21 737300飞机低高度飞行时增压系统工作特点.docx
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21737300飞机低高度飞行时增压系统工作特点
737-300飞机低高度飞行时增压系统工作特点
山航现有-、-、-、-航线,特点是航线时间短、飞行高度低,一般高度为5000米左右,在此高度飞行时,737-300飞机增压系统的工作,相比高高度飞行时,有鲜明的工作特点。
(一)增压系统的工作
737-300飞机增压系统,分为模拟式、数字式控制。
但无论哪种控制,增压系统的工作目的,就是在不超过机体结构所能承受的最大压差下(7.45或7.8psi),尽量使座舱高度保持最低,在某些预选飞行高度下,座舱高度可以为0Ft。
增压控制阶段,分为起飞预增压、爬升、巡航等压控制、下降、着陆,见下图图示。
当飞机在自动模式下工作时,各阶段工作如下:
1、起飞滑跑阶段
起飞滑跑时,当发动机N1值达到预定值后,飞机外流活门开始关闭,飞机进行预增压,座舱高度下降当前机场高度以下189Ft,客舱压差达到0.1psi。
2、爬升阶段
当飞机离地后,空地电门给出空号,增压系统将执行爬升增压计划。
爬升增压计划只与起飞机场高度和所设定预选高度有关。
增压计划计算如下:
1)座舱高度爬升曲线的计算
预选高度设定后,系统会计算出,当飞机飞到预选高度时,所对应的最大座舱高度值。
随着飞行高度的上升,座舱高度将按照起飞机场高度到设定最大座舱高度的变化曲线爬升。
(见上图中ASCENT阶段)
2)最大座舱高度值的计算
当飞行高度达到预选高度时,飞机进入等压(座舱压差△P)控制阶段,为得到尽量低的座舱高度,此时增压系统使座舱压力最大。
具体座舱压差△P为三种情况如下:
A)座舱压差△P<7.45psi(当预选高度<18300Ft)
由于飞行高度较低,增压计划计算时,即使保持座舱高度为0Ft,△P也达不到7.45psi。
比如飞行高度3600米(12000Ft),△P约为5.1psi,此时座舱高度为0FT,座舱升降率也为0。
B)座舱压差△P=7.45psi(当18300Ft<预选高度<28000Ft)
当达到预选高度时,飞机进入等压控制。
预选高度从18300Ft到28000Ft变化选择,在此高度围,△P均为7.45psi,座舱高度可从0到5000Ft变化。
当预选高度为18300Ft(外界气压为7.25psi,来自于波音公司的发动机评估手册中,标准大气下的大气压力和海拔高度的对照),△P为7.45psi,座舱高度正好为0Ft。
C)座舱压差△P=7.8psi(当预选高度>28000Ft)
当选择预选高度大于28000Ft时,达到等压控制后,△P均为7.8psi。
3)爬升过程中,如果飞机没有达到预选高度,但保持当前高度平飞,飞机的座舱高度和座舱压差将保持当前值。
当飞机再次爬升时,仍按照原爬升计划曲线爬升。
3、巡航阶段,等压控制
当飞行高度达到预选高度后,增压系统进入巡航等压控制方式,此时座舱达到最大压差,为7.45psi(预选高度<28000Ft)或7.8psi(预选高度>28000Ft)。
飞机能否达到最大压差,要看飞行高度是否达到预选高度。
4、下降阶段
飞机开始下降时,飞机按照预选高度到设定的着陆高度,进行增压计划控制。
飞机将从等压高度降到着陆机场以下高度0.1psi。
(二)飞行高度、座舱高度、座舱压差的计算关系
为更好了解飞机增压过程中,各个增压参数之间的计算,作说明如下:
1、高度间换算的基础
在增压工作中,飞行高度、座舱高度、座舱压差都是以大气压力为基础,进行相互计算的。
高度的基准值为海平面0Ft,压力基准为1013百帕(14.7psi或760mm汞柱)。
以英尺计量的高度可以找出对应的气压值。
如下图示:
从上图可以看出,在标准气压情况下,海平面高度0Ft绝对气压值为14.7psi,随着高度上升,气压值将下降,比如10000Ft高度,气压值下降为10.11psi。
对于座舱高度,其计算仍是参考上述图示,如果飞机座舱高度为5150Ft,根据表格对应,座舱绝对气压值为12.16psi。
2、各高度值间的换算
飞行高度和座舱高度的计算可通过气压值换算,公式为:
座舱高度压力值=飞行高度压力值+座舱压差
根据计算出的压力值,就可以找出该压力值相对应的高度数值。
举例:
飞行高度30000Ft,预选高度30000Ft,压差为7.8psi,计算座舱高度如下:
30000Ft飞行高度对应压力为4.36psi,压差7.8psi
座舱高度压力=4.36+7.8=12.16psi,根据上表12.16psi对应的高度值为5150Ft。
3、增压高度对照表
在飞机P5板上的增压控制面板底部,有飞行高度和座舱高度对照表格,可供飞行员进行参考,是最快、最简单的高度换算方法。
见下图:
1)使用高度对照条的前提条件是:
在该高度,飞机已经达到最大压差,也就是飞机达到了预选高度飞行,此时系统进行等压控制。
压差分别为:
A)预选高度<28000Ft,座舱压差△P为7.45psi;
B)预选高度>28000Ft,座舱压差△P为7.8psi;
2)使用举例说明:
飞行高度30000Ft时,座舱高度为5.1(×1000Ft)。
3)特例情况
A)飞行高度18000~19000Ft时
飞行高度18000Ft,对应座舱高度对应为-0.3(×1000Ft)。
飞行高度19000Ft,对应座舱高度对应为0.3(×1000Ft)。
上述两组数据,是指座舱压差△P7.45psi时。
实际情况,当飞行高度18000Ft,此时座舱高度不可能为-300Ft,只能是座舱高度最小为零,座舱压差△P要低于7.45psi。
在18000和19000Ft之间,存在一个高度,使得座舱高度为0Ft,压差刚好达到7.45psi,该高度在18300Ft左右,前已叙述。
B)飞行高度28000、29000Ft时
从对照条可以看出,28000和29000Ft飞行高度时,座舱高度均对应5.0(×1000Ft)。
这主要是因为增压控制中,等压控制阶段座舱压差△P,在28000Ft为改变点,从7.45psi变化到7.8psi。
飞行高度相比上升了1000Ft,但因为座舱压差△P上升了(7.8-7.45=)0.35psi,相对使座舱高度仍保留在5.0(×1000Ft)。
(三)低高度飞行增压的特点
山航一直执行-、-、-、-航班,飞行高度在3600米(12000Ft)、5400米(17700Ft)、5700米(18700Ft)、6000米(19700Ft)。
737-300飞机执行上述高度爬升、巡航时,增压系统的压差△P、客舱升降速率表、座舱高度,都有鲜明的特点:
爬升阶段,座舱高度表、升降速率表指示为0Ft或读数很小,座舱压差△P不断上升;到达巡航阶段后,座舱压差△P相比高高度飞行下的同等高度大,或上升为最大7.45psi。
下表为在以上几个高度巡航时,对应的座舱高度、压差值、升降速率对照表格:
飞行高度
外界压力psi
座舱压差psi
座舱压力psi
座舱高度Ft
升降速率
3600米(12000Ft)
9.35
5.35
14.7
0
0
5400米(17700Ft)
7.43
7.27
14.7
0
0
18300Ft
7.25
7.45
14.7
0
0
5700米(18700Ft)
7.13
7.45
14.58
213
约30Ft/Min
6000米(19700Ft)
6.84
7.45
14.29
779
约100Ft/Min
从上面的表格可以得到以下结论:
1)当预选高度为3600米、5400米,爬升时,座舱高度为0FT,升降速率为0,座舱压差达到5.35psi、7.27psi。
在上述两种情况下,座舱不需要达到最大△P,就可以维持座舱高度为0Ft;
2)当预选高度为5700米,飞行高度达到预选高度后,座舱压差达到7.45psi,飞机外部环境压力约为7.13psi,增压系统计算座舱的压力为(7.13+△P7.45=)14.58psi,约对应高度为213FT,即座舱高度约为213FT。
增压系统制定出爬升计划,座舱高度将从起飞机场高度(0FT)爬升到巡航高度(213FT),爬升速率约为30Ft/Min。
由于座舱高度表最小刻度为1000Ft,213Ft约为1/5小格;升降速率表最小刻度为100,30Ft/Min约为1/3小格,飞行员读数均很小。
3)当预选高度为6000米,座舱高度将达到779Ft,读数不到一小格;升降率到达100Ft/Min,读数为1格,相对读数仍旧很小。
(四)公司运行中出现的几个相关事例
根据MES统计,山航机队运行中,共有5次机组反映低高度飞行时,座舱高度过低、客舱升降速率为零的情况。
时间
飞机
执行航线
飞行高度
现象
2006、11、29
2961
-
5400米
上升高度后,座舱高度不上升,压差接近极限
2006、11、30
2995
-
5700米
机组反映客舱压差偏大,客舱升降指示不准确
2006、12、12
2961
-
5700米(18700Ft)
增压系统在19700英尺时,座舱压差7.5PSI,上升时,座舱升降率50英尺/分,座舱高度正常
2007、5、3
5099
-
5400米
(17700Ft)
在飞行过程中,客舱升降率为0,客舱高度为0,压差达到7.45。
2007、5、6
5099
-
6000米
(19700Ft)
飞行过程中,客舱高度很小,客舱升降率很小,压差很大
根据上述的飞行高度看,完全符合低高度飞行时的增压特点。
机组所反映的现象均为正常现象。
机组之所以认为故障,是因为对低高度飞行时增压系统指示的不同现象造成。
(五)机组对低高度飞行增压指示的误解分析
对低高度飞行中机组反映的指示情况,作以下分析:
1、误解只有飞行高度高,压差才大,飞行高度低,压差应该小
公司大部分的航线飞行中,飞行高度可达8000到10000米,座舱高度达2000到5000FT。
部分机组认为只有在这种高度时,△P才可能到达最大值(7.4或7.8),而此时在5700米高度左右时,△P应为4到5psi左右。
举例说明以上的情况。
假设飞机执行-航线,初始机组执行18700FT高度平飞一段时间,然后执行30000FT巡航。
但具体飞行中分为两种情况:
1)机组直接设定预选高度30000FT,在18700FT平飞一段时间
(座舱高度爬升曲线,参见下图中蓝色曲线)
在18700FT飞行阶段时,没有达到机组设定的30000FT高度,没有达到等压控制阶段。
驾驶舱指示为:
座舱高度达到2500FT,座舱压差△P为4.5psi。
2)机组第一次设定预选高度18700FT,平飞30分钟后,再爬升到30000FT。
机组第二次修改预选高度为30000FT
(座舱高度爬升曲线,参见下图中粉红色曲线)
同样在18700FT飞行阶段时,由于飞行高度达到预选高度,此时飞机达到等压控制,压差可以达到最大为7.45psi,对应的座舱高度则为213FT。
驾驶舱指示为:
座舱高度达到213FT,座舱压差△P为7.45psi。
根据以上可以说明,由于预选高度不一样,同样飞行高度下,座舱高度、座舱压差可以不一样。
2、误解为飞机爬升时,座舱高度也应该上升
对于该点,前述已经计算过,如果飞机达到了预选高度,且预选高度小于18300FT以下,根据压力的计算,座舱高度为0Ft是正常的,符合波音飞机增压系统设计目的,就是在不超过飞机机体结构的限制下,让座舱的高度实现最低。
航线一部
排故组
建
2007-5-7
附表:
波音公司的发动机评估手册中,标准大气下的大气压力和海拔高度的对照表格
提示:
使用压力值时,表格为lb/ft2,换算成psi时,需除144
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