战斗机座舱盖都是玻璃,夏天是不是很热。有制冷空调吗?:战斗机对重量的控制非常严格,甚至流传着”每让飞机减重一公斤,便可得到一公斤黄金”的说法。同样,对
战斗机对重量的控制非常严格,甚至流传着”每让飞机减重一公斤,便可得到一公斤黄金”的说法。同样,对战斗机的座舱盖来说,当然要尽可能的轻,而且还要具备良好的透光性和抗冲击能力。在飞行中,因为战斗机座舱要提供给飞行员视野,所以其透光性一定要好,这样才能保证飞行员视野不受影响。同时,座舱盖的强度还要足够大,这样才能对飞行员起到保护作用。由于战斗机在飞行过程中会与空气产生剧烈的摩擦,所以座舱盖还要具备良好的抗冲击性和高温抗变形能力。
(歼10战斗机座舱盖)
目前,比较先进的一体化座舱使用的通常是丙烯酸酯和聚碳酸酯的复合材料。这种复合材料的优点在于:丙烯酸酯具备良好的透光性(透光率可以达到90%),而且其重量也比较轻,密度仅为无机玻璃密度的一半,可以被加工得很薄。聚碳酸酯的透光性同样很好,而且它的折射率、抗冲击和高温抗变形能力都很优秀,具备良好的稳定性。将丙烯酸酯和聚碳酸酯材料层合后压叠成型后,便可以作为座舱盖的材料,最后在表面镀上一层比头发丝还薄的金属膜,这样就可以得到性能优异的一体化座舱盖。我国歼20战斗机使用的就是这种材料制作座舱盖,综合技术水平已经达到了世界先进水平。
(歼20战斗机的一体化座舱盖)
对于战斗机来说,空调也是必需品,不过人家不叫空调,而是把它称为战机环境控制系统(简称ECS),它可以控制座舱内的气源的供气量、温度和压力。地面和高空中温度可以相差很多,按照海拔高度每升高1000米气温会下降6度的规律计算,如果地面温度是36度,那么5000米高空的温度只有6度。在如此恶劣的环境下,如果飞机没有“空调”的话,飞行员将很难忍受这种低温,而且飞机上的对电子设备也需要合适的环境才能工作。
(战斗机座舱内有大量电子设备需要合适的工作温度)
环境控制系统主要是通过引入发动机的空气来控制座舱内的温度。当需要热风时,系统就会引入经发动机散热器加热过的空气,来给座舱加温。而当需要冷风时,空气会先经热交换器冷却,然后到达冷却涡轮做功,以此进一步降低空气本身的温度,最终将彻底冷却后的空气输送进座舱。
(良好的座舱环境有助于降低飞行员的负担)
现在的战斗机性能越来越先进,也都配备了环境控制系统。有了它,就可以有效减轻飞行员的负担,保证电子设备的正常工作。不过一旦这个系统出了问题,后果将会很严重,例如美国的F22战斗机就曾因缺氧问题致使飞行员昏迷,最终酿成了机毁人亡的惨剧。由此可见,战斗机环境控制系统可不单单是一部“空调”,它对飞机的安全飞行至关重要。
(F22战斗机携带氧气瓶解决飞行员缺氧问题)
炎炎夏日,地面滑行的战斗机没有空调、没有WIFI、也没有西瓜,密封的座舱盖有机玻璃温室效应加特,往往让战斗机飞行员汗流浃背,好在地面滑行的时间较短,飞行战斗员的体质又够强,这点热还是可以忍耐的。如果时间长一点,还真不好说。
战机座舱环控系统送气口,红圈处
战斗机真没有传统意义的制冷空调,或者说没有冷却剂性质的空调,传统空调带来的死重,战斗机设计师完全无法接受的。战斗机上维持座舱温度的系统有个高大上的名字,称为环境控制系统。该系统不仅能调节温度,还能调节气压、湿度,以及供氧、保持空气流动等功能,的确比家用空调厉害得多。
环控系统工作原理
如图所示,通过冷热两条路径,从发动机压气机引入冷空气,从发动机涡轮后引入暖气,对座舱和设备舱进行温度调节。那么好了,如果战斗机在地面滑行的时候,夏日外界的温度同样很高,环境控制系统压缩空气的制冷功效就相当有限了,也就出现本文第一段描述的炙热场面。
地勤拽出可能被热晕的飞行员
战斗机能够在几分钟内飞到数千米的高空,不管是冬天还是夏天,此时外界的温度陡降零下数十度,环控系统引入发动机暖气为座舱供暖。简单点讲,对于座舱内的飞行员来说,只能享受冬天的暖气不能享受夏天的冷气。
图-160电风扇加特
坐过飞机的朋友也一定有类似经历,团长也有幸成为幸运的一两亿人,坐过一两次飞机。民航客机居然与战斗机一样,没有传统意义的冷却剂空调,脱离地面空调组的供冷后,停在跑道上干等了两个小时的飞机,客舱内真是热得不行了。空姐安慰道:等会儿飞起来就好了。又等了好一会儿,飞机才起飞,好愉快的桑拿经历。
谢谢邀请!兔哥回答,欢迎关注兔哥。兔哥首先说说战斗机的“空调”,然而在说说玻璃的问题。我们都知道珠穆朗玛峰常年积雪,我们也知道即便是三伏天珠穆朗玛峰上的积雪也不融化,而且是常年零下几十度。我们大夏天去爬山,在山脚下热的汗流浃背,但山顶上却寒气逼人,这是为什么?因为越高气温越低,海拔每上升100米,气温就下降0.6摄氏度,每升高1000米气温要降低6摄氏度,1万米就是60摄氏度,这可是地面没有的温度了,这就是为什么所有的飞机都必须要有防止机翼结冰的措施的原因,正所谓高处不胜寒。兔哥之所以给大家说这些就是告诉大家,飞机是不需要开冷气的,因此,它的座舱是没有制冷能力的,有制热系统。这个系统可不是什么空调,或者是暖风,没这么简单,这个系统叫做“座舱环境控制系统”。
正是由于随着海拔的升高气温会下降,这就叫“垂直温度递减率”,是一种客观存在的自然规律,当然这是正常条件下的数据,但不管怎么变,越高越冷是不会变的。因此战斗机的座舱就需要有一个“供暖”设备,这个设备光供暖可不行,飞机上下翻飞,高度变化非常的大,因此,温度不能是恒定的,而且热了就会产生干燥,人会口干舌燥,会不舒服。另外我们开汽车都知道,如果外面和里面的气温不一样会在车窗玻璃上产生水珠,甚至结霜,战斗机座舱狭小,都是玻璃的,如果结霜可怎么得了。所以这个“座舱环境控制系统”可是高科技的产品,美国的F-22 战斗机先进吧!供氧系统出了问题,难道美国连一个供养都解决不了?其实美国F-22的供氧系统是座舱环境控制系统的一个应用功能之一,是整个系统出了问题。
座舱环境控制系统功能很多,供氧、调节温度、保湿、除湿、调节座舱压力、空气流通、等等,如果这套系统坏了就麻烦了。说到这里兔哥插一句话,为什么以前战斗机飞行员驾机上天都穿皮衣皮裤,还要戴上围脖,现在就是冬天也不穿这些了?就是这个系统的功劳。如果战斗机的“座舱环境控制系统”出了问题,就要看你所处的高度了,一般情况下供氧是不会出问题的,F-22是一套供氧设备,没有备用氧气瓶,所以发生故障时就掉下来了。如果有备用氧气瓶就没有问题了,如果是高空万米以上就赶快下飞,降低高度,飞机的速度快,完全可以利用下降时的速度优势驾驶战斗机下降返场,这个并不难。而且座舱也都是密封的,温度会有一个保留时间,别冻着就是了。
现在战斗机的座舱盖都是一个气泡式的造型,战斗机座舱面积小,被四面阳光照射下温度必然会生高,特别是夏天。理论上的确如此,但理论也要结合实际情况,战斗机座舱透光性的确很好,而且战斗机的座舱玻璃都是高透光率的优质玻璃,别小看这个看似和普通玻璃没有区别的玻璃,学问可大了,战斗机的玻璃都是高技术工艺的产品,这样一块玻璃并不是谁都能造。最后说说战斗机玻璃座舱夏天会不会被阳光照的晒得慌。其实这个好解释,我们举个例子,大冬天即便是阳光明媚如果脱掉衣服依然会冷,战斗机也是这样的一个环境,尽管战斗机的座舱盖都是玻璃,但高空的温度却是极低的,所以,既便是阳光照耀,座舱里的气温依然是低的,甚至会冻伤飞行员。所以,并不会因为战斗机的座舱是玻璃的就会被太阳照热,没有这样的情况,小气候永远左右不了大气候。
所以战斗机的“空调”就是“座舱环境控制系统”,只不过是具备类似空调的功能,座舱环境控制系统就是为了适应战斗机的作战环境而研发的,目的就是让飞行员有一个舒服的作战环境,发挥出飞行员的作战本领。所以别看战斗机的座舱都是玻璃的,但是夏天不会因为太阳的照射就改变座舱的温度的,这就是座舱环境控制系统的本领了。
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首先要纠正一点,现代战斗机的座舱可不是玻璃的呦,虽然其看起来像玻璃,但并不是生活居家用的纯玻璃,虽然在现实的生活中我们许多的有关书籍和网络文章都称其为“玻璃”,但并不是真正的玻璃,一般来说出于实际重量和安全等原因,战斗机的座舱盖是由塑料制作而成的。具体的就是聚甲基丙烯酸甲酯塑料、聚碳酸酯塑料等,这些材料的廉价品在我们的日常生活中被称为“有机玻璃”,虽然带玻璃两个字但本质是属于塑料,所以并不是玻璃呦。
说完了战斗机的座舱盖我们再来说一下战斗机的“空调系统”,其实战机在日常的飞行中有两个温度调控措施,除了在千米高空甚至万米高空飞行时由于座舱外环境温度一般低于地面温度数十摄氏度,所以这个时候就要对座舱内进行加热,除了加热之外战机也还有一个制冷措施,这是一般战机在低空几百米飞行的时候所需要的,由于低空或者是超低空飞行时战机内外环境相差并不是太大,这个时候由于战机风挡透明,阳光直射产生热量,战机与空气摩擦产生热量,座舱内各种航电设备产生热量以及有的时候开启大功率雷达产生大量热量再加上飞行员抗荷服的大面积包裹导致散热困难,这个时候“空调系统”就需要对座舱进行制冷。
但是由于战机制冷系统相较于制热系统来说更加复杂且不可稳定控制,现在的话一般都不会直接进行这方面的大幅设计,最简单粗暴的方式就是禁止战机进行超低空长时间飞行,或者是在座舱内温度超过某一临界值后禁止飞行员飞行以及在地面事先对战机座舱进行降温。
说完了制冷和制热这两个措施后我们具体来说一下什么东西来负责战机的制冷和制热,也就是这个“空调系统”是什么。这个“空调系统”并不是单纯的我们日常生活中可以直接抽取外部空气进行制冷或者是制热的空调,其全称为“环境控制系统”(Environment Control System),简称为ECS。这个环境控制系统是由“空调系统”和“座舱加压系统”以及“供氧系统”一同构成的,加压系统我们不用多说了,如果不对战机进行加压的话飞行员就会出现缺氧而昏迷,供氧系统我们也是懂得的。
至于这个“空调系统”除了制热制冷外还可以进行通风以及加湿。在制热方面,现代战斗机的制热相比较制冷来说比较简单方便,直接由发动机提供,现代战机发动机的空气经过压气机压缩后可以达到数百摄氏度,这对于处于万米高空的战机座舱来说可是一个非常直接的热源,于是战机只要对这些来自发动机的热量空气进行一些降温处理后就可以直接通过“空调系统”给战机座舱进行加热,可谓是简单粗暴。
俗话说,冷在三九热在三伏,但冷要相对好受些。因为冷了可以运动,可以加衣服,所以热了更难过。
烈日炎炎的时候,有条件的在家里开空调。没条件的去商场蹭空调。小青年和学生们则去电影院、网吧和KTV躲避烈日“烤”验。
反正有了空调,怎样凉爽怎么来,就连大巴上、高铁里都有空调。总之,我们的所到之处都有几乎都有空调。
可是你想到过哪些驾驶战机翱翔在蓝天上,保卫祖国领空的飞行员吗?他们的战机座舱都是透明的玻璃,而且飞机在几千米的高空,比我们离太阳近得多,他们是不是更热?他们的座舱里有空调吗?
首先我们要弄清一个常识性的问题,战斗机的驾驶舱外罩可不是玻璃,也不是我们的说的有机玻璃,更不是一般钢化玻璃。只能说它是高强度的树脂胶玻璃、一种特制玻璃。
战斗机的驾驶舱罩是的主要成分是丙乙稀酸树脂,但里面还糅合了多种材料,有利于加强飞机的强度和透明度, 并把驾驶舱罩的重量降到最低。
我们都知道无论再高档的车,前挡风玻璃两边都有A柱,A柱一定程度上影响驾驶员视线,容易发生交通事故。但无论怎么设计,A柱取消不了,因为要考虑挡风玻璃的强度。
而飞机的速度比汽车快得多,驾驶舱更不能一点有遮挡飞行员视线的东西,所以驾驶舱罩采用的是特殊工艺合成的高透明、高强度的特种玻璃。
这种玻璃最大的特点就是密封性好,折射性好。无论在什么情况下都不会吸收外界的热量,特别是太阳光的热量,只会发射太阳光的热量。
所以,哪怕飞机在停机坪上,驾驶舱的温度都是恒温的。只要在飞机上待的时间不超过五个小时,驾驶舱的温度都在18度左右。飞行员不会感到太热,我们不用担心它会跟普通玻璃那样,会在阳光照射下进入烧烤模式。
要不然飞机一但出现故障迫降了,发动机不工作了,飞机上的所有设备都会停止远转。一旦迫降在太阳底下,飞机驾驶舱的温度就会至少跟露天停车场里汽车驾驶室里的温度一样至少达到60度左右,没等救援人员到,飞行员早就烤焦了,那不成了天大的笑话吗?
为什么呢?因为飞机飞得越高,气压越大。飞机高度每提高一百公尺,气温就会下降0.06摄氏度。飞机飞行到五千公尺,气温就会下降三十度,想想是个什么状况?
举一个简单的例子,红军长征的时候都是爬雪山过草地,只要加强保暖就可以了。但路过六盘山的时候,红军战士可就做了难,一座山从山脚下到山顶经过四个季节。山脚下酷热难耐,半山腰春意盎然,再往上走就是秋风瑟瑟,到了山顶就是白雪皑皑了。
六盘山最高峰海拔2900米,而战机的飞行高度在6千米以上,即使座舱进行过很好的密封,也需要升温。飞机里的升温装置叫机舱环境感应式恒控器。它不仅承担着机舱的增压,空气循环,温度控制,湿度调节和驾驶舱制氧等诸多功能。
战机里的温度控制系统各国的叫法不一,国际上也没有一个统一的名称。
但无论哪个国家的飞机,它里面都有类似的环境监测、温度感应,制氧加湿装置。只有这样,飞行员才能在枯燥、单调的、紧张的工作环境中投入地工作,心情舒畅、精力充沛。
战斗机的制冷可以依靠ECS(战斗机环境控制系统)来平衡舱内的气温。
在高空中,每上升1000米,气温下降6度。战斗机在战斗时为了获取有利优势,都会尽可能的往高空飞行,普遍都在1万米以上高空飞行,而此时的舱外温度都是零下几十度。二战时期的战斗机由于都是在几千米内飞行,而且有些战机的座舱盖还是开着的,因此很多战斗机飞行员一般都会穿着厚厚的皮夹克上战机,就是为了保暖。
而现代的战机的座舱盖可不是玻璃做的,拥有很好的隔热和密闭效果。战斗机在起飞时会产生大量的热量,舱内不仅要保暖,还要散热。ECS主要负责飞机座舱内的温度,湿度,压力控制,为飞行员在不同的飞行高度调节驾驶环境。环境控制系统是保证飞机座舱和设备舱内乘员和设备正常工作所需的适当环境条件的整套装置。战斗机的制冷系统需要通过吸入涡轮等发热部位的热气后,通过中冷器和循环冷却器等设备,实现温度的调控。
空调会占用座舱的空间,普遍上是不会才采用的。但是也有例外,有些战斗机,如果座舱位置够大,比如YF-12早期所谓的空调是通过一根管与飞行员的抗压服连在一起的,当然当战斗机起飞后,飞行员就会和“机载空调”连在一起,这种小型的空调是在战机起飞前的等待时间中为飞行员散热。
战斗机在地面进行维修检查时,要求战斗机的设备必须运行,一旦温度过高就不利于维修人员的排查,以及可能战斗机设备不会正常运转。这个时候也动用到空调车通过输送冷气的管道连接战斗机的接口,从而实现战斗机各零件的散热。空调车还可以通过输入干燥冷空气使得战斗机内部的残留的水蒸气驱离,避免飞机零部件的腐蚀或者故障。
细节决定战争的胜负,在战争史上,查理三世曾经发生过因为马蹄铁没钉牢,而丢掉了整个英国。可见如果没有把细节做到无微不至的地步,会在最后一里路翻船。战斗机的ECS系统就是为了避免飞行员不会受到战场外的因素影响,是战胜对手相当重要的一环。
前几天回答过坦克没装空调的原因,现在聊聊战斗机装空调这事儿,今天再来捋一遍:坦克一般没有空调,战斗机没有空调,但装配座舱环境控制系统(enviroIunental control system),客机是有空调,汽车也是有空调的。
最早的战机都是没有座舱环境控制系统的,由于温度会随着高度的增加而降低,海拔每升高100米,气温下降0.6摄氏度,海拔10000米左右时,气温就会下降60摄氏度,即使夏季地面温度为30摄氏度的高温天气,万米高空也是零下30多度,所以最早没有空调的时候,不需要什么制冷,每人配置一套飞行夹克,保暖。
现代战机飞行高度更高,为了满足飞行员生存所必需的氧气、温度、适宜的湿度等,战机设计有飞机环境控制系统。环境控制系统就可以供应温度湿度适宜,一定压力的空气。
飞机飞行的高度较高,空气稀薄,需要发动机的压缩机将空气压缩后,压力增加,温度也会增加,这些高压热空气经过在涡轮机中膨胀做功以及与冷空气进行热交换后变得温度适宜后,然后经过座舱空气分配系统,将温度、湿度适宜的空气供应到座舱内。
客机的空调原理类似,只不过客机还装有辅助动力装置(APU),这个就是一套小型的燃气涡轮发动机,因为飞机在起飞前一般要等待一段时间,这段时间乘客已经上了飞机,而飞机未得到塔台命令主发动机还不能点火,这时就需要额外的动力装置为空调供气,这样就让乘客在起飞前就享受到了空调。
今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!
如果你从炎热的沙漠基地飞行到1万米高空,飞机外部空气温度将从43°C降到-51°C!温度变化会有约100度。飞的再高, 温度还会继续下降,氧气浓度也会越来越稀薄。现代的战机都会有环境控制系统(ECS),其主要包括驾驶舱加压、供暖/供冷空调、挡风玻璃防雾/防冰、 航空电子设备冷却,烟雾探测和灭火。
△从拥有先进的环境控制系统(ECS)的现代战机上走出英姿飒爽的女飞行员
一、敞篷的一战飞机,飞行员只能通过穿厚厚的飞行服来抵御高空的寒冷
空调虽然在20世纪初就已经发明,但是体积太大,并不适合装在战机上,这种情况一直持续到大约二战后。
一战时,飞机是敞篷的,飞到高空,再加上飞机快速飞行产生的风速,温度会降的很低,即使在夏天,看着飞行员穿着厚厚的皮夹克或皮衣,也是非常正常的事情。如果是飞行高度非常高的轰炸机,即使是在夏天,飞行员仍旧需穿上厚厚的防寒服。
△厚厚的皮衣、皮帽、皮手套、皮裤和皮靴是一战、二战飞行员的标配
在第一次世界大战期间,皮革两件式服装在飞行员中非常常见,用以抵御低氧高空飞行的寒冷。皮革成为首选材料,因为它具有耐用性,并且可以防止飞行碎片,比如爬升和着陆时的昆虫撞击,以及当时的简单旋转和直列式电机抛出的油。1917年,澳大利亚飞行员弗雷德里克·西德尼凭借高空低温飞行的经验,开发出革命性的新“Sidcot”套装,这是一种飞行服,解决了飞行员在驾驶舱内保暖的问题。该飞行服具有改进,直到20世纪50年代才被英国皇家空军广泛使用。
△一战前后木质螺旋桨飞机飞行员确实需要厚厚的皮衣防护
第二次世界大战开始时,电加热套装被发明,最早由狮衣与通用电气公司合作研制,用于巡逻和轰炸机机组人员。巡逻机和轰炸机经常在30,000英尺以上的高海拔地区作业,空气温度会变的很冷,利用这种带电阻丝加热的套装,可以很好的御寒。
△1925年飞行员的飞行服,典型的“Sidcot”套装
二、二战中加压舱室的出现,使得笨重的皮革和羊毛皮夹克和裤子渐渐的变得不再需要
二战中, 随着封闭和加压的舱室开始出现,笨重的皮革和羊毛皮夹克和裤子渐渐的变得不再需要。例如,1944年在欧洲的B-17的飞行员,导航员和轰炸机驾驶员仅需穿着舒适的飞行夹克和军官制服就可以。但是在中部的机枪室内仍需要穿着厚厚的电加热套装,因为机枪需要通过窗口射击,冷空气会扑面而来。
△英姿飒爽的二战苏联轰炸机女飞行员
三、二战后飞机环境控制系统出现
二战后,亚音速和超音速飞机的出现使得飞机同空气的摩擦产生了更多的热量,密封的舱室内温度变得过高,人和机器设备均需降温,于是开发出环境控制系统。例如美国F86战机在早期型号上就拥有了环境控制系统(ECS)。
△F86战机的驾驶舱,左下角Environment controls为环境控制盘
△F86战机的飞行员进入驾驶舱,飞行服仍有些厚
四、现代飞机的环境控制系统(ECS)
现代环境控制系统(ECS)设计的更加合理和智能。飞机的空调并不是采用氟利昂来实现,它是通过从发动机的压缩空气获得冷空气,这同时会影响发动机的供氧和动力,因此通过智能的控制,可以很好地协调空调和发动机效率之间的关系。
△现代战机女飞行员,飞行服更加轻便(同时运用高科技手段,使飞行服具有防火、保温等卓越性能)
△典型飞机环境控制系统工作原理图
战斗机的重量控制非常严格,甚至有一句俗语说:“每减轻一公斤飞机的重量,就可以获得一公斤的黄金。”同样,对于战斗机的座舱,它当然必须尽可能轻,并且必须具有良好的透光性和耐冲击性。在飞行中,由于战斗机座舱必须提供飞行员的视野,因此其透光率必须良好,以确保飞行员的视野不受影响。同时,座舱盖的强度应足够大以保护飞行员。由于战斗机在飞行过程中会与空气产生剧烈摩擦,因此座舱盖必须具有良好的抗冲击性和高温抗变形能力。(J-10战斗机座舱盖)目前,更先进的集成驾驶舱通常使用丙烯酸和聚碳酸酯的复合材料。这种复合材料的优点是:丙烯酸酯具有良好的透光率(透光率可以达到90Ω,重量相对较轻,密度仅为无机玻璃密度的一半,可以加工得很薄。聚碳酸酯的透光率也非常好,其折射率,耐冲击性和耐高温性都非常好,并且具有很好的稳定性,将丙烯酸和聚碳酸酯材料层压后,可以用作座舱覆盖材料,最后可以用作金属比头发表面更薄的薄膜,可以得到性能优异的一体式驾驶舱,我国的J-20战斗机使用这种材料制作了驾驶舱罩,综合技术水平达到世界先进水平水平。(J-20战斗机的集成座舱盖)对于喷气式战斗机来说,空调也是必要的,但是人们并不称其为空调,而是称其为战斗机环境控制系统(ECS),该系统可以控制驾驶舱中的空气供应,温度和压力。 。地面温度和高海拔温度之间可能会有很多差异。根据定律计算,海拔每升高1000米,温度将下降6度,如果地面温度为36度,则海拔5000米处的温度仅为6度。在这种恶劣的环境中,如果飞机没有“空调”,飞行员将很难忍受这种低温,并且飞机上的电子设备也需要合适的环境才能工作。(战斗机的座舱中有大量电子设备,需要适当的工作温度)环境控制系统主要通过从发动机引入空气来控制车厢内的温度。当需要热空气时,系统将引入由发动机散热器加热的空气来加热机舱。当需要冷空气时,空气将首先被热交换器冷却,然后到达冷却涡轮进行工作,从而进一步降低空气本身的温度,最后将完全冷却的空气输送到机舱中。(良好的座舱环境有助于减轻飞行员的负担)当今的战斗机在性能上已经变得更加先进,并且都配备了环境控制系统。有了它,可以有效减轻飞行员的负担,确保电子设备的正常运行。但是,一旦该系统出错,后果将是严重的。例如,美国F22战斗机曾因缺氧而引起昏迷,最终导致了飞机毁坏的悲剧。可以看出,战斗机环境控制系统不仅是“空调”,对于飞机的安全飞行也至关重要。(F22战斗机携带氧气瓶来解决飞行员的缺氧问题)
炎炎夏日,太阳欧巴在尽情地挥洒着他的热情,越靠近他,就越能感受到滚烫的热情。我们生活在地面上的人感觉已经这样强烈,那么开着飞机翱翔在空中的飞行员呢?
人类生活在地球的对流层,战斗机们普遍起飞后会进入距离地面10-50千米的平流层中飞行,我们所在的对流层下热上冷,而战斗机飞行的平流层是下冷上热,由于现代战斗机飞行高度大约是18千米,属于平流层的底部,所以不管飞机在对流层飞行,还是在平流层飞行,它的外部温度都不高。从对流层到平流层,每提高100米高度,温度会下降0.6摄氏度,飞机进入到平流层的时候,按照飞行高度18千米计算,机身外部温度比地面要低了约108摄氏度,即实际温度大约在零下75摄氏度。
这里,我们还需要考虑到飞机飞行与大气摩擦产生的热量,战斗机在平流层内的飞行速度是1.5-2.0马赫,产生的温度约100摄氏度,按照这样计算的话,这个摩擦产生的温度与高度产生的温度相抵消后,飞机机身的温度大约是25摄氏度,这个温度是人类最舒服的温度,飞行员不会感觉到炎热。
既然是25摄氏度,那么第二次世界大战的时候,为什么战斗机飞行员们都要穿着厚实的皮衣开飞机呢?第二次世界大战的时候,战斗机的飞行高度不高、速度不快,机身外的温度不高。以苏联的米格3高空截击机为例,飞行高度约8千米,速度约600千米/小时,离地8千米,与地面温度差是48摄氏度,即实际温度约零下13摄氏度,然后飞行速度约600千米/小时,这个速度产生的摩擦热量相对有限,摩擦产生的温度与高度产生的温度相抵消后,飞机机身的温度约15摄氏度。15摄氏度的话,人体会开始感觉到轻微的冰凉,加上当时的飞机座舱盖的气密性一般,如果飞行员不穿厚点的衣服,时间长了后,膝盖会严重受损。
飞机在高空中飞行,机身的温度其实不高,飞行员不会感觉到热,如果飞机处于起飞状态和低空飞行状态的话,温度会比较高,此时的座舱内温度需要靠飞机座舱环境控制系统(ECS)来调整。从某种程度来说,飞机座舱环境控制系统(ECS)是一部空调,只是这部空调的功能十分强大。飞机上配置的座舱环境控制系统主要用于调节座舱内空气的温度、流速、湿度以及大气压力和压力变化率等,确保飞行员能够在不同的飞行状态和外界条件下,拥有良好的工作条件和生活环境。
当飞机飞行的高度、速度和环境发生改变的时候,机身的温度会发生变化,座舱内的环境也随之发生改变。夏天的时候,当飞机处于高空飞行的时候,座舱内的温度适中,飞行员不会感觉到热;当飞机处于低空飞行的时候,温度会偏高,这时候ECS这套超级空调系统会保证座舱内的飞行员拥有良好适中的工作环境。
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