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A320通风系统浅析

 附庸风雅先生 2021-02-09

空客320系列几兄弟相比隔壁同级的那谁家,除了人人喜爱的小桌板,最让人津(you)津(ai)乐(you)道(hen)的就是它无处不在的计算机,每一个操作在达成它的目标之前都会被相应的计算机“过一手”,这在正常飞行中,充分的保障了飞机安全的最大化。当然这带来的直接弊端就是电子舱里海量的计算机,和它们带来的“热量”。

针对飞行员脚下这个神秘的空间,空客用它独有的逻辑思维布置了一套通风(AVIONIC VENTILATION)系统,主要目的是给电子设备,降!温!

根据热力学第二定律,热总是从高温物体传导至低温物体,保证降温的手段重点即在于:

  1. 给计算机吹上凉气(BLOWER);

  2. 把计算机周围的热气抽出去(EXTRACT)。

FCOM的系统简图是这么画的:

这个图中,有一些细节并不直观,有些标注容易造成迷惑,譬如:

  1. AVIONIC BAY和AVIONICS EQPT的区别在哪里?

  2. AVIONIC EQPT的左边和右边为什么各有一个小小的开口?

  3. 为啥进气区域有一个出口旁通(SKIN EXCH OUTLET BYPASS VALVE)?

  4. 为啥排气区域有一个入口旁通(SKIN EXCH INLET BYPASS VALVE)?

基于此,我们联系多方资源,梳理了FCOM简图中的多个概念,最后共同绘制了一个新的系统简图,便于理解。

从图中,我们可以轻松的看懂一个发生在空中的、典型的闭路形态的工作原理。来自蒙皮管道里的冷气流传过气滤,由吹风机从设备架左侧送入插在电子舱(AVIONIC BAY)设备架里一排排的计算机(EQPT)“盒子”里,计算机“盒子”相对空间独立,但是并不密封,冷空气在充分与计算机接触带走热量后,一部分逐渐弥散在电子舱里,但是大部分在设备架右侧出口由抽风扇送出电子舱。

(设备架不是密封的,这就是为什么FCOM简图里的方框有两个小小的开口。这也体现在简图中,电子舱的环境温度介于红绿之间。)

抽风扇同时也从驾驶舱的面板吸入空气以冷却面板,两部分空气混合后进入下一阶段。经过蒙皮热交换器隔离活门(蒙皮冷却器的开关),进入蒙皮下的管道与冰冷的蒙皮表面做热交换,充分冷却后,又再一次来到了气滤和吹风扇的面前,开始下一轮旅程。

在这个循环中,有很多因素(计算机温度时高时低,驾驶舱吸入的空气并不定量,等)会影响蒙皮热交换器的效率,所以空客在蒙皮热交换器的入口和出口两个位置设计了旁通活门:电子舱排出的热气在进入蒙皮管道之前,蒙皮管道消化不了的可以旁通至货舱,兼职货舱加温(skin exch inlet bypass valve);蒙皮管道出口气量不够吹风扇使用的时候,吹风扇还可以直接从电子舱里旁通一点热空气应应急(skin exch outlet bypass valve)。

回到最开始,这个系统的主要目的是“降温”,所以只要“能量”在系统中能有效传递即可,就像家里开了空调,各个屋子之间并没有很大的风,但整个房子最终都会凉快,通风系统并不会关心流动空气载体的流量,所以也没有设置流量传感器。

针对不同的情形,冷空气的来源和热空气的去处可以有不同的最优解,这也就构成了所谓的通风系统的不同形态,譬如在地面温度不算太低时(高于12°)蒙皮热交换器效率比较一般,取代方案就是简单的“开窗”(开路形态);起飞以后极端条件时(高于35°)蒙皮还不算太凉快,热气部分排除机外的话系统会冷却得快一点,同时,既然起飞了,蒙皮必然是很快就降温,所以暂时不需要外援(空调系统),那开个小口排排气就足够了(空中中间形态)。

那么怎么理解系统中出现的故障呢?进行这里估计也就很好理解了。VENT EXTRACT FAULT---排气不太行-----OVERRIDE-----强制排热气,VENT BLOWER FAULT----吹风不太行----OVERRIDE----强制送冷气

系统会关闭旁通以保证主管道的气流,然后冷气不足,空调来凑,热气太多,开口放出,比照系统简图,可自行推导各种情况下的活门开闭逻辑。

排风系统可以来个叠加科目么?答案是肯定的(手动狗头)。DC ESS BUS故障会引发排气扇和电子舱空调活门不工作,如果这时候吹风扇一起罢工,那么电子舱会慢慢变热,飞行员的心会慢慢变凉。。。

最后通风系统的组合技能双超控---排烟形态---强制给蒙皮活门发送一次关大门开小门的指令(蒙皮活门故障时也是重要一招)。烟多了,自然循环是不能循环的,一定要排出去才舒服,那需要记住的就是---那个全开的排烟小蝶门,相比增压系统的外流活门(正常在空中也会保持一个打开的角度以保证飞机不会被“吹爆”),还是小多了。

参考资料:

《A320 FCOM》《A320 AMM》

3系飞行员

ID: Pilot_dictionary

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