冯锐

摘要：Cessna525型飞机空调系统的主要作用是当飞机处于不同的飞行状态和外界条件时，使飞机驾驶舱，客舱，保持良好的环境参数，为飞行员和乘客的正常工作和生活提供良好的环境条件。飞机座舱的环境参数主要包括空气的温度，压力和压力变化率。空调系统是飞机重要系统之一，空调系统故障会给座舱的环境和飞行安全带来麻烦。着重对空调系统的常见故障进行分析总结，提出一些维护上的建议和排故经验，希望能对读者有一定的参考作用。

关键词：空调；制冷；增压；故障

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.17.101

1空调系统的工作原理及组成

空调系统由引气系统，空气分配系统，温度控制系统，座舱增压系统组成。引气系统为飞机空调系统引气，主要使用发动机引气和外界冲压空气。正常情况下座舱的空气来自发动机引气，该气源与从机外的冲压空气热交换，调压后进入座舱。从发动机引进的高温空气，经过压力调节活门和流量控制活门，在散热器中与冲压空气进行热交换后，送到空气分配器，再由空气分配系统送到座舱。冲压空气调节活门可以调节冲压空气的流量，从而控制散热器内的空气温度，使其达到适宜的温度要求。

空气分配系统主要由飞机内部的各种通风管道和控制调节活门组成。该系统将新鲜空气分配到飞机座舱。

温度控制系统分为加温及制冷两种功能：（1）加温功能：发动机引气温度太高不能直接引入飞机需由机外冲压空气经热交换器降温后使用。冲压空气由温度控制系统内的冲压空气调节活门控制。当座舱内温度较高时，位于座舱后部盖板下的温度传感器与位于中央操纵台上的温度控制旋钮共同作用，控制冲压空气调节活门开口加大，增加冲压空气的流量，使发动机引气在流经散热器时降到更低的温度；反之，当座舱内的温度较低时，则减小冲压空气调节火门的开口，使发动机引气的温度升高。（2）制冷功能：飞机上使用氟利昂蒸发循环空调系统，氟利昂制冷剂通过蒸发，冷凝，蒸发的循环带走了系统中的热量，起到制冷的作用。在飞行中，如果感觉到热，冲压空气调节活门将向全开位的方向移动，引气将被尽可能的冷却。如果此时飞机高度低于18000FT，则氟利昂压缩机被接通，向座舱提供氟利昂制冷的空气，同时冲压空气调节活门控制引气的温度。当座舱条件改善后，冲压空气调节活门移向70%关的位置，压缩机断电。在地面时，如需要压缩机工作，必须连接地面电源或者使右发动机工作。在飞行中，如果压缩机工作，飞机必须低于18000FT，且两台发电机都在工作，如果任何一台发电机不工作，空调压缩机都无法正常工作。氟利昂空调系统的组件包括：压缩机，压缩机电机，冷凝器，接收/干燥器前蒸发器风扇和后蒸发器风扇。温度控制系统也是该机型故障高发系统。

座舱增压系统是空调系统中重要的系统。该系统在正常和紧急情况下向座舱提供增压空气。飞机增压使用发动机引气，在地面和低高度通风状态时使用新鲜空气风扇引入新鲜空气。因此，空气在进入座舱前，已经是经过增压的，如果不控制，座舱内的空气压力会不断升高。该机型通过改变，主、次级放气活门膜盒的位置开度，来调节由座舱放入飞机尾锥内的空气流量，以达到调节座舱压力的目的。增压系统向座舱提供增压空气有两种方式：一种是正常方式，另一种是应急方式。应急增压活门安装在驾驶舱右侧地板下的风挡除冰供气管道上。系统内装有温度传感器以保持座舱温度的稳定。在应急增压时，乘客几乎不会感到飞机内状态的改变。座舱增压系统包括数字式控制器，一个主放气活门，一个次级放气活门和人工活门。每个放气活门都有一个独立的最大压差释压活门和一个最大高度安全活门。座舱高度控制器通过主放气活门上的电磁活门来改变两个放气活门的位置。两个活门之间有管互联，可平衡活门之间的气流量。

增压系统如图1。

2常见故障分析

空调系统最常见故障为温控系统故障，尤其以制冷故障最常见。制冷故障原因大致分为三种：（1）空调压缩机故障：压缩机为空调制冷的核心部件，判断压缩机本体故障，可连接压力表，运转压缩机，若压力表高压低压数值相近则可断定压缩机故障，因为压缩机不工作无法使回流的氟利昂蒸汽高速的流过冷凝器无法加压进入前/后蒸发器，导致无法换热。排故需要更换压缩机，重新充入氟利昂及规定牌号的润滑油。注意：空调控制面板上的绿色压缩机工作指示灯，仅是压缩机电机的工作指示灯不能作为判断压缩机是否功能良好的依据。判断压缩机是否功能良好必须连接高压/低压压力表，运转压缩机读出高低压数值。经分解，故障压縮机。可见压缩机打坏内部出现金属屑，为防止金属屑进入管路再次循环到新压缩机进行破坏，则需要冲洗全部空调管路。再如压缩机电机传动皮带断裂故障，压缩机本身无动力需要压缩机电机通过压缩机电机皮带带转来提供压缩机的动力使压缩机正常工作，如压缩机电机皮带断裂则压缩机无法工作。压缩机皮带断裂原因多种多样，如张力不足皮带松高速运转下皮带离开固定传送齿轮使压缩机无法正常工作。因为皮带为橡胶材质皮带老化使皮带断裂导致压缩机无法正常工作。皮带安装位置不合适皮带的齿与固定传送齿轮齿无法正确啮合导致齿打滑，使压缩机无法正常工作。制冷剂不足/过多，制冷剂不足/过多均会使压缩机不能正常工作，由双位电门控制。双位压力电门安装在接收/干燥器上它有两个功能，第一，作为一个低压安全电门防止系统在氟利昂压力低或外界温度低的情况下工作；第二，作为一个高压安全电门防止氟利昂压力过高或者外界温度过高时损坏系统。在接收/干燥器上有一块玻璃窗口，可对系统进行目视检查，若流过窗口的氟利昂制冷剂为白色云雾状或者无色透明但是有大量气泡存在则证明氟利昂压力低或者氟利昂液体不足，需要重新灌充氟利昂。正常情况应为，透明无色液体流过窗口。接收/干燥器故障，接收/干燥器在维护手册中无明确定时更换要求，如果故障也很难判断。接收/干燥器故障会使压缩机工作时产生的水和杂质无法排出，导致水和杂质通过系统循环流入压缩机导致压缩机润滑出现问题是压缩机抱死无法工作。需制定办法定时更换接收/干燥器。（2）前后蒸发器进气口堵塞：飞机内部铺有地毯，地毯的毛屑粘连在进气口导致堵塞进气量变小，制冷效果变差。需定时清洁蒸发器进口，蒸发器进口百叶窗十分脆弱不能使用钢丝刷或者金属，硬木工具进行清洁。应使用毛刷，或者胶带小心仔细的清洁。更换合乎手册要求的地毯防止堵塞。（3）膨胀阀故障：膨胀阀是制冷的核心部件，管理经过蒸发器氟利昂的流量。膨胀阀常见堵塞，性能变差。需要定时检查前后蒸发器出风口温度差，若大于5℉需要调整膨胀阀（调整方法见维护手册）如无法调整则需更换膨胀阀。

顶部出风口不出风：顶部出风口由后蒸发器提供冷却空气，后蒸发器“FLOOD”位在最大速度下工作，提供最大冷气风量。所有的空气均通过后承压框顶部的溢流冷却风门进入座舱。需检查溢流冷却风门，溢流冷却风门为23PSI伺服空气控制，检查溢流冷却风门时伺服空气管道也需要一并检查。如故障需更换。后蒸发器进口堵塞使得出风量变小，导致顶部出风口出风量小/无法出风。

增压系统故障：增压系统分为三种工作模式：（1）地面/滑行模式：飞机在地面（空地电门地面位），任一发动机功率低于85%N2，2个放气活门均处于全开位。（2）预增压模式：空地电门地面位，两台发动机功率大于85%N2，两个放气活门关上一部分，避免起飞过程中的压力波动。控制器以-100英尺/分钟的升降率使座舱增压，起飞过程中座舱压差最大可达到机场高度以下200英尺。活门关闭的整个过程大概需要20秒。飞机起飞收上起落架后，空地电门使增压系统进入飞行模式。（3）飞行模式：空地电门空中位，发动机每秒向座舱提供8磅空气，而座舱内的空气又经过放气活门放入飞机尾锥。系统通过改变主/次放气活门控制腔内的压力来调节膜盒的位置，而膜盒的位置决定了经放气活门排出飞机的空气流量，系统通过控制座舱放弃率来达到保持和调节座舱高度的目的。主/次放气活门的控制腔由一根管子联通，每个放气活门都有一个限流口。主/次级放气活门维持座舱压力最大86PSI。某次飞行中，飞行高度4000米座舱突然失压，机组下降高度返航，安全着陆。经过仔细的分析和测试，发现右起落架空地电门顶块长期磨损出现间隙，飞行中震动导致移位，使空地电门提供错误信号。主/次级放气活门进入地面/滑行模式，放气活门全开，导致飞机失压。后更换空地电门顶块，故障排除。

空调系统交联飞机系统较多，造成故障的原因多种多样。这就要求维护人员熟悉工作原理，不在一个系统里找故障，联系故障情况多考虑交联系统，才能准确判断排除故障。

参考文献

[1]cessna aircraft company，cessna525 aircraft maintenance manual[Z].

[2]聂挺.Cessna525飞机培训教程[M].成都：西南交通大学出版社，2013.