当前位置: 压缩机 >> 压缩机发展 >> 万米高空的战斗机该如何取暖空调不制热反制
飞在万米高空的战斗机该如何取暖?空调不制热反制冷?这是为何?据气象统计资料显示,每当高度上升1千米,那么气温就会下降大约6度左右。那么问题来了,战斗机通常的飞行区域都是万米高空,按数据推算,这个时候的温度最低可以达到零下几十度。在如此极端寒冷的情况下,战斗机上的飞行员又是如何保暖的呢?他是否像民航客机一样拥有独立的空调系统呢?今天我们来聊万米高空上的飞行员是如何取暖的。
年8月27日,世界上首架战斗机试飞成功。值得一提的是,这个时候的战斗机是不具备空调功能的,几乎所有用于作战的飞机,它的座舱都不是密封的。在这一阶段下,轰炸机也是由最常见的飞机改装而来,他们没有座舱,在执行投弹任务的时候,飞行员需要专门带一个战斗人员协同作战,飞行员负责驾驶战机来到目标处,而战斗人员则需要将机舱中的炸弹一个个的投放出去。
在这个阶段下,歼击机的原理也非常简单粗暴,直接在飞机上增设了一个射击位,射击员可以直接用步枪或机枪朝着目标空中对射。以此来完成战斗任务。所以这个时候的作战飞机完全可以用简单粗暴来形容,并且当时的作战飞机上普遍都不存在座舱盖,所以有没有空调在飞行员看来都不会对温度的降低产生太大的影响。
这个时候飞行员主要依靠多穿衣服来保暖,就算是40度的夏天,飞行员依旧会选择冬装上阵,这种情况一直持续到了二战,随着时代的进步,战斗机的结构也发生了翻天覆地的变化,这个时候的战斗机变成了金属单翼结构,但值得一提的是,这个阶段下的战斗机驾驶舱依旧没有设置空调。
飞行员飞上万米高空就需要抵抗零下40度的超低温。为了保证这些与黄金等价的飞行员的生命安全,于是日本设计师率先研发出了电热飞行服,后来各国在这个基础上进行了升级,于是集合抗压抗寒的抗压服就出现了。在二战末期,战斗机的结构从原本的金属结构慢慢演变成了导热性差的复合型机身结构,这个时候的战斗机除了速度能够轻松突破以外,它的飞行高度也能达到上万米。在这种情况下,为了保证飞行员的安全,战斗机就必须要有严格的密封舱。在绝对密闭的环境下,空调就成了舱内空气调节的关键。
所以从这个时候开始,战斗机空调逐渐普及到了全世界。这个空调与我们熟知的地面空调系统的工作原理不同,空调的工作原理的核心属于是逆卡诺循环,安装在室外的空调压缩机通过压缩制冷剂,使它变成高温高压的气体,这些气体会通过空调的冷凝器降温,从而转化为常温的高压气体,然后再利用室内机的风扇由蒸发器吹出冷风,从而完成整个制冷过程。
空调的原理就比较类似于我们初中学到的汽化吸热原理。而战斗机的空调系统则不同,它的官方名称为电气控制系统,它由压缩空气源热交换器以及涡轮膨胀机等零部件组成,它属于是机载系统的重要组成部分。这套系统能将涡扇发动机产生的动能转换为电能,以此来满足座舱和电子设备舱的空气掉温和条拉等要求。简单点来说,就是这套系统可以将高空中的冷与发动机里面的热相交换,从而提高或是降低驾驶舱里面的温度,让战机飞行员们可以在战斗环境中始终保持舒适的状态。
同时,BCS电气控制系统还具备了去除水雾的功能,这对小型战斗机来说是至关重要的。就比如美国F16战斗机上搭载的系统,它的空调面板上的旋转按钮可以随时调节冷热温度,飞行员可根据体感调节需要的模式。不过,随着现代战争的需要,现代战机越来越注重整体性能以及隐身性,在这种情况下,单一的空气循环系统已经无法再满足战机的总体需求。
综合环境控制热管理系统应运而生,它更像是一种可以做到多种制冷形式的联合工作台。这其中最常用的就是空气循环制冷系统。这款子系统先由其在发动机进行引气处理,然后再通过冲压空气冷却和涡轮冷却器降温两种方式将其传输到战斗机的驾驶舱中。除此之外,整个环境控制系统也包括了常见的液体循环制冷系统与蒸汽循环制冷系统。
综合环境系统使得这些子系统相互协同工作,充分适应了电子设备热负荷的需要。既然我们今天说到了战斗机,那么我们就不得不提到歼20这款战机是中国自主研发的第五代战机。歼20的成功研发,标志着我国实现了既定的四大目标,分别是打造跨时代新机引领技术发展创新研发体系以及建设卓越的团队。
相信在不久的将来,战机的全面性能信息化智能化以及机械化将得到大幅度的上升。你们有什么想法呢?欢迎留言。