二战飞行员开敞篷,现在开“空调”?

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如果去看有关二战时期的电影或者照片,我们可以看到很多战斗机飞行员在飞行时往往会敞开着座舱盖,问题来了,二战时期的飞行员这样大敞开座舱盖对他们不会有影响吗?

飞机和战机在飞行过程中主要受到气流、气压和气温三个环境因素的影响。

气流的影响来自于飞机自身动力生成的动力气流以及大气中存在的自然气流,其中动力气流来自于螺旋桨高速旋转时产生的气流,就像电风扇,飞机速度越快,这种气流就越大;自然气流则是自然界因素产生的各种气流,比如我们平时坐飞机时偶尔会遇到不同程度的颠簸现象就是自然气流对飞机造成的影响。

气压因素带来的影响是由气压变化引起的,我们生活的地面一个标准大气压约为101325帕,大气压随着海拔的变化而变化,海拔高度每上升100米,气压下降约0.93325帕,当飞行高度达2000米时大气压值约为79485帕,气压越低空气越稀薄。

气温同样受到气压变化的影响,气温随着气压的降低而降低,比如当飞机飞行至10000米高空时,气压将下降到26419帕,气温更是比标准大气压下的气温低65℃,假设我们现在的室外温度为30℃,那么低气压的万米高空气温为零下35℃,气温随着海拔的升高和气压的下降而下降,海拔每升高1000米,气温平均下降6摄氏度,飞机一旦飞到1000米以上高度时机舱就开始变冷了。

在这样的情况下,二战时期的飞行员为什么还能够敞开座舱盖呢?

这是因为二战时期的战斗机都只能在对流层中部以下的稠密大气区域飞行,并且这种采用活塞发动机驱动螺旋桨飞机的飞行速度慢,飞机和飞行员受到低温、低气压和高气流的影响程度非常低,所以在巡航速度飞行时完全可以将座舱盖打开,只有在以最大飞行速度进行战斗机动时才会要求飞行员必须关闭座舱盖。

如果放到现在,战斗机电子设备越来越多,这些设备在工作时会释放大量的热量,同时在之前的文章中我们说到,对于战斗机来说,目前全球面世的第五代机的时速普遍在2马赫以上(1马赫≈1224km/h),所以,飞机在高速飞行中会与空气发生摩擦产生很多热量,导致机体发热。如果战斗机飞行到万米高空,还要考虑的是高空的温度。我们知道,高度每升高1000m,温度就会降低6摄氏度左右,到了万米高空,气温能够达到零下几十度,在这样的情况下,战斗机飞行员再也不能像二战时期一样打开座舱盖敞着飞行,他们还依靠着座舱盖抵挡机外的温度变化,座舱内的温度调节仅靠座舱盖与机身抵挡是不够的,平时我们热了冷了都能够开空调解决,那在战斗机上有“空调”吗?

战斗机上的“空调”又被叫做环境控制系统,在二战时期,战斗机上是没有环控系统的,飞行员为了保持体温,只得穿上厚厚的飞行服。后来演变出战机环境控制系统来调节座舱内温度,为飞行员提供更好的环境条件。

飞机环控系统用于对飞机驾驶舱和电子设备舱的空气温度、湿度、新风、洁净度及气压等进行调节控制,以满足舱内人员的生理舒适安全及设备冷却等环境要求。飞机环境控制系统为机载人员的舒适安全和机载设备的稳定运行提供环境保障。今天我们就来说一说飞机环境控制系统的制冷空调技术。

空调需要达到哪些指标?

飞机机舱内气压、气温、空气流速和密度等理想调节指标:气压101.3kPa;有效温度(空气温度、流速和湿度等对人体表面综合影响的人体生理反应温度值)20℃;空气流速0.1~0.2m/s;空气密度1.225kg/m3等。

飞机“空调”有哪些负荷?

#01热负荷的特征

飞机环控系统的热负荷主要考虑飞机舱壁蒙皮与环境空气的导热、对流换热及太阳辐射等,以及机舱内人员和设备散热。随着飞机技术的发展,热负荷特性也有新趋势。

>>航空电子设备功率增大引起制冷量需求激增。

>>电子设备可靠性要求,提高了对环控系统冷却速率的要求。

>>发展综合机载机电系统,提高飞机性能和经济性。

#02湿负荷的特征

考虑到飞行重量及水对飞机钢结构有腐蚀性等问题,一般仅对机舱空气进行除湿,而不加湿。但随着民航飞行的普及,乘客对机舱内环境舒适性要求提高,而机舱内较低的相对湿度会导致一系列问题,如皮肤干燥、眼睛刺激及静电等,还会延长病毒(如流感病毒和“非典”病毒)的存活时间。因此,舱室湿度对舒适性的影响及特种飞机电子设备舱对消除静电的要求,部分军用飞机和大型民航飞机中已增设加湿设备以调节空气湿度。

#03气压负荷的特征

随着飞行高度增加,气压下降,人员无法忍受,甚至危及生命安全,然而机舱气密性要求过高,会造成飞机结构过于复杂,特别是重量和成本增加很多,故舱内气压实际无法达到理想指标。但必须有控制装置对飞机舱内气压进行调节,使机舱内气压保持在人员及设备安全工作的基本条件,确保飞行任务完成。一般机舱内气压要求不低于海拔2133m的气压,约78.5kPa。

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