Klima (uçak)

Bir Boeing 737-300'ün klima sisteminin şematik gösterimi
Boeing 787, klima için hava alma havası kullanmadığı için kanat köklerinde gövde üzerinde klima için hava girişlerine sahiptir.

Bir uçak klima sistemi ( çevresel kontrol sistemi , ECS ), esas ekip, yolcu ve bagaj bölmeleri için uçağın kabin içinde üç sistem bileşenleri hava değişimi, basınç ve ısı kontrolü içerir. Ticari hava taşıtları , yolculara 11.000 metrenin üzerindeki irtifalarda, özellikle yeterli hava basıncı , yeterli oksijen kaynağı ve uygun bir ortam sıcaklığı ile kabin içinde gerekli atmosferi sağlamak için klimaya ihtiyaç duyar .

Öncelikle sıcaklık kontrolü için kullanılan "normal" klima sistemleriyle karşılaştırıldığında , ör. B. Binalarda veya araçlarda, uçaktaki ECS ayrıca hava basıncıyla ve genellikle çevre kontrolünün diğer yönleriyle ilgilenir. Bu nedenle, uçaktaki klima sistemleri, farklı bir tasarım, önemli ölçüde daha fazla güç gereksinimi olan bir enerji kaynağı ve yüksek güvenlik gereksinimleri ile normal klima sistemlerinden farklıdır.

Çok sayıda motora sahip daha büyük yolcu uçağı genellikle iki veya üç yedek , bağımsız, paralel birime sahiptir (İngiliz. Klima paketleri , kısaltılmış paketler ). KULLANILDIĞI boşaltım , (Engl. Sözde. P2 hava boşaltım ) gelen kompresör arasında jet motoru . Bu hava 200 ° C'ye kadar çıkmaktadır, kalkış noktasına bağlı olarak birkaç barlık bir aşırı basınca sahiptir , ancak motor versiyonuna bağlı olarak miktar olarak da sınırlıdır. Kabin içindeki basıncı ve sıcaklığı korumak için sistem ayarlanmalıdır. İç basınç, uçağın gövdesindeki kontrol edilebilir bir tahliye vanası ( çıkış vanası ) tarafından düzenlenir; sıcaklık, soğutmanın gerektirdiği şekilde düzenlenir (yere yakın çalışırken) ve eğer uçuş sırasında çok soğuk dış hava olması durumunda, eğer tahliye edilen havanın ısı içeriği yetersizse, ilave elektrikli ısıtma. Çoğu zaman temiz hava nemlendirilmeli, bazen de zeminde nemi alınmalıdır. Yerde ve "iklim" olmadan uçak jet motorunda genellikle yardımcı bir güç ünitesi (İngilizce Yardımcı güç ünitesi, APU) kullanılarak yapılır.

Boeing 787 klima elektrikle çalıştığı için, ancak, motor hava alma hava kullanmaz. Motorların bu amaç için çok güçlü jeneratörleri vardır.

Yardımcı güç ünitesi için enerji tasarrufu sağlamak, bakım döngülerini uzatmak ve havalimanındaki hava kalitesini iyileştirmek için, giderek daha fazla havaalanı terminallerini PCA klima sistemleri (PCA = ön koşullandırılmış hava ) ile donatmaktadır. yolcu biniş köprüsüne , zemin tankları veya yanmalı motorlar vasıtasıyla monte edilir Yer üniteleri, şartlandırılmış havayı uçağa iletir. Orada, -25 ° C'ye (tipik olarak +2 ° C) kadar düşen hava kurutulur ve uçağa üflenir.

Fonksiyon ve ana montajlar

Soğutma türbini ve ısı eşanjörü

Resim 1: Buhar Döngüsü Makinesi (açıklama: resme tıklayın)
Resim 2: Hava Döngüsü Makinesi (ACM) = soğutma türbini - paketlerin özü (açıklama: resme tıklayın)
Resim 3: Bir paketin işlevi (açıklama: resme tıklayın)

Şekil 1, bir buhar döngüsü sistemindeki iki ısı eşanjörünün (ayrıca ısı eşanjörlerinin) çalışma prensibini göstermektedir. Çalışma modu, bir buzdolabının veya bir ısı pompasınınkine karşılık gelir.

Hava çevrimi makinesi ( soğutma türbini - Şekil 2), ticari bir hava taşıtındaki klima sisteminin kalbidir. Bir radyal kompresör (2), bir türbin (7) ve hava tahliye havasından hava koşullandırılmış hava üreten çok sayıda ısı eşanjörü (engl. Isı değiştirici ) içerir.

Yaklaşık 3 bar basınçta ve 200  ° C'ye kadar sıcaklıktaki tahliye havası (Şekil 3: (1)) dış havadan (engl. Ram havası ) birinci ısı eşanjöründen (3: (4)) geçer. soğutulur . Basınç artışından ve buna bağlı ısıtmadan sonra, ikinci bir ısı eşanjörü (Şekil 3: (6)) ve ardından havanın genişlediği ve dolayısıyla daha da soğuduğu türbinden (Şekil 3: (7)) geçirilir. Türbinin dönüş enerjisi sırayla kompresörü bir şaft vasıtasıyla tahrik eder (Şekil 3: (20)). Türbin çıkışında sıcaklık 0 ° C civarındadır ve istenen sıcaklığı elde etmek için boşaltma havası sisteminden gelen sıcak hava ile karıştırılır (Şekil 3: (10)).

Sistemin yerde de çalışması için ısı eşanjörlerine soğutma havası bir fan, " turbo fan " tarafından beslenir. Turbo fan elektrikle (Boeing 727), bir hava motoru (Boeing 737 Classic) veya mekanik olarak soğutma türbininin şaftı (Boeing 737-NG) tarafından çalıştırılır.

Şekil 4: Boeing 737-300'ün Çevresel Kontrol Sistemi (çevre kontrol sistemi) = klima - yerde - paketler açık (açıklamalı resim ) - (rakamların detaylı açıklaması için lütfen resme tıklayın)
Şekil 5: Boeing 737-300'ün Çevresel Kontrol Sistemi (çevre kontrol sistemi) = klima - motor çalışırken (açıklamalı resim ) - (rakamların detaylı açıklaması için lütfen resme tıklayın)
B737-800'de kabin basıncı ve tahliye havası için kontrol panelleri

Karışım odası

Karışım odası (engl. Karışım odası - Şekil 5: (23)) klimanın karıştırılması ve dağıtılmasıdır. Burada, paketlerden gelen hava, gerektiği gibi tahliye havası ile daha da ısıtılır. Ayrıca, halihazırda kullanılmış ve filtrelenmiş kabin egzoz havasının bir kısmı, bir veya daha fazla üfleyici, devridaim fanları yardımıyla karıştırılır (Şekil 5 - (18)). Buradan daha fazla dağıtım için hava sağlanır.

çıkış valfı

Çıkış Valfi ve Aşırı Basınç Tahliye Valfi B737-800
Şekil 6: Arka basınç bölmesindeki Basınç Valfi; Ek olarak, basınç valfi arızalanırsa otomatik bir aşırı basınç tahliye valfi de vardır - aksi takdirde uçak, yüksek basınç farkı nedeniyle yırtılacaktır.

Basınç valfi olarak da bilinen, çıkış valfi , basınç kabin arka kısmında ayarlanabilir bir kanattır. Uçuş aşamasına bağlı olarak iç basıncı düzenler. Bu zeminde açıktır ve otomatik kabin tarafından düzenlenen basınç kontrolörü sırasında take-off içinde (standart hava dayalı yaklaşık 2400 metre yükseklikte bir hava basıncını korumak amacıyla basınç yolculuk sırasında). Kabin basıncının otomatik kontrolü başarısız olursa, çıkış vanası bir el kumandası kullanılarak elektriksel olarak da ayarlanabilir.

Güvenlik cihazları

Çıkış vanası açılmazsa, kabin içinde tehlikeli bir aşırı basınç riski vardır. Bu nedenle, uçak kaplamasında , kabinde dışarıdan yaklaşık 0,6 bar'lık bir diferansiyel aşırı basınç olduğunda açılan aşırı basınç emniyet valfleri vardır. Çıkış valfi kapanmazsa, klima arızalanırsa veya uçağın cildinde büyük bir delik oluşursa, kabin basıncı yaklaşık 4.300 metre yüksekliğe karşılık gelen bir hava basıncının altına düştüğünde yolcuların üzerindeki oksijen maskeleri otomatik olarak devreye girer.

hikaye

Honeywell Aerospace , 1940 yılında Boeing 307 Stratoliner'da basınçlı kabinler için ilk ısı eşanjörünü kurdu . 1944, Lockheed P-80'in kabininin soğutulması için hava genleşme türbini (engl. Hava genleşme türbini ) basınçlı bir kabin geliştirdi . 1945 Lockheed Constellation'da ilk hava devresi kliması (. Engl hava döngüsü ECS - çevre kontrol sistemi ) kullanıldı. İlk " buhar çevrimli soğutma sistemi " (eng. Uçak tipi buhar çevrimli soğutma sistemi ), kullanılan Lockheed L-188 Electra'da Honeywell Aerospace tarafından 1956 idi . Boeing 727 1961 ilk tam "oldu pnömatik devre çevre hava kontrol sistemi (. İngilizce" - Çevre Kontrol Sistemi Pnömatik hava döngüsü ECS ).

Edebiyat

Lufthansa Uçuş Eğitimi - Gövde ve sistemler 2 , Ticari Havacılık Okulu , Bremen Mart 2001

İnternet linkleri

Bireysel kanıt

  1. ↑ Didier Gendre, Nicolas Orvain, Dariusz Krakowski: Sakin olun, verimli olun. In: Airbus FAST 62. 24 Mayıs 2020'de alındı .