飞机结构与机械系统课件 气源系统的作用和分类1-69

M3飞机结构与系统M3.3.5.1气源系统的作用和分类气源系统的主要功用气源系统的类别气源系统的主要部件课时：1学时123M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.1气源系统的主要功用气源系统使用增压空气作为动力源，并对增压空气的压力、温度进行调节后送向飞机的气源用户：1）发动机启动；2）空调和增压；3）机翼防冰；4）水箱增压；5）液压油箱增压。

123M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.1气源系统的主要功用增压空气主要用于座舱的空调与增压，机翼前缘及发动机进气道前缘的热气防冰，发动机启动用气源、饮用水、燃油及液压油箱等系统的增压以及飞机的气动液压泵（ADP）、前缘襟翼气动马达和大型飞机的货舱加热。123现代客机的气源有发动机压气机引气，辅助动力装置(AuxiliaryPowerUnit,APU)引气，以及地面气源等。多种供气来源确保了气源系统的可靠性。发动机压气机不仅可以为燃烧室提供压缩空气，还能供气给气源系统（这路供气称之为发动机引气（EngineBleedAir,EBA）。飞机在空中时除发动机外，辅助动力装置（AuxiliaryPowerUnit,APU）也可以在一定高度下为气源系统提供引气。飞机在地面时，可以通过地面高压接头，连接外部高压气源车给气源系统供气。部分飞机还使用了电动离心增压器作为气源。M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123发动机引气分别形成两套独立的子系统，中间由隔离活门（交输活门）隔断，并可在需要时连通。当隔离活门关闭时，左右发动机引气分别为左右空调系统提供气源；当隔离活门打开时，可使左右发动机的引气为任一侧空调系统提供引气。另外，当一台发动机启动后，可将隔离活门打开，利用已经启动的发动机的气源启动另一台发动机。（1）发动机引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123现代民航客机上涡轮发动机的高压压气机都是由若干级组成，引气级数越大，引气压力越高。发动机普遍采用两级引气的布局，以保证发动机在高低功率时引气压力均能符合需求，同时降低发动机的油耗。（1）发动机引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123发动机在低功率时，压气机低压级不能产生足够高压的引气来供用户使用，所以从高压级引出气体保证压力充足；而发动机在高功率时，低压级引气已经足以满足用户需求，此时如果仍然使用高压级引气将导致燃油消耗高而且难以调节压力与温度，所以就需要转换为低压级供气。一般将这两级命名为低压级(LowPressure,LP)和高压级（HighPressure,HP)，有的机型也称之为中压级（IntermediatePressure,IP）和高压级。（1）发动机引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123为了降低从压气机引气对发动机功率造成的损耗，并使燃油消耗最小，许多现代客机都采用两级引气，即从高压压气机的低压级和高压级分别引气：正常情况下（较高发动机功率时），空气从低压级引气口引出，此时高压级引气关闭；当发动机在低功率下工作时，低压引气压力不足，则高压级引气活门自动打开，由高压级引气口供气。为防止高压级引气时气体向低压级倒流，在低压级引气出口装有单向活门。（1）发动机引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123（1）发动机引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123辅助动力装置（APU）的引气通过APU引气活门引出，为避免发动机供气时增压空气倒流到APU内，在APU供气管路上装有单向活门。APU引气可以用于地面空调、启动发动机。另外，在飞机起飞或复飞时，为了减少发动机功率的损耗，常常用APU引气代替发动机引气。（2）APU引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123除用APU供气启动发动机外，在APU引气活门打开时是不允许再打开主发动机引气活门的，所以在某些飞机上设有双引气警告灯或其他形式的警告电路。当双引气警告灯亮时，应将APU引气活门关闭，以防止发动机引气损坏辅助动力装置。当用APU供气启动发动机时，双引气警告灯亮，这是一个警告信号，属于正常情况，提醒操作人员，在启动发动机后，应将APU引气电门关断。（2）APU引气M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123当飞机自身气源不可用时，在地面可以连接地面气源车供气。地面气源车通过3英寸高压接头连接到飞机（3英寸是地面气源接头的国际标准尺寸）。（3）高压地面气源M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123（4）电动离心增压供气波音公司B787飞机取消了传统的发动机引气系统，采用电动离心增压器作为空调系统的增压气源。外界空气经过电动离心增压器之后，压力和温度都会升高，再经过系统的调节，最终对下游空调系统供气。M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123（4）电动离心增压供气增压器可由发动机经过齿轮箱等减速装置带动（对于这种型式的座舱增压器，一般可以通过改变增压器叶轮与发动机之间的传动比来保证供气量基本恒定），也可由空气涡轮带动，或者是由电动机驱动。使用增压器引气，减轻了对发动机引气的需求，可使发动机核心机更加紧凑，燃油消耗率更低。M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.2气源系统的类别123飞机气源系统一般包括活门、控制计算机、管路、传感器等部件。气源系统通过这些部件实现压力调节、温度控制及故障监控等功能。M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123大部分现代飞机的气源系统设计类似（如图7-4所示），图中可以看到发动机、APU和高压地面接头均可以通过管路供气到各个用户。正常飞行时由发动机提供引气。不同阶段下，发动机的功率会不断变化，而功率变化将导致发动机引气压力和温度的变化，为了保证压力和温度的相对恒定，发动机气源系统会在管路上安装压力调节装置来保持恒定压力，这种调节装置称之为引气活门或者压力调节活门。（1）引气压力调节部件M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123

两级供气的发动机，一般在高压级安装可以控制的高压活门（HighPressureValve，HPV）在低压级安装单向活门防止引气反流。因为高低压引气的压力不同，只要高压活门打开，就会导致低压级单向活门关闭，反之，高压活门关闭后，低压级单向活门即可打开供气。（1）引气压力调节部件M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123

部分发动机的HPV带有调压或限压能力，而低压级的单向活门没有调压功能，所以当低压级供气时，引气压力依靠单向活门下游的引气活门进行调节。HPV出现故障后，一般都可以人工锁定在关位放行飞机。（1）引气压力调节部件M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123

因为APU工作转速恒定，所以大部分APU引气系统不需要专用的压力调节活门，只需安装关断活门（称为APU引气活门）用于打开或关闭APU引气，关断活门的下游还有一个单向活门用于阻止发动机或地面气源车供气时的反流。部分机型的APU引气同样可以进行调节，例如A320飞机的131-9A型APU，虽然引气活门只有开位与关位，但APU负载压气机的进口导向叶片角度是可调节的，通过控制导向叶片角度调整APU的引气量。（1）引气压力调节部件M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123气源系统的温度必须控制在可接受的范围。如果发动机推力增加，那么引气温度就会升高，反之则降低。预冷器可以通过热交换的方式来降低发动机引气温度，预冷器的冷却空气来自发动机风扇气流（也称为外涵道气流），最终的冷却效果取决于风扇冷却空气的流量和环境温度。风扇空气活门是调节冷却气量的装置，通过它实现热引气温度的调节。（2）温度调节M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123预冷器控制阀传感器可感受预冷器下游发动机引气的温度，当温度升高到某一特定值时，传感器探头内部的油膨胀，通过作动杆使球阀开始打开，随着温度的升高，球阀的开度就越大。球阀的打开，降低了A腔的压力，在弹簧力作用下，预冷器控制阀打开。正常情况下，当预冷器下游热路空气温度达到440T时，球阀完全打开，预冷器控制阀完全打开，预冷器冷路空气流量达到最大，预冷器器达到最大的冷却效果。（2）温度调节M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123（2）温度调节M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123引气通过气源管路输送至各用户或部件。根据管路的位置，分别命名为：1）吊架引气管路2）左右机翼引气管路3）APU引气管路4）交输引气管路或交输引气总管。（3）分配M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123交输引气总管通常位于机身内，连接左右机翼的引气管。交输引气总管上安装有交输引气活门，用于隔离或连接左，右机翼气源管路。渗漏探测系统负责监控引气管路的渗漏情况。（3）分配M3.3.5.1气源系统的作用和分类M3.3.5.1.3气源系统的主要部件123发动机直接将引气供给相应侧的机翼管路，左右侧的引气管路再通过交输引气系统连接在一起。交输引气系统不仅包含交输引气管路，而且还包括一个或多个交输引气活门。交输引气活门通常为电马达作动活门，无需依靠引气压力即可开关。大部分机型的交输引气活门既可以人工操作，也可以自动操作。A320飞机采用两个电马达，分别用于自动控制和人工控制，

（4）交输引气系统M3.3