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  1. 战斗机上有空调吗?

战斗机上有空调吗?

飞机上有空调,但是他不叫空调而是叫环境控制系统(ECS),这套系统除了服务于飞行员之外更重要的是为机载设备提供良好的工作环境,包括气压、温度、湿度等等方面。

环境控制系统可以保障飞行员有良好的飞行环境,毕竟战斗机座舱不同时间段的温度变化还是比较大的。从进入座舱到起飞前这段时间里密闭飞机座舱内温度会持续上升(参考汽车停在太阳下曝晒)到四、五十度,而且飞行员身着厚重的飞行服,所以这段时间内飞行员会很热,此时需要降温。但是飞机进入高空后由于环境温度会非常低,万米高空的环境温度可以达到零下30度以下,此时飞行员又会感到非常冷,这个时候又需要加热升温。所以战斗机还是需要专门的温度调节系统来保证飞行员有良好的飞行状态,将飞行员和座舱的温度气压调节到平衡值,也就是我们俗称的“空调”。下图为A-12战斗机飞行员,由于这种飞机的高空高速飞行能力,所以飞行员需要身着厚重的类似于“宇航服”的飞行服,地上那个小盒子就是调节飞行服内温度的“空调”,登机后飞行员就不再需要这个小盒子,直接接入战斗机循环系统。

环境控制系统除了保障飞行员之外更重要的是保障战机各种设备的工作环境,因为机上的发动机也好,电子系统也好开始工作后都会产生非常大的热量,特别像雷达全开的时候发热量巨大,如果不加以控制很容易烧坏。此时就需要利用发动机引气,经过冲压冷却系统和涡轮冷却系统将大量低温空气引入机载电子设备进行降温冷却。

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图片来源网络,侵删)

战斗机必须要有空调,不然会死人的。战斗机上的空调是最重要的飞行设备之一,如果战机空调坏了,宝贵的飞行员在飞行时可能会被热死或冻死。

战斗机上的空调不是独立的,而是隶属于环境控制系统,这个环境控制系统包含空调系统和座舱加压系统。

其中空调系统可以对飞行员座舱进行加热/制冷、通风,还可以对座舱盖进行除霜,空调系统的存在使得战机在特殊的飞行环境下仍然能够保持舒适的座舱温度,为飞行员提供良好的驾机环境。

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座舱加压系统则可以对座舱压强进行加压控制、对飞行员抗荷服进行加压、和战机油箱加压。调节飞行员座舱内的压强有助于飞行员保持正常呼吸,保证飞行员在过载飞行时还能够正常呼吸,搭配使用抗荷服后,能够让飞行员在很高过载飞行的情况下仍然保持生理健康

不过,即使拥有空调系统,战斗机座舱的工作环境有时并不能让飞行员满意,飞行员主要抱怨的问题一些场合下战斗机座舱里面的温度太高。要知道,战斗机为了让飞行员拥有最佳视野,座舱是配备透明座舱盖,在太阳的照射下,飞行员将无处躲藏。战斗机飞行速度往往比较高,高速飞行时机体和空气高速摩擦将会产生大量热量,一些热量会传导到座舱内。其次,机头位置还配置有大功率机载雷达、前视红外系统等电子设备。它们工作时也会产生大量热量,同样会有部分热量传导到座舱内。

更加“热上加热”的是,飞行员在飞行时往往需要穿着抗荷服后,很多抗荷服覆盖人体的面积比较大,散热自然更加困难,加上很多飞行员还需要在脖子上、肩膀上挂载脖式救生衣等救生装具,进一步导致散热困难,飞行员要承受的闷热程度自然可想而知。

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为了让这些航天骄子拥有更加舒适的驾机环境,把注意力集中在执行任务上。各国战斗机设计师们在研发战斗机时,都非常重视环境控制系统的设计,都会尽可能的增加空调系统的通风量和制冷能力。

战斗机上有没有空调呢?回答这个问题之前我们先看看战斗机的工作状况:

1.战斗机座舱空间狭小,内部各种电子元器件、显示器,机头前面还有大功率的雷达,这些设备工作状态会产生大量的热量。

2.战斗机的驾驶员一般都穿着厚重的抗负荷服,无疑加重了飞行员对外界环境的感知能力

3.战斗机工作区间在地面到空中1-3万米之间,即使在夏天地表40℃情况下,空中1万米处温度为低于-25℃(高度每上升100M,温度下降0.65度左右,所以10000M高空时,大概是-25℃)。所以温度变化很极端。

所以从上面来看,战斗机上面如果没有空调,飞行员的机能极限是无法扛下来了,连战斗机本身在这样的极端工况下,要保持全部组件的正常,也是一个巨大的挑战。

事实上,飞机上有一套系统叫做飞机环境控制系统,战斗机座舱里温度是随着飞机高度和速度变化的。它的主要作用就是调节机舱里的供气、调温、调压,确保飞行员及电子设备等正常工作的。

当然有!不过战机的空调不是通过压缩机控制的,而是用冲压系统控制的。我们经常看到的战机进行超音速飞行的时候翼尖会有冒白烟那就是空调在工作了。

现代战机往往都有配备冲压系统。这是因为战机在突破音速的时候往往阻力变大好几倍,这意味着战机的发动机要增加引擎动力才能实现突破。发动机动力增加往往会导致引擎红外功率增加容易被导弹锁定,而对战机内的飞行员也会有影响。所以战机设计专家就通过冲压系统来调节战机的的整体温度。

在超音速飞行中,冲压系统中利用战机高速运动来吸纳空气,这些空气被压缩成高压空气,在这个过程中,空气被压缩,放出热量凝结成水蒸汽;然后压缩空气被喷入燃烧室燃烧,水蒸气被导走,在导走过程中水蒸气吸收热量膨胀成气体从机翼尖喷射出去。这就是战机的温度自我控制。

其次,战机的空调除了控制温度之外还对战机内的气压有调节,这是因为在高空中氧气稀薄飞行员容易缺氧,战机会有供氧系统来协助保持机舱里的氧气含量。不过一般来说超过17000米以上的飞行高度单单靠战机内的空调是不够的,还是需要配合使用高压氧泵的。

距地表20000米高度之内,气温、大气压力都会随着海拔的升高而下降,温度的变化是:每升高1000米,气温会下降6摄氏度。可以算一下,当战机在15000米的高空飞行时,机外的温度比地表要低90度。这种情况下,别说是人能不能受得了,就是机载设备恐怕都无***常工作了。也就是说,必须对温度进行有效的控制、调解。就拿客机来说,在坐舱内,无论是温度、还是压力,都在正常范围之内,而且不会让人感觉到不舒服
环控系统就是环境控制系统

随着科技的进步,现代战斗机与一战、二战时的战斗机不可同日而语,超音速飞行、万米高空巡航等等早已成为常态。现在战斗机在执行作战、警戒、巡逻等任务的,飞行员的注意力必须高度集中,对坐舱内的温度、压力、湿度等等都有严格的要求。但是现代战斗机上却没有空调,或者说是那东西不叫空调,现代战斗机装备的是“环境控制系统”,英文全称:Environment Control System,缩写为:“ECS”。

环境控制系统,也就是ECS,包含多个子系统,不仅是能对温度进行调节,或者说是调节温度只是其功能中的一部分。还包括:机载设备散热系统、抗荷系统、压力调节系统、机载制氧系统、座舱温度调节系统、座舱除雾系统,还有就是座舱的密封、通风等。这些子系统合到一起,就是为了确保飞行员能够处于“相对舒适”的环境、保障飞行员的人身安全、战斗状态以及机载设备的正常工作。

说到这里,恐怕就有人会提出问题了:那为什么有的飞行员下飞机的时候浑身是汗呢?

这里有一点需要说明:环境控制系统也是有控制范围的,超过这个范围,这东西也无能为力了。尤其是在低空、超低空飞行的时候,本身外部环境的温度就高(相对于高空飞行来说),再加上太阳照射、设备散热、飞机与空气摩擦生热等因素,很容易使座舱内的温度超过环境控制系统的控制范围。对飞行员来说,浑身汗透,就是正常现象了。

这种情况下,只能是尽量避免低空飞行,或者说是尽量控制(缩短)低空飞行的时间,除此之外,没有其它的好办法。在美军的飞行手册里,就对低空飞行有着严格的要求或者说是限制,以确保飞行员的人身安全。美军对低空飞行时室外温度的限制是:气温达到或者是超过38度以后,禁止战斗机在900米以下空域飞行。气温超过45度时,则完全禁止飞行——这种温度,飞行员在座舱内会出现热应激反应,头晕、呼吸困难等,很容易发生意外。

如果密封座舱内的温度过高,发动机又没启动,这种情况下通常会外接制冷车供冷气。这主要视外界环境而定,比如说在夏季、高温、白天、阳光直射……