36-00、概述
空气系统用于向各用户系统/部件提供高压空气,这些用户包括但不限于:
- ATA-21
空调系统 - ATA-30
防冰系统 - ATA-80
发动机启动系统 - ATA-29
液压系统 - ATA-38
水系统 - ATA-47
惰性气体系统
高压空气的来源有三:
- 发动机(高压压气机HPC)
(ATA-71) - APU(负载压气机)
(ATA49) - 高压地面气源(俗称地面空调)
高压空气通过安装在机身、机腹和大翼里的管道将高压空气输送给用户,主要管道布置示意图如下:
横在机腹中的大管道是分流管道,它就像集线器或者交换机一样,气源在这里汇集,又在这里分流到各个用户。
分流管道上有一个活门X-Bleed Valve,称作交输引气活门,它将分流管道分为左右两部分,同时也将空气系统分为了左右两部分:
从示意图看出:
- 右系统:右发引气
- 左系统:
- APU引气
- 地面高压气源
- 左发引气
空气系统的大脑是两部计算机Bleed Monitoring Computer-BMC,它负责主要的功能和参数控制监控,安装在前电子舱811:
在驾驶舱头顶的空调面板(30VU)上也能进行一些人工控制:
沿着引气管路,一系列的热敏元件首尾相连,构成环路,用来检测引气渗漏:
- 右大翼环路:交输活门右侧延右翼方向
- APU环路:APU延机腹方向至APU止回阀(
APU Non-Return Valve)。 - 左大翼环路:
- 交输活门左侧延左翼方向
- 延APU方向至APU止回阀
- 吊架环路:
- 左发动机吊架
- 右发动机吊架
其中:
- 大翼环路各有A、B两组环路
- APU环路只有一组环路
- 吊架各有一组环路
- BMC-1负责2个大翼A环路、左吊架环路、APU环路
- BMC-2负责2个大翼B环路、右吊架环路
归纳:以交输活门为界,BMC-1负责左(A)气源,BMC-2负责右(B)气源
36-11、发动机(CFM56)引气
正常情况下,发动机引气主要在空中使用,发动机的引气经过调温和调压后进入分流管道。
发动机引气来自其高压压气机High Pressure Compressor-HPC的第5级或者第9级:
- 发动机处于低功率状态时,从高压级(9th)引出
- 低功率以上时:中压级(5th)引出
IP级和HP级无法同时供气
引气出来后,继续来到下游的压力调节活门Pressure Regulator Valve,
经过PRV调压后,引气继续来到下游的Overpressure Valve,OPV的主要目的是防止超压,
经过OPV后,引气继续来到下游的预冷器Precooler,通过预冷器,来自发动机风扇的冷空气和HPC的高温空气在这里进行热交换,以对高温引气进行降温,降温后,引气进入分流管道。
风扇冷空气通过一个风扇空气活门Fan Air Valve控制开关。
36-11-41、IPCV
在正常使用发动机引气时,为了减少发动机的功率损失,发动机使用中压引气。
中压引气通过中压引气活门Intermediate Pressure Check Valve引出。
IPCV是一个单纯气动控制的单向活门,无法人工干预控制。
当发动机低功率时,由于HPC的IP级压力不足以顶开IPCV,也不足以达到各个用户系统的压力需求,因此,此时BMC控制HPV打开,使用高压引气。
HPV打开时,由于压差,高压引气向IPCV逆流,迫使IPCV关闭,因此,一旦HPV正常打开,便无法使用中压引气。
36-11-51、HPV
当发动机处于IDLE慢车状态时,例如:在滑行等待点、下降过程中,由于中压引气不足,此时使用高压引气。中压引气和高压引气的转换是气动的。
高压引气通过高压引气活门High Pressure Bleed Valve引出,HPV是一个气动的蝶形活门,兼具开关和调压的功能。
正常情况下,HPV由其内部的弹簧保持在关闭位,需要至少8psi的进口气压才能打开,通过其内部机械结构,HPV气动的将出口气压(静压)限制在36±3psi内,当进口压力达到120+5-10psi时,HPV又会气动关闭。
HPV与PRV之间连接了一根感压管`HPV-PRV coupling sense line`,
这根管用于PRV和HPV联动,即当PRV关闭时,通过这根管给HPV进口降压强制HPV也关闭。
36-11-52、PRV
PRV是个蝶形活门,气动,但也可以电控。
正常情况下,其内部的弹簧使PRV保持在关闭位,需要至少8psi的进口压力才能打开。
PRV气动的调节出口气压在44±1.75psi(A320/A321),44±3psi(A318/A319)。当出现以下情况时,PRV会自动关闭:
- 预冷器的下游超温(
257±3℃)持续60s后 - PRV的下游超压(
57psi)且连续15s保持在54psi以上 - 吊架、机翼、机身管道周围超温(引气渗漏)
- APU引气活门没有关闭
- 相应的发动机启动活门没有关闭
- 空气将要向发动机逆流时
- PRV阀体上的热熔丝检测温度达到
450±25℃
机组也可以人工控制PRV关闭:
- ENG FIRE 按钮
- ENG BLEED 按钮
36-11-53、OPV
OPV是一个蝶形活门,完全气动工作,不能人工干预,正常情况下由其内部弹簧保持在打开位。
OPV的工作逻辑和开关阈值与其件号有关:
- P/N:6740B05xxxx,当进口压力上升到
81~85psi时,开始关闭,关闭程度取决于压力值,上升到85psi时完全关闭,只要开始关闭,进口压力需要下降到50spi时,才会重新打开 - P/N:6740E01xxxx,当进口压力上升到
81~85psi时,开始关闭,关闭程度取决于压力值,上升到85psi时完全关闭,只要开始关闭,进口压力需要下降到20~57.20spi时,才会重新打开 - P/N:6740F01xxxx,当进口压力上升到
81~85psi时,开始关闭,关闭程度取决于压力值,上升到85psi时完全关闭,只要开始关闭,进口压力需要下降到29~56spi时,才会重新打开 - P/N:6740B03xxxx,当进口压力上升到
79.78~85.57psi时,开始关闭,关闭程度取决于压力值,上升到84.13~89.92psi时完全关闭,只要开始关闭,进口压力需要下降到34.95spi时,才会重新打开 - P/N:6740B01xxxx,当进口压力上升到
55psi时,开始关闭,此时进口压力需要下降到34.95spi时,才会重新打开
36-11-42/54、预冷器和FAV
FAV和预冷器配合,在发动机引气进入分流管道之前降温。
FAV是一个蝶形活门,正常情况下由其内部弹簧保持在关闭位,需要至少8psi的进口压力才能打开。FAV通过改变其开关程度,来调节吹向预冷器的冷空气量,使得发动机引气的供气温度保持在200±15℃。
FAV上有2个微动开关,用来检测FAV是否达到全开位和全关位。
FAV上有人工控制装置,用于在地面上人工将FAV机械锁死。
FAV阀体上还有热熔丝,当发动机短舱达到450±25℃时,可以关闭FAV
36-11-00、传感元件和控制元件
IPCV纯气动工作,不能人工干预控制,也没有传感元件检测参数。
HPV上有微动开关和压力传感器,微动开关用来检测HPV是打开,还是完全关闭,不能检测打开的程度;压力传感器用来检测压力,这些数据传给两部BMC,由它们处理。
HPV与PRV之间有一根感压管相连HPV-PRV Coupling Sense Line,当PRV关闭时,通过这根管气动的强制HPV关闭。
A318/A319特有:
对于使用老款发动机引气设计的A318/A319,其单位推力燃油比TSFC(Thrust Specific Fuel Consumption)会变大,这会导致在同等情况下IP级气压较低,无法打开IPCV,从而导致HP级供气,而HP级供气又会增大功率损失,因此,要阻止这种情况:加装一个HPV超控电磁阀HPV override solenoid和一根超控感压管。
超控感压管连接到HPV-PRV感压管,在巡航中且引气正常时:
- 大翼防冰不在ON位
- 使用双发发引气,空调系统使用2个组件
- Ps3大于等于85psi
- P0小于7.65psi
BMC控制HPV超控电磁阀通电,HPV超控电磁阀通电后会打开HPV超控感压管,超控感压管打开后与大气相通,相当于给HPV-PRV感压管放气,导致HPV进口气压减小无法打开,从而使得HPV保持关闭。
PRV完全气动工作,它有一个微动开关和气压传感器
二、APU Bleed & Ground HP Source
APU引气来自APU的负载压气机部分。
APU引气既可以在地面使用,也可以在空中使用,但在空中使用时有高度限制(与飞机的构型相关,以AMM手册为准)
A、APU引气活门
APU的引气通过一个开关型的活门(俗称APU引气活门)从APU输出到管道里:
- 对于Garrett公司的GTCP 36-300A型APU,称为引气负载活门
Bleed Load Valve(8050KM) - 对于Honeywell公司的131-9A型APU,称为负载控制活门
Load Control Valve - 对于APIC公司的APU,称为引气控制活门
Bleed Control Valve(8051KM)
BLV和LCV都是电控气动的,当上游气压不足或者断电时,会由其内部的弹簧保持在关闭位。
BCV是电控油动的,当燃油压力不足或者断电时,活门会关闭。
这个活门是由APU的Electronic Control Box(ECB)控制的。
由于这个活门是开关型的,因此,APU输出到管道里的引气无法调压,也无法调温。
B、APU止回阀(7260HM)
APU引气管路上有一个单向的活门(7260HM),称为APU止回阀,由于发动机的引气压力比APU引气压力高,这个活门可以防止引气逆流回APU