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略论飞机座舱的设计方法

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略论飞机座舱的设计方法

1.高原运行需关注的适航规章要求

CCAR25.841:增压座舱和隔框在正常操作情况下的最大使用高度必须满足舱内压力高度不超过8000f(t2438m)。CCAR25.841:如果申请在25000ft(7600m)以上运行的合格审定,则飞机必须设计为在增压系统任何可能的失效情况发生后乘员不会经受到座舱压力高度超出15000ft(4500m)。CCAR25.841(b)(6):驾驶员和飞行工程师工作位置处的警告指示器,当超过压差的安全值或预先设定值时,以及超过座舱压力高度限制值时能发出指示。座舱压差指示器上相应的警告标记,要满足对压差限制的报警要求:音响或目视信号(座舱高度指示装置除外)要满足对座舱压力高度限制的要求,当座舱压力高度超过10000ft时向飞行机组发出警告。

2.适航规章

座舱压力高度15000ft(4500m)是人能承受的外部压力的极限,超出该极限(一定时间内),人会因气压过低,严重缺氧导致呼吸困难,直至有生命危险。所以当座舱压力高度极限超过安全值或超出预先设定的压差和座舱压力高度极限时,要为机组提供警告指示。提示机组采取相应措施,避免产生伤害。背景座舱压力高度的限制是由人的生理要求决定的,座舱压力高度8000ft(2438m)是使人比较舒适的压力环境。

3.高原机场自身情况与适航规章的冲突

按规章规定,座舱压力高度极限的警告设置为10000ft。在正常运行期间,当座舱压力高度超过10000ft(3048m)的时候,飞机使用座舱高度传感器和显示及机组警告软件就会产生一个警告级别的EICAS信息“座舱高度”以及一个音响警告。提醒飞行员座舱高度超出限制,需采取进一步的操作但在高高原机场(海拔高度在8000f(t2438m)及以上),当飞机在海拔高度均已超出10000f(t3048m)的机场在起飞或着陆期间,座舱压力高度等于机场高度,此时座舱压力高度会触发机上告警系统出现“座舱高度”的“误”警告。此类告警的出现会扰乱高高原机组,并有可能产生错误操作。所以合理的处理飞机在高高原机场运行(起飞、降落)时的适应性首当其冲。

4.座舱压力调节系统

为实现系统对座舱的高度限制功能,当座舱高度达到或超过14350ft时将自动关闭排气活门,在考虑公差的情况下,保证降落阶段不会超过15000ft。在自动控制系统失效后,可转入手动控制模式,飞行员可通过控制面板上的手动旋钮控制排气活门,满足座舱增压需要。飞机在起飞阶段时座舱压力调节系统已处于高高原模式(起飞机场高度高于2438m(8000ft))座舱告警高度为起飞机场海拔高度+1000ft,并限制在10000ft到14500ft之间,以满足当座舱压力高度等于机场高度时产生不必要的告警,同时在CAS信息出现“高原模式”告知飞行员目前系统状态及座舱压力告警值的提高。起飞过程中当飞机高度低于起飞高度减去1524m(5000ft),座舱将维持预定的预增压高度。当飞机起飞10min或者飞机高度高于5000ft时,飞机由起飞进入爬升状态,此时座舱高度降低至8000ft或者更低,巡航阶段将保持在这一高度,同时告警高度将重新调整到10000ft。同时CAS信息“高原模式”将被取消。上述阶段座舱压调均由自动控制程序完成,无需飞行员进行任何操作。在降落阶段将继续维持此告警直至平原降落。在自动控制系统失效后,可转入手动控制模式,飞行员可通过控制面板上的手动旋钮控制排气活门,满足座舱增压需要。飞机在高高原起飞高高原降落整个飞行过程运行时,压调系统将在飞机的起飞、爬升、下降、降落四个阶段采用高原模式控制,对飞机的座舱高度告警值进行重设。起飞时告警值的高度将设定为起飞机场海拔高度+1000ft,降落时告警值的高度将设定为降落机场海拔高度+1000ft,且限制在10000ft到14500ft之间。在巡航阶段,座舱高度将保持在8000ft以下,告警值将重新设定为10000ft,以满足适航的要求。当自动控制程序失效后,飞行员可通过手动控制控制飞机座舱高度以满足需求。

作者:曹丹燕单位:上海飞机设计研究院