飛機機艙內空氣的來龍去脈

2020-09-21 西門飛機

2020年的疫情，讓大家的自我防護意識有了大幅度的提高。正所謂吃一塹，長一智，在選擇出行方式時，大家對公共運輸出行越來越謹慎。現在隨著疫情的控制，出行漸漸恢復，選擇飛機出行的人也是越來越多。其中原因可能是因為白菜價一般的機票價吸引了大家的目光。但作為一個陪伴飛機多年的人，我要對你說：&34;。

今年大家最關心的無疑就是周圍空氣是否有病毒，如果有人咳嗽，肯定避而遠之，瑟瑟發抖。好吧，那就讓我們飛上10000米的高空，探索一下飛機機艙裡的空調空氣是如何來的？空氣是否乾淨？

如果說把飛機比作一個人，那麼空調系統就是飛機的肺。呼吸之間，空調系統為機組，乘客和設備提供了一個可調節的內部環境。乘客在客艙裡所感受到的氣溫冷熱，耳壓變化，甚至能聞到不一樣的味道，這些都是空調系統的作用。以波音公司737NG-800飛機為例，從發動機向外界吸入空氣開始，需要經過飛機氣源系統-----空調製冷-----總管分配-----機艙循環四個步驟才能變成一股清涼的空調風。

假如我們現在在巡航階段，外界空氣被吸入發動機後，經過發動機高壓壓氣機的壓縮，變成高溫高壓氣體。

圖書紅色部分屬於高壓壓氣機部分

波音737NG飛機使用的發動機是型號為CFM56-7B的發動機。發動機有分高壓壓氣機和低壓壓氣機，高壓壓氣機有9級，主要作用就是將空氣增壓送到燃燒室，同時也為發動機氣源系統和空氣系統提供引氣。氣源系統使用的發動機引氣來自於高壓壓氣機5級和9級，正常高發動機功率時，空氣從5級壓氣機引出，在發動機低功率運轉的時候，由於第5級空氣壓力不能滿足氣源系統的需要，氣源系統使用第9級引氣。

發動機引氣示意圖

經過氣源系統後的空氣大約在120攝氏度左右，為了能達到溫度控制，空調系統把空氣分為熱路和冷路。冷路高溫壓縮空氣通過熱交換器和空氣循環機（ACM）進行迅速冷卻，冷路出口的溫度能接近零度，甚至更低。

紅色熱路，藍色冷路

其中熱交換器和外界空氣進行熱交換降低空氣溫度，而ACM通過渦輪冷卻器降溫。高溫高壓空氣流入渦輪中進行膨脹，並驅動渦輪旋轉，帶動同軸的壓氣機或風扇，將熱能轉化為機械功。空氣的溫度和壓力在渦輪出口得到大大降低，由此獲得滿足溫度和壓力要求的冷空氣，ACM是空調系統的核心部件。

熱路經過一個調壓活門降低空氣壓力。然後通過分配系統和冷路過來的空氣混合。通過調節熱路空氣進入管路的量來實現空調溫度的控制。

NG飛機上有左右兩套空調系統為機艙提供空氣，其中左組件為駕駛艙和客艙提供空氣（所以飛行員享受到的是實時新鮮空氣），右組件只為客艙提供空氣。控制好壓力和溫度的空氣就可以分配在機艙各個區域。進入機艙的空氣大約有一半空氣經過循環系統被重複利用，這樣可以減少對來自氣源系統新鮮空氣的需求。

在空氣流通路徑上，進入客艙的混合氣流與乘客區、駕駛區的原有空氣進行混合和充分熱交換之後，再由客艙底部的迴風口流出，通過客艙的提升管路自下而上輸送到位於客艙頂部的客艙通風系統，並由該系統分配給每位乘客。這種布置特點使得客艙內空氣流動方向基本上是垂直的，沿機身縱向的空氣流動很小。 空氣循環系統的風扇抽吸客艙中的空氣，高效氣濾可以過濾空氣中的細菌和微米級大小的顆粒。一般採用&34;系統（HEPA），可以去除空氣中直徑為0.1至0.3微米的微粒，去除率達99.97%。飛機客艙空氣每2到3分鐘置換一次，每小時置換20到30次。

空氣流通

當然，飛行員在駕駛艙內可以控制流入機艙內空氣的溫度和壓力，通過電門的選擇，機載計算機就能控制著空氣流通路徑上的各個活門，從而達到目的。

控制面板

飛機上的氣源除了發動機引氣外，還有APU（輔助動力裝置）引氣和地面氣源。氣源不僅給空調製冷提供空氣，還可以為發動機啟動系統，增壓系統，防冰系統，通氣系統等提供空氣。空調也有地面空調可以使用，空調的作用也不僅僅是製冷，還有座艙增壓，設備冷卻等作用。

系統原理示意圖

綜上簡介，弄明白了機艙內空氣的來龍去脈，再來總結一下空氣的質量如何。

一、外界平流層的空氣中的臭氧具有殺菌消毒的作用；

二、發動機的引氣經過壓氣機的壓縮，變得高溫高壓，又能殺毒又能殺菌。

三、如果即使客艙空氣已經有病菌，機艙通風系統不讓客艙的空氣縱向流通，而使空氣上下流動，這種循環方式可以有效降低病毒在飛機上擴散蔓延的可能，最大限度使客艙內的縱向空氣流動值降到最低。

四、高效的氣濾過濾以及高頻的更換速率，保證空氣的清新。據說醫院手術室的空氣更換速率是12分鐘更換一次，普通建築的更換率則更低。

最後留給大家幾個思考題，機艙內的空氣最後都去哪了？在飛機起落階段，耳朵為什麼會難受？機載的空調製冷原理是否能用到家用空調上呢？

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