军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
那么大功率的喷气涡轮发动机挂在飞机上,说没有空调你信吗?
坐在飞机里并不热,大多数时刻还很寒冷。越往高空走,温度就愈发的低,所以在过去没有密封驾驶舱的时代,飞行员只能靠皮夹克、厚飞行帽和体格来顶,最早的热水袋和电阻暖手宝就是给飞行员们准备的。
上图.F16的ECS
现代战斗机早已采用了密封座舱,并且采用了专门的“环境控制系统”(Environmental control system,ECS),这种“空调”能自动化可控调节,多采用旋钮控制,与汽车上的空调操作没什么太大区别。
但原理上ECS更粗暴,它直接利用发动机热量与机外冷空气交换,通过调整交换比例来控制温度,反正寒冷的高空压根不需要氟利昂压缩机进行热量搬运。这些飞机的空调系统至少使用一个冲压空气换热器和一个带有膨胀涡轮的空气循环机,以从排出的空气中去除热能。
上图
.F16战机ECS
的气口除了给飞行员制造温度,ECS还会通过电力管理一些相关事宜,比如维持舱压、给座舱盖除冰除雨除雾,加热舱盖等等,甚至还具备湿度分离功能,但需要注意,ECS虽然“高大上”但并非万能,比如飞机停在地面以后,它也就失去了作用。
此时怎么解决空调问题呢?没关系,地勤的同志会开来专门的空调机车(air cart或Aviation Air Conditioner, 它们有时还会被用来辅助加压启动发动机),直接给飞机接一根冷风进去,供电也会换成外源模式,如此也就不存在什么空调问题了。
实际上,随着飞机飞行的速度加快,它们的外壳也会因为持续的与大气摩擦产生热量,会重新产生一个从极冷到极热的过程。比如MIG-25“狐蝠”和SR-71“黑鸟”,它们的机体都会因为急速飞行而产生高热,某些局部甚至会被烧红。如果没有ECS系统帮助快速降温,飞行员可就真危险了。“黑鸟”的飞行员干脆舍弃了常用的飞行服,将自己裹得形同宇航员,通过专门的维生系统控制温度。
一般来说,战机在2马赫时迎面温度就会提升至100摄氏度以上,达到3马赫时温度会超过300度,没“空调”那确实是要热坏了。上图那两个黄箱子就是“黑鸟”的维生装置。
直升机当然也是有空调的,但它们因为不具备超音速战机的高速飞行条件,所以无法使用ECS进行温度调整,只能依靠普通的冷气系统进行降温。
但是,与民用直升机不同,“军用直升机”却往往不带空调,无论寒暑也都是靠小身板硬捱,因为增加空调会降低可用功率,增加机体重量,并增加其维护开销,也会为整体系统带来不可靠性。话说回来,比起坦克手,他们可谓是活在天堂里了。
军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
欢迎关注兵器知识谱。军用直升机和战斗机是有空调的,但是它与我们所认知的空调又不太一样。
我们常见的空调是指空气调节器,即Air Conditioner,是一种用人工手段对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备。
一般包括冷源/热源设备,冷热介质输配系统,末端装置等几大部分和其他辅助设备,利用输配来的冷热量,具体处理空气状态,使目标环境的空气参数达到要求。
而军用直升机和战斗机所使用的“空调”被称为座舱环境控制系统或热管理系统,即enviroIunental control system,简称ECS(以下将全部使用该简称)。
它的作用是在各种不同的飞行状态和外界条件下,使飞机的驾驶舱、设备舱及货舱具有良好的环境参数,以保证飞行员和乘员的正常工作条件和生活环境,确保设备的正常工作及货物的安全。
再过去的老式战斗机中,ECS是一种简单粗暴的空气循环系统,即从发动机进气口引入低温新鲜空气对座舱和各设备进行冷却,比如米格-21战斗机。
随着科技的进步,战斗机上的电子设备越来越多,简陋的空气循环已经不足以为布满电子设备的座舱和大量的机栽电子设备散热,战斗机存在严重的座舱热负荷。
比如说苏-27战斗机,该机型虽然属于典型的第三代战斗机,但是依旧采用二代机那种简陋的空气循环系统,抛开气温调节功能不论,其在中低空亚音速飞行时尚能确保300±20 kg/h,如果在高空高速状态下飞行,它的供气量将会降低至220kg/小时。
而同为三代机的美制F-15战斗机在使用了现代ECS以后,不论是高空高速飞行还是中低空亚音速飞行,ECS以自动的按供气量曲线调节供给座舱的流量,即在300-415 kg/h之间变化。可以看出,F-15飞机比苏-27飞机的座舱供气量大1/4。
至于军用直升机嘛……武装直升机同样有太多电子设备,而且也有做高机动战术动作的需求,所以这类直升机同样需要ECS系统的支持。
至于通用直升机或者运输直升机就不一定都会使用ECS了,如果座舱内的飞行员实在热得慌,那就打开舱门通通气,或者像米-17飞行员那样打开挂在头顶上的电风扇可劲的吹就行了。
▼下图为苏-27的座舱,可见电子化程度并不高,所以使用了简单粗暴的通风散热系统以及氧气罐供气系统也是可以理解的,这样的“空调”性能已经不再适合当下先进的三代机。武装直升机和战斗机需要对座舱进行降温的原因许多读者认为飞机在空中飞行时飞行员一定会很冷,因此飞机座舱一定会为飞行员开暖气,防止飞行员冻僵。
是实事求地讲的确是这样的,因为地球上的气温变化与海拔有着直接的关系,比如说位于日本的本州岛中南部的富士山,其海拔为3775.63米,山顶终年积雪,气温始终保持在0℃以下,而富士山脚却是宜人的20℃。
标准大气压下,海拔每升高1000米,气温下降6℃,假设地表温度为20℃,那么当飞机飞到5000的中空时,飞行员将会承受零下10℃的低温考验。这也是二战时期的飞行员都要穿着皮袄驾机飞行的原因。
那个时期的飞机没有搭载太多电子设备,不存在设备冷却的问题,而且机舱基本上都是“敞篷”的,不管是起飞还是降落,飞行员都可以随意打开舷窗进行肉眼观察。
直到B-29轰炸机开始采用密封加压舱设计以后,飞行员们才不用再穿着厚厚的飞行服驾机升空,这时候飞机的座舱就开始有了对“空调”的需求,即密封加压舱需要“空调”系统对座舱进行供养加压和调节温度,使座舱内的气压和气温与地面基本相等(地面通常为1个大气压值,机舱为0.6个大气压值,温度则保持在25℃~27℃)。
而现代先进的武装直升机和战斗机就不同了,它们除了需要“空调”对座舱供氧加压以外,还需要座舱和其它舱室进行降温。
这是因为现代飞机的座舱是密封的,舱内温度基本上不受外界气温变化的影响,而且座舱内安装了许多的电子设备,比如火控计算机系统、显示屏系统等等航电系统,其中最大的热源来自于机头安装的机载雷达系统。
这些电子设备一旦工作起来就有散热需求,当散发的热量在座舱内持续堆积并达到极限时,飞机座舱就会处于热负荷状态,飞行员就会在酷热至极的环境中驾驶战机,这就是武装直升机和战斗机需要对座舱进行降温的原。
▼下图为“台风”战斗机的座舱特写,由于搭载了太多先进的航电设备,所以当这些设备开机时就会对密闭的座舱进行加温,倘若没有可靠的“空调”系统,那么飞行员一定会在高温环境中“热坏了”的。战斗机会发热并对座舱产生热负荷的原因我们可以先来做这样一个实验:用一部智能手机连续运行20分钟的大型网络游戏,当时间到时手中的手机温度将会升高到接近45℃。
这是因为手机是一种电子设备,其核心原件是CPU,与电脑的CPU一样,一旦满负荷运行时就会开始发出大量热量,区别在于电脑的CPU有散热风扇,而手机则只能通过金属外壳导热进行“风冷”。
飞机也是同样的道理,当飞行员启动飞机时,座舱内的各种电子设备开机以后相当于300部手机围着飞行员,当这些电子设备运行一段时间以后就开始向外散热,而飞机座舱又是一个密闭的空间,这些电子设备所散发热量随着时间推移将持续在座舱内堆积,如果这些热量没有被处理,那么飞机座舱就会升高至60℃以上,从而形成热负荷。
事实上电子设备散热只是飞机座舱热负荷的组成部分之一,另外还有太阳照射导致的加热和飞机的机体在高速飞行时与空气摩擦造成的加热。
飞机在空中飞行时会受到阳光照射导致的加热,这个道理与我们的家用汽车在烈日下行驶会被阳光照射加热的道理是一样的。
比如说当某型战斗机需要奔赴1500公里以外的空域实施打击任务时,在近1个小时的飞行过程中(单程),飞机要一直承受阳光的炙烤,密闭的机舱温度必然会持续上升。
再就是机体在高速飞行时与空气摩擦产生的加热,以前的飞机蒙皮大多是金属,而金属的散热效果是非常好的,尤其是铝合金和钛合金,但是现在的飞机已经大量采用复合材料来制造蒙皮,当飞行速度接近或超过音速时机体温度会随着飞行时间的增加而逐渐上升。
比如说SR71“黑鸟”侦察机,当飞行速度达到或接近3马赫时机体温度会升高到300℃,机身蒙皮会在热胀冷缩中因膨胀而拉伸,这也是该型飞机在地面上油箱会漏油,而高速飞行时漏油现象就会停止的原因。
▼下图为“阵风-M”型舰载战斗机的机载火控雷达的特写,机载雷达是现代战斗机中功率最高的电子设备,一部雷达的功率相当于60台家用微波炉,所以ECS系统不足以为其降温,必须要一个独立的散热系统,其散热原理与汽车发动机散热颇为相似。飞机座舱采用座舱环境控制系统(ECS)来控制热负荷的方法飞机座舱环境控制的本质是对座舱空气的温度、压力和压力变化率,其他还包括空气的流速、湿度、清洁度和噪声参数进行控制,当温度被控制在设定值范围内时,即可视为达到了控制热负荷的目的。
ECS就是飞机“空调”,它由气源与供气量调节装置、座舱温度调节装置、座舱压力调节装置和座舱空气分配系统四大部分组成,系统在计算机的控制下进行工作。
它的工作原理是这样的:
气源与供气量调节装置
气源系统的功用是提供具有一定流量、压力和温度的增压空气到用压系统,其核心设备是压缩空气储存罐和制氧机。
压缩空气储存罐和制氧机的作用是为飞行员提供氧气供应,当飞机启动时,制氧机也一同启动,而压缩空气储存罐则做为应急供气,只有在制氧机发生故障时为飞行员提供5分钟的紧急供气。
供气量调节装置是则是在计算机的控制下为供气系统调节供气量,比如上述中提到的F-15战斗机300-415kg/h的供气量就是由供气量调节装置来实现实时监控和调节的。
座舱温度调节装置
座舱温度调节的基本方法是保持供气量基本恒定,控制供给座舱的空气温度(即供气温度)以满足座舱适宜温度要求。
压缩空气从气源总管流出,在进入空调组件前,流经流量控制活门(又称为组件控制活门):流量控制活门控制通往空调组件的空气流量,还可以起到组件关断的作用。流量控制活门将供向座舱的空气量保持在一个恒定值,这样就可将座舱温度调节和座舱压力调节分开,调节座舱温度时,座舱压力不会随之波动。反之,调节座舱压力时,座舱温度也不会随着变化。冷却系统的作用是使用空气循环制冷系统,使高温引气冷却,形成冷路空气,电子式座舱温度控制器接受来自座舱温度传感器、供气管道温度传感器、供气管道极限温度传感器及温度选择信号,经过合成放大后向温度控制活门发出信号,控制活门的开度,从而控制冷热路空气比例,保证供给座舱一定温度的混合空气,使座舱温度保持在要求范围内。
座舱压力调节系统
当飞机以最大飞行高度飞行时,座舱的气压高度不得超过2400 米;当飞机需要在7620米以上高度飞行时,必须保持座舱内气压高度不超过4500米。
座舱压力调节系统基本任务就是保证在给定的飞行高度范围内,座舱压力及其变化率满足乘员较舒适生存的需求,而且还要保证飞机结构的安全。
气密座舱内空气绝对压力(或气压高度)和余压随飞行高度变化的规律,称为座舱压力制度。常见的压力制度有两种:三段式和直线式,从起飞、爬升到巡航这一过程分析,三段式分为自由通风、座舱压力保持和余压保持i个阶段;直线式分为地面预增压和比例控制。常采用电子电动式压力控制系统执行直线式座舱压力制度,座舱增压控制器发出电信号,控制排气活门的驱动电机工作,带动排气活门开关,从而控制座舱的排气量及座舱压力。
▼下图为气源车正在为国产“飞豹”战斗机ECS系统中的压缩空气储气罐充气,所充的气为纯氧,当系统为飞行员供气时控制计算机会根据飞机的飞行状态进行供气调节,同时对温度和气压进行实时控制,这是我们常见的“空调”所不具备的功能。综上所述我们可以得出这样的结论:第一、军用直升机和战斗机是有空调的,只不过飞机上使用的空调与我们所熟知的家用空调有所区别,它的专业名称叫做“座舱环境控制系统或热管理系统”,简称ECS系统。
第二、ECS系统的主要作用是控制飞机座舱的热负荷,飞机高速飞行时密闭的座舱会在机载电子设备的散热、阳光的照射、机体与气流的摩擦中造成温度升高,从而产生座舱热负荷,在ECS系统的控制下座舱将会始终保持合理的温度、压力以及供氧,使飞行员以及乘员在相对舒适的环境中驾驶飞机,不至于会发生“热坏了”的现象。
在过去,飞行员总是穿着厚厚的飞行,作用是为了保温,因为那个时期的飞机飞行高度一般不超过3000米,而且座舱还是“敞篷”的,所以飞行员座舱以保温为主;而现代飞机飞行速度、飞行高度以及电子化、智能化程度与去过的老式飞机早已不可同日而语,所以飞行员座舱要以降温为主,这就是军用直升机和战斗机必须要有“空调”的原因。
▼下图为准备登机的我军舰载战斗机飞行员,他们的服装不再是过去那种厚实的保暖性飞行服,而是薄薄的抗负荷性飞行服,不管飞机以何种状态飞行,座舱在ECS系统的控制下始终保持着相对舒适的温度和气压。军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
军用直升机是用来打仗的,又不是用来旅游观光的,觉得热就得装空调?就受不了了?一看就没当过兵。首先战斗机根本就不需要空调,毕竟战斗机的作战空域都是千米高空,在这个高度起飞是相当低的,不要说需要降温了,飞行员都得穿特制的飞行服来御寒。
另外军用直升机虽然只有一树之高,但也绝对不会给直升机安装空调,因为直升机的飞行速度已经足够为精密仪器和内部人员散热降温了,所以根本就不会为了舒适性而装上一个毫无用处白白增重的设备。
一个现实就可以说的你无法反驳,阿富汗地区热不热?美国大兵是不是待遇最好?但是美国大兵在阿富汗期间,直升机升空时可都是开着舱门在飞行的,黑鹰会开着侧舱门,支奴干会开着未舱门。开着舱门飞行既能够通过风来散热,又可以警戒地面四周有没有扛着RPG的当地民兵。
军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
战斗机是有空调的,不过跟我们平常理解的空调有区别。
它是一套管路系统,在地面和空中的工作方式完全不一样。
在地面时,需要外接专用空调车,把空调车产生的冷气或者暖气导入座舱。
在空中时,空气比地面附近要冷很多,直接导进飞机内就是冷气,如果管路从发动机旁绕几圈再进来就是暖气。这个管路一边接冷气一边接暖气,同时还有个阀门控制两边的进气量,大概就跟浴室的冷热一体水阀一样,混合出合适的温度,不过过程是自动的,温度则是可以调整的。
从中你也可以看出,在拔掉地面空调车之后,飞机升空之前,这种空调是没什么用的,尤其是夏天,正儿八经的蒸笼。
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直升机不太了解,不过应该也差不多吧。
军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
没有空调。飞行员都是用蒲扇或折扇纳凉。
军用直升机和战斗机有没有空调?如果没有,坐里面不是热坏了?
要啥空调开窗户风rourou的冻脸[捂脸]
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