臭氧转换器

来自引气系统的高压高温空气通过臭氧转换器提供给空调组件控制单元 (FCU)，臭氧转换器用于催化去除供应给空调组件的热引气中的臭氧。

控制组件概述

FCU 包括流量控制阀 (FCV)。 FCV 是一种电控气动蝶阀，具有以下主要功能：

– 控制进入空调组件的引气流量，

– 将空调组件与引气供应隔离（机组选择、发动机起火、迫降或发动机启动），

– 由空调系统 (ACSC) 控制的空气循环机 (ACM) 过热和低压启动保护。

ACSC1控制组件 1的FCU，ACSC 2控制组件2的FCU。

臭氧转换器及流量控制组件概述示意图

流量控制单元

每个 FCU 包括 1个FCV、2 个电磁阀、一个扭矩电机、一个位置传感器和 2 个压力传感器。

FCU 在主模式或备用模式下运行，由 ACSC 通过电磁阀控制。

组件的功能是：

– 电磁阀 1 控制开/关（隔离）功能。当该电磁阀通电时，FCV 打开并在引气压力可用时进行调节。

– 电磁阀 2 控制 MAIN 或 BACK-UP 操作模式切换。当该电磁阀断电时，FCV 在主模式下运行。而在该电磁阀通电后，切换到备用操作模式。

流量控制组件原理示意图

主用工作模式

在主用操作模式下，FCV 位置根据以下每个条件进行调节：

– 变化的空气流量需求，

– 控制的优先级（起飞、着陆、组件启动等），

– 故障和空调组件过热情况。

根据面板 30VU 上的流量设置值，由相关 ACSC 控制FCV上的扭矩电机来实现流量调节。

ACSC 使用差压传感器的信号来确定通过空调组件的气流量。

其中，只有ACSC 1 具有空气流量计算功能，然后该信号被发送到 ACSC 2 以进行空调组件2的流量控制。

在一些特殊的飞机构型中，组件空气流量被设置为指定值。

这些默认设置是：

高流量位：

– 在使用 APU 引气给空调组件的运行供气期间，

– 在单空调组件工作期间。

低流量：

– 在起飞和降落期间。

空调组件入口压力传感器用于计量空调组件工作所需的引气。

主用操作模式示意图

备用操作模式

如果 FCU 中的部件（例如流量传感器、扭矩马达或压力传感器）出现故障，则 ACSC 会为第二个电磁阀通电，并且空调组件会在备用模式下运行。

在备用模式下，下游压力调节器控制 FCV 流量。

备用操作模式示意图

初级热交换器和压缩机

为防止温度过高，初级热交换器用于降低热引气进入 ACM 压缩机之前的温度。初级热交换器为空气对空气热交换器类型，使用的冷却介质为外部冲压空气。

压缩机增加了空气压力，从而增加了空气的能量。同时，空气温度再次升高。

初级热交换器及压气机原理示意图

主级热交换器

主级热交换器用于降低来自 ACM 压缩机的高压空气的温度（该部件也是空气-空气类型热交换器，利用更靠近冲压空气入口的外部气流作为冷却介质）。

主级热交换器原理示意图

冷凝器

冷凝器是一种空气对空气热交换器类型，用于将空气温度降低到露点以下，空气中所含的湿气就会凝结并形成水滴。这是从空气中提取湿气所必需的。

冷凝器原理示意图

抽水机和喷水器

来自冷凝器的空气流向水分离器，水分离器的导向叶片通过高速旋转向下游继续输送气流，在此过程中离心力会将水从气流中分离出来。

水分离器、引射器、再加热器

提取出的水通过喷水器喷向冲压空气管道，从而通过冲压空气管道水分的蒸发提高了主热交换器和主热交换器的冷却效率。

上述过程通常只在地面或低海拔空域中进行。

再加热器

然后几乎不含水的空气进入再加热器。

再加热器使用来自主热交换器出口的暖空气再次提高来自水分离器的冷空气的温度。这对于在空气被送到 ACM 涡轮机之前蒸发最后剩余的水滴并防止损坏涡轮机是必要的。

空气循环机涡轮

ACM 涡轮机将高压空气转化为旋转机械能，从而通过其压缩机和 ACM 风扇运行 ACM。

结果是气压迅速下降，并且气温迅速下降到 0°C 以下（-50°C 为最大负温度）。

空气循环机、组件排气温度传感器及单向活门示意图

组件排放温度传感器和止回阀

冷空气再次流过冷凝器。

此处的冷气流主要作为冷凝器的制冷媒，用于在水分离器入口气流进入水分离器之前将该股暖气流的温度降低到露点以下，便于除水。

在冷凝器的下游，ACSC 使用组件排放温度传感器来监测组件出口空气温度。

该传感器用于在 ECAM 空调页面上进行指示。在组件出口温度超过 88°C 时，ECAM显示组件过热警告。

位于冷凝器下游的组件单向活门在FCV关闭时，防止空调分配系统的空气泄漏。

该单向阀安装在机身前部的压力隔框舱壁上。

水分离器温度传感器、ACM风扇示意图

水分离器温度传感器

ACSC 监控来自水分离器温度传感器的值，以调节组件出口温度。

空调组件温度控制和旁通阀

当飞行员从面板 30VU 和相关温度选择器上输入设置温度值时，ACSC 将设置温度与感应到的空调组件出口温度进行比较。为了调节温度差，ACSC 会向旁通阀的步进电机发送一个电信号（ 旁通活门）。

当旁通活门被控制到开度更大的位置时，阀门将热空气从 ACM 压缩机入口旁通绕过 ACM 直接到涡轮机出口，从而提高组件的出口温度。这种温度控制用于短期和快速的空调组件温度调节响应。

冲压空气作动器

对于长期的空调组件出口温度控制，ACSC 调节流经初级/主级热交换器的冲压空气冷却气流量。

为此，ACSC控制冲压空气作动器的位置，从而控制冲压空气入口折流门的位置。 冲压空气入口折流门的位置由连接在作动器上的速度和方向传感器监控。

在一些特殊的飞机构型（起飞和着陆）中，冲压空气折流门被控制到完全关闭的位置，以防止从前起落架吸入灰尘。

ACM 风扇

飞机在地面运行期间，ACM 风扇用于在初级热交换器和主级热交换器周围供应冷却空气。

飞机在有可用冲压空气的飞行中，冲压空气将旁通绕过ACM风扇，以防止对 ACM 的正常运行产生负面影响。

水分离器温度传感器、ACM风扇示意图

空调组件出口压力传感器

ACSC 使用空调组件出口压力传感器来比较机舱压力和涡轮出口压力。

如果这两个压力值之间的差值超过指定限值，则冷凝器可能结冰。这会导致 ACSC 将旁通阀 (旁通活门) 控制到更打开的位置，并且ACM压气机进口的热空气直接流入涡轮出口气流。

该股热空气将融化冷凝器处的冰，从而使组件排气压力恢复到正常值。 当组件排气压力值低于启动阈值时，旁通阀回到正常温度调节位置。

组件出口压力传感器原理示意图

空调组件过热检测

为防止空调组件过热，ACSC 监控 ACM 压气机排气温度传感器。

如果温度升高到 180°C 以上，则 ACSC 将发送一个信号给冲压空气进气门作动器开度更大。

这将导致热交换器周围的冷却气流增加，并防止出现过热情况。

组件过热检测原理示意图

如果对压缩机排气温度没有积极影响，ACSC 将向 FCV 的扭矩马达发送信号，以将其控制到开度减小的位置。这将减少进入空调组件的热空气供应。

在温度达到 260°C 且飞机在地面上时，ACSC 将关闭 FCV 并向面板 30VU 发送信号。 该信号使相关 PACK 按钮开关中的 FAULT 灯亮起。 在飞行中，FCV 保持打开状态，并将启动 ECAM 警告。

维护

集中式故障显示接口组件 (CFDIU) 仅连接到 ACSC 2。ACSC 1 的所有 BITE 数据在发送到 CFDIU 之前将首先传输到 ACSC 2。

维护说明示意图

我是夜猫，带你看看飞机。