可以99%過濾PM0.3。

部分飛機可以對可揮發性化合物VOC等污染物進行過濾。少數飛機安裝了高效過濾器，除了可以過濾顆粒物和可揮發性化合物VOC，還能過濾部分已知的細菌和病毒。

拓展閱讀

乘坐飛機的時候，經常有旅客想打開窗戶透透氣，看看風景。但卻沒想到飛機的窗戶卻是密閉的。那麼為什麼飛機的窗戶不能像汽車的窗戶那樣在行進中打開通風透氣呢？

原因很簡單，因為安全。當飛機飛到高空時，客艙外的氣壓會急劇下降。詳見下圖：

當飛機飛到7000米的高度時，人體會感到明顯的不適。因此，為了保證乘客的安全和乘坐時的舒適度，飛機必須進行客艙增壓。而客艙增壓的首要條件就是飛機要密封。所以在飛機起飛前地面維修人員都會對飛機的門窗及各處的封嚴做仔細的檢查。

1990年6月10日，英國航空5390號班機在飛行過程中，飛機駕駛艙中的一塊擋風玻璃突然飛脫，由於客艙內外壓差的不同，客艙內的壓力大於客艙外的壓力，機長半身被吸出艙外，險些將成慘劇。另外，對於應急逃生門、駕駛艙的逃生窗和移動頂門等也是一個道理。在空中不能打開，一旦打開也會造成客艙失壓，後果不堪設想。所以，為了保證安全飛機的窗戶在空中是不能通風的！

名詞解釋

空調系統氣源可分為兩類，一類為從飛機系統引的熱氣流，該氣流在空調組件作用下進入機艙；另一類為外界的衝壓空氣，該路氣體主要用來冷卻從飛機系統引到空調組件的氣體，使用完後直接排出。

對於衝壓空氣，大氣中的空氣從衝壓進氣門進入到衝壓進氣道，接著依次流經初級空調熱交換器和次級空調熱交換器，冷卻完組件內的熱氣流後進入集氣室，最後經過擴散筒排出機外。

對於從飛機系統引入到空調組件的氣流，引氣氣體經過組件流量控制和關斷活門進入空調組件，先流到初級熱交換器使溫度降低，接著流經ACM（空氣循環機）壓氣機以增大氣體的做功本領，出來後流經次級熱交換器溫度繼續降低，然後到再加熱器再次降溫，經過冷凝器進一步降低溫度以達到露點使水分離出來。去水的氣體流回到再加熱器，溫度升高後流入ACM渦輪，渦輪出來後氣體再次進入冷凝器，溫度升高後經過單向活門進入駕駛艙及混合總管。

來源：飛行邦——楊智

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