A320增压系统详解:原理、操作与故障处置
A320增压系统详解:原理、操作与故障处置
飞机增压系统是确保飞行安全的关键系统之一,它不仅关系到乘客的生命供氧安全,还影响着飞机的整体结构安全。本文将深入探讨A320飞机增压系统的原理、操作要点以及常见故障的处置方法,帮助读者全面了解这一复杂而重要的航空技术。
增压系统的原理
为什么能增压?
飞机增压的原理与池子进排水相似:空调组件向机舱内输送空气,相当于"进水";放气活门则控制空气的排出,相当于"排水"。通过调节进气和排气的速度,可以控制机舱内的空气压力。组件流量大档相当于增加进气,放气活门关小则减少排气。判断增压是否可控的关键是观察放气活门是否全关闭,只要没有全关闭,就不应轻易宣布紧急情况。
值得注意的是,电子舱通风系统也与增压系统相关。电子舱是增压的,空气相通,因此电子舱蒙皮抽气活门的打开会导致飞机漏气,但漏气不一定就失压。
谁决定池子里要保持多少水?
在自动模式下,CPC(客舱压力控制器)计算机控制压差,空中最多8.06PSI压差,巡航最大客舱高度约8000英尺。到了地面就是0压差,起降根据机场环境最大可至14100英尺,此时外界空气密度和机舱内一致。CPC是通过控制压差来实现所需要的客舱高度。
需要注意的是,CPC定义的阶段模式和FMGC(飞行管理引导计算机)定义的阶段模式并没有一一对应关系,阶梯下降可以让增压剖面提前进入下降模式,而FMGC还保持在巡航模式。
着陆的目标客舱高度是多少?
着陆时为了让内外压差为0,关键是要把机舱内的空气密度调成落地机场真实的外界空气密度,也就是客舱高度等于机场气压高度。机场气压高度即机场标高对修正海压的修正。例如标高2500尺,修正海压1020,那么当时气压高度=2500+(1013-1020)*28尺=2300尺。假设我们要去该机场落地,那么客舱高度目标约2300尺。因此,着陆目标客舱高度=机场气压高度=机场标高+修正海压修正。
常规操作的几个问题
从场压机场起飞的风险(未及时输入目的地机场QNH)
根据公式目标客舱高度=机场标高+修正海压修正,当飞机进入增压的下降模式,而目的地机场的修正海压未输入,飞机就会使用ADIRS机长侧的原气压基准数值。以喀什飞兰州未输入兰州修正海压为例,增压下降模式的目标客舱高度=(1013-喀什QFE值)*28+兰州标高6400尺,可见很容易超过一万尺。因此,空客更新了SOP,要求在起飞前输入目的地机场的修正海压,以此来避免上述情况。
FMGC性能页面QNH误输入风险
- QNH一栏误输入温度。部分老飞机,QNH一栏可以输入毫米汞柱值,所以当温度22度误输入QNH一栏,飞机会误认为目的地机场的修正海压是22毫米汞柱(745百帕)。而745百帕约等于8200尺气压高度,所以目标客舱高度=标高+8200,客舱高度可能非预期超过一万尺。
- QNH一栏误输入QFE数值,原理如上条类似,会导致目标客舱高度过高。
为什么起飞要预增压?
手册说防止抬轮时候客舱压力的突变,英文叫avoid pressure surge理解为压力的冲击更为形象。组件是往客舱吹气,如果突然的吹起肯定就像气浪一样打过来导致人体的不舒适,所以要预增压(400的客舱高度变化率会让人舒服)。同理着陆后的释压,避免放气过猛,如同一个气球不管是吹气还是放气,预先保持下图中间的状态总归好于它突然扁掉。
关组件起飞有预增压吗?
首先预增压是个增压,所以没有空调认为无法预增压。根据飞行员观察,关组件起飞,在接通一个组件后,客舱高度升降率瞬时为-1000英尺/分钟,所以对比-400英尺/分钟的预增压,更为不舒适。这也符合经济、舒适两难全的常理。
常见故障处置
排烟程序为什么要设置着陆标高?
排烟如何实现?必须打开冲压空气进气口引入新鲜空气,然后从放气活门排出。但冲压空气门打开的条件是压差小于1,所以我们先设置着陆标高到一万或者MEA,这样到飞机下降到该高度时候,压差已经小于1,以便打开RAM AIR空气门。
反过来说,如果不设置着陆标高,到了一万/MEA,开放气活门,一是会导致急剧失压,人体不舒服,可能对飞机结构也有损害,二是压差减少的过程耗时过长,浪费宝贵的排烟时间。
场压机场落地,如果人工调着陆标高的话调多少?
当飞机故障时候,例如双FMGC故障,飞机不知道着陆标高信息,那么根据公式目标客舱高度=气压高度=机场标高+气压基准,因为气压基准已经设置了场压,场压数值即代表了该机场的气压高度,所以无需再通过着陆标高选择器选择着陆标高进行重复修正,所以着陆标高选择0。
飞机负压能实现吗?
因为飞机只有增压吹气的功能,不存在抽气的功能,所以只有当飞机飞行高度低于客舱高度高度这种情况导致出现负压,比如客舱高度是8000,飞机飞到了6000英尺,那么就是负压差,机外的压力比机内还大。
模拟机观察,人工设置着陆标高8000尺,下降过程中客舱高度如期为8000尺,当飞机飞行高度低于8000尺,外流活门会自动全打开,客舱下降率急剧增大,压差保持为0。
那么如何才会负压?只能推理,若CPC故障或外流活门锁死打不开,那么才可能导致飞机负压,而当负压大到一定程度,安全活门会打开。
CPC1+2故障,为什么低于机场气压高度+2500英尺,才V/S CTL完全向上?
程序要求在最后进近期间,当处于中间进近阶段时,低于机场气压高度+2500英尺,V/S CTL完全向上,将压差调节到0。2500英尺,而不是更高的高度,原因就是2500英尺对应的是1个PSI的压差,推理1个压差对于飞机的结构或者人体的舒适更有利。下图以机上爆炸物处置程序做个印证。也许只是一个巧合,一笑。