飞机相关设备冷却系统研究及应用分析

飞机相关设备冷却系统研究及应用分 析

李炎武 蒋立

中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司 陕西汉中 723200

摘要：随着民航事业的发展和飞行器科学技术的不断进步，越来愈多的飞机被应用于现实生活中。在飞机日常的飞行过程中，较为重要的一项工作是对飞机的冷却系统进行降温，这是因为飞机在飞行过程中的电子设备运行不可避免要产生热量，通过对相关设备进行冷却可以充分确保飞机内部电子设备的可靠运行。为进关冷却设备系统的运行质量和运行安全，笔者对飞机相关设备冷却系统进行了研究和应用分析。本文的研究成果对于相关部门的管理及技术人员提高相关技术水平具有较好的参考意义。

关键词：飞机；相关设备；冷却系统；研究；应用；分析

前言

常见的民航飞机冷却系统组成较为复杂，其中最为常见的组成通常包括前设备冷却系统、影音设备冷却系统、后设备冷却系统等^[1]。通常而言，前冷却系统为独立运行系统，在进行工作的过程中，如果外部环境发生变化则配套零部件的工作状态也会发生较大变化^[2]；影音设备冷却系统通常与飞机客舱的冷却系统相互连接和配套，通过吸收客舱内部的空调、风扇的冷气为整个影音系统提供冷气，进而实现降温^[3]。后设备冷却系统主要指飞机卫生间、备餐室内部的降温系统，该系统的运行主要通过一套冷却设备实现。从当前飞机不同冷却系统的运行情况看，不同的冷却系统能够独立运行且遵循不同的工作原理^[4]。作为飞机的使用者或者维护人员应该加强对相关配套冷却系统的维护，确保各个子系统的稳定运行，及时清除系统运行过程中的障碍，排查清导致故障的外部条件^[5]。根据当前飞机行业的冷却系统运行情况看，做好冷却系统的综合分析，为后续的配套冷却系统的维护和改善提供技术手段很有必要。

1、飞机相关设备冷却系统总体分析

伴随着航空事业的不断发展和飞机设计研发工作的不断推进，飞机内部的电子设备越来越多，在电子设备运行过程中不可避免要产生巨大的热量，这些对于整个飞机的冷却系统的高效运行构成了巨大的挑战，加强配套舱内冷却系统的稳定运行至关重要。常见的民航客机的冷却系统的总体冷却控制面板设计在驾驶室的内部，这样可以让飞行员在第一时间内对飞机系统的温度进行调节，驾驶员根据不同的温度控制模式进行选择，进而为客机提供合适的温度，确保相关设备的冷却速度，如果温度冷却系统发生故障则第一时间开启备用冷却系统。当飞机内部的温度过高或者发生气体流量不足时，相关应急系统开启，确保飞机内部冷却设备能够在极端条件下能够保障系统的高效运行。飞机内部也配备有警系统，当舱内温度过高时，通过监测系统收集信息发送给中心控制室，并根据反馈信号自动开启降温冷却程序。

2. 飞机相关前设备冷却系统研究

2.1飞机配套前设备冷却系统的分析研究

飞机的配套前设备冷却系统是飞机冷却系统的重要组成部分，该部分的主要控制中心在前端的控制面板上，另外，还有部分主要的零部件和控制元件安装设计在主电子设备库和货舱的夹板层内，如过热传感设备、中风扇控制设备、冷却指示仪表盘、主控制板、供气管路管道等。飞机前设备冷却系统配备有风扇控制卡和相应的冷却程序指示按钮，通常设置在设备房内的控制板上。常见的左侧控制卡主要对风扇的气流供应提供气源，中部的控住卡及其系统主要对系统内的气体排出进行控制。风扇排气的配套继电设备主要通过逻辑控制程序对系统的温度指示和冷却程序进行控制、调节，对于出现的隐患及时发出警报。前设备冷却系统的总管道连接接头在主机舱内，与驾驶室位置较近，通过不同的活门接头进行不同冷气通道的控制，根据实际需求提供不同气体流量的冷气进行降温和设备冷却。

2.2飞机配套冷却系统的工作原理分析

飞机配套冷却系统的控制主要通过其电子系统的完善与信号输入、执行，系统输入信号的执行情况与飞机冷却系统的风扇工作情况、活门、管道的开闭情况息息相关，上述设备的开闭情况也决定了冷却气体的供应分配。一般而言，飞机配套冷却设备的系统工作原理如下。飞机在地面滑行阶段，主控制开关处于自动调节状态，如果温度超过一定值，舱内排气设备启动，将高温的气体排出，同时配套的活门开关关闭，舱内热气经排气管道排出，供气管道同时提供设备冷却气流。在飞机的飞行过程中，控制总开关处于自动运行模式下，如果舱内设备温度过高，则供应冷气的排气设备启动，开启降温冷却程序。如果应用过程中，风扇等陪同冷却设备发生故障，则启动反向工作与控制程序，总管道及相关开关触发工作，避免冷气设备控制系统在故障时影响系统运行。

2. 飞机相关影音设备冷却系统研究

飞机内部的音影系统是必须配备的设备，特别是在长途的飞行过程中，较好的影音设备能够大大降低乘客的旅行疲劳，提升乘客的舒适感。然而，在飞机的音影系统运行过程中，不可避免要产生热量，不仅会导致机舱内温度过高，也会对电子设备的安全性、稳定性产生较大影响。通常而言，机舱内的音影设备冷却系统是独立存在的，音影系统的热量主要产生与乘客头顶的视频播放器、扶手旁的耳机声音设备等。该设备冷却系统的冷气一般通过客舱顶部的冷气通道传输，冷气到达音影设备时通过排气扇将其排出进入到音影设备周边，顶替热空气进而实现降温。在冷气排气扇周边设计有温度感应装置，当舱内音影设备周边温度达到预定值后，排气扇自动开启，冷气输送管道接通，冷气根据系统的开启情况进行冷却气体的供应，从而确保影音系统及配套设备的运行温度环境。

4、飞机相关后设备冷却系统研究

飞机的后冷却系统主要是与飞机的卫生间、食品备餐室共用的。后设备冷却系统一般采用多个独立的风扇供气设备吸入气体产生流动，在后设备附近进行降温。多个独立的风扇一般交替工作，进而保证系统的高效和稳定运行，如果系统处于自动运行模式，则第一台降温风扇开启进行后设备降温，当第一台风扇超时工作或者发生故障时，电气控制系统自动将开关模式选择到替换模式，第二台降温风扇开启，同时系统对第一台降温冷却风扇进行信息维护和系统升级，其它的降温冷却风扇轮流工作。当多台降温设备同时发生故障时，系统会触发警告，通知工作人员暂停飞机起飞或者实施紧急降落，充分确保人员安全。

5、结论

笔者重点对飞机相关设备冷却系统进行了总体分析，研究了飞机相关前设备冷却系统，特别是对其工作原理进行了详细分析。另外笔者也重点对飞机相关影音设备冷却系统和后设备冷却系统进行了深入研究。本文的研究成果对于企业提高相关技术和水平具有较好的指导和参考作用。

参考文献

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[3]杨鸣坤,龙诗科,慕德俊,柯捷.基于虚拟仪器和模糊控制的液冷控制系统设计[J].计算机仿真,2021,38(07):251-255+285.

[4]李明睿,徐芳芳.基于喷雾冷却机载大热负载设备热系统仿真[J].飞机设计,2021,41(02):46-50.

[5]王坤鹏.波音757-200飞机引气系统故障分析[J].航空维修与工程,2021(03):80-82.

李炎武，男，汉，陕西省汉中市城固县，1991.03.22，本科，工作单位：中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司,职称：工程师，主要研究方向或者从事工作：飞机环境控制技术研究，邮编：723200