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空中供氧:从0到1读懂737增压系统

 王贵哥 2022-07-19 发布于广东
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有没有经历过高原反应的同学?

在高原,空气中的含氧量会变低,以拉萨市为例,拉萨的平均海拔高度是3650米,当地的酒店都是备有供氧房间的。

民航客机普遍巡航高度都在6000米以上,当人体直接暴露在这个高度下只能维持5-10min的有效意识,接着就会因为缺氧、低温进入休克。

而增压系统就把飞机变成了一个“空中供氧房间”,是我们安全的屏障。

对于这个系统,小师弟会分成以下4部分讲解:

1. 飞机由什么增压

2. 三种控制方式

3. 自动增压方式剖面

4. 显示与控制逻辑

-'座舱释压后,要做的第一件事是什么?'

-'当然是戴氧气面罩呀!'

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-女孩:'有没有一个人,热时可以给我扇风,低落时可以为我打气?'

- 男朋友:'那必须是...'

- 空调组件:'没错,就是在下!'

空调组件

空调组件不但可以为飞机降温,还通过'充气'为飞机提供增压。

这里可以把飞机想象成一个'气球',而组件就是那个打气筒,源源不断地充气:

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外流活门

飞机强度是有极限的,就像气球,一直吹气不排气就会炸开。

所以我们就有了外流活门,通过调整外流活门放气,以维持稳定的座舱高度

两个正释压活门:

当飞机内外正压差达到8.95PSI时,正释压活门打开防止飞机结构受损。

一个负释压活门:

弹簧活门,当负压超过-0.1PSI时打开,防止外界压力大于机舱内部压力。

-“正负释压活门是飞机的第二道防线。”

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-'CPC就是增压系统的大脑。'

-小师弟:'这个大脑比我可聪明多了。'

外流活门的打开,由自动、备用、人工三种方式来控制。

CPC(控制自动、备用方式):

B737有两个CPC,分别作为自动和备用方式的控制器。

CPC的全称是座舱压力控制器(Cabin Pressure Controller),位置在电子设备舱中。

主要包含两个部分:

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上半部分通过传感器接收ADRIU、SMYDC和空地传感器提供的信息。

下半部分根据接收到的信息,用电动马达来控制外流活门的开度。

值得一提的是,B737 的两个CPC实行'轮流值班制',落地后自动切换另一个CPC工作。

当我们把增压方式选择器选到'备用位'时,就会换成备份的CPC来控制增压。

人工

'人工位',顾名思义,就是人工控制外流活门。

使用人工位操作需要注意,外流活门的开度是需要根据座舱高度随时变动的,千万不要一直放到'全关位'不管了:

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(如果把外流活门忘记在全关位会导致压差过大,会对飞机造成结构性损伤)

这个错误在模拟机训练中特别常见。

(进度条:35%)

-小师弟:下面是增压部分的重头内容了,请大家多分出一点点注意力进来。

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'记住一个概念,座舱压力小,座舱高度高;座舱压力大,座舱高度低。'

'换成人话说,就是飞机越增压,座舱高度越低。'

'这个概念非常重要,刻在脑子里。'

自动或备用工作时,飞机的座舱高度遵循虚线的剖面:

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(手册的图可能比较难理解,小师弟浅浅简化一下)

前顶板上有两个高度数值,一个是巡航高度,另一个是着陆高度

巡航高度的数值调定决定了飞机增压系统什么时候进入巡航方式,而着陆高度面板则决定了飞机着陆前的目标座舱高度。

对两个名词进行讲解:

(1)预增压:预增压指飞机在起飞前滑跑着陆阶段将座舱压力增加到比起飞/着陆高度高一点,为了防止起飞着陆期间,旅客的不舒适和压力颠簸。

(2)△P:当增压巡航方式工作时,CPC会根据巡航高度不同保持不同的内外压差,我们称为 △P

增压的5个阶段:

(1)起飞预增压阶段:

这是系统增压的开始,系统会将座舱增压到低于场压高度0.1PSI的座舱高度。

-当满足下列条件时,飞机进入起飞预增压阶段:

两台发动机N1至少在60%以上1.5s

两台发动机N2至少在89%以上1.5s

(2)爬升阶段:

系统控制飞机爬升率成比例的座舱升降率增加高度,说白了,就是控制好放气的节奏,不要放得太快。

3)巡航阶段:

当飞机巡航高度与飞行高度面板的高度相差在0.25PSI时,增压进入巡航方式。控制器控制外流活门保持△P的压差

△P的具体数值:

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图片来源:B737 FCOM

(4)下降阶段:

当飞机的巡航高度下降到低于巡航高度0.25PSI的高度时,增压进入下降方式。

下降阶段是一个增压阶段,飞机的外流活门会缓慢关闭增压,以缓慢降低飞机的座舱高度。

(5)着陆预增压阶段:

和起飞预增压相似,系统会将在着陆前,将机舱增压到高于着陆机场0.15PSI。以保证旅客的舒适度。

停机后,外流活门会完全打开,宣告增压阶段结束。

外流活门完全打开必须满足下列所有条件:

空地系统指示在地面;

两台发动机N1小于50%至少1.5s。(或两发关车)

两台发动机N2小于80%至少1.5s。(或两发关车)

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相信看到这,很多兄弟会有一个疑问:

巡航阶段的这个0.25PSI的高度,到底是多少?

这个0.25PSI,在平原地面上大致等于470ft的高度;随着高度增加,这个数值开始变得越来越大

当我们在30000ft巡航时,0.25PSI大概等于1190ft

也就是说我们实际爬升到28810ft时,增压就会进入巡航方式。

(进度条70%)

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介绍两个常见的故障现象:

(1)自动失效+备用

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自动失效灯和备用灯同时亮起时,说明一个主用的CPC失效了,并且备用的CPC自动进入工作状态。

这时增压还是可以自动维持的。

检查单要求我们把增压方式选择器放在备用位。

(2)自动失效

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单独的自动失效灯亮起,说明两个CPC都不工作了。这时必须由机组人工控制外流活门的开关来控制巡航高度。

要注意的是,人工控制外流活门必须在起落航线高度将飞机完全释压。如果忘记可能导致落地后打不开舱门。

(进度条85%)

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为了方便应对检查,小师弟简单做一个数据总结和知识复盘。

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笔记

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限制数据:

最大压差 :9.1PSI

自动方式压差:

<28000ft    28000-37000ft   >37000ft

  7.35PSI           7.8PSI              8.35PSI

机舱高度警告响起:座舱高度>10000ft

旅客氧气面罩掉下:座舱高度>14000ft

旅客氧气供给时间:12min

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自动失效灯:

-没有直流电源

-控制器故障

-外流活门控制故障

-压差大于8.75PSI

-机舱压力变化率大于2000ft/min

-机舱高度大于15800ft

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增压逻辑:

飞机由什么增压(组件供气),由什么控制座舱压力高度(外流活门),外流活门有哪几种控制方式(正常,备用,人工

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座舱增压剖面:

什么时候进入巡航方式,什么时候进入下降方式?预增压是什么意思?

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自动失效:

不同的现象代表什么不同的意思呢?自动失效+备用灯亮,单独的自动失效灯亮

遇见问题环节:

当我们飞高原机场时-例如昆明(机场标高为6900ft),巡航高度给的27600ft,其座舱压力高度低于着陆机场标高。这时增压系统在巡航时还会保持△P的压差吗?


来源 | 作者:小师弟

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