略論飛機座艙的設(shè)計方法

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1.高原運行需關(guān)注的適航規(guī)章要求

CCAR25.841：增壓座艙和隔框在正常操作情況下的最大使用高度必須滿足艙內(nèi)壓力高度不超過8000f（t2438m）。CCAR25.841：如果申請在25000ft(7600m)以上運行的合格審定，則飛機必須設(shè)計為在增壓系統(tǒng)任何可能的失效情況發(fā)生后乘員不會經(jīng)受到座艙壓力高度超出15000ft(4500m)。CCAR25.841(b)(6)：駕駛員和飛行工程師工作位置處的警告指示器，當(dāng)超過壓差的安全值或預(yù)先設(shè)定值時，以及超過座艙壓力高度限制值時能發(fā)出指示。座艙壓差指示器上相應(yīng)的警告標記，要滿足對壓差限制的報警要求：音響或目視信號（座艙高度指示裝置除外）要滿足對座艙壓力高度限制的要求，當(dāng)座艙壓力高度超過10000ft時向飛行機組發(fā)出警告。

2.適航規(guī)章

座艙壓力高度15000ft（4500m）是人能承受的外部壓力的極限，超出該極限（一定時間內(nèi)），人會因氣壓過低，嚴重缺氧導(dǎo)致呼吸困難，直至有生命危險。所以當(dāng)座艙壓力高度極限超過安全值或超出預(yù)先設(shè)定的壓差和座艙壓力高度極限時，要為機組提供警告指示。提示機組采取相應(yīng)措施，避免產(chǎn)生傷害。背景座艙壓力高度的限制是由人的生理要求決定的，座艙壓力高度8000ft（2438m）是使人比較舒適的壓力環(huán)境。

3.高原機場自身情況與適航規(guī)章的沖突

按規(guī)章規(guī)定，座艙壓力高度極限的警告設(shè)置為10000ft。在正常運行期間，當(dāng)座艙壓力高度超過10000ft（3048m）的時候，飛機使用座艙高度傳感器和顯示及機組警告軟件就會產(chǎn)生一個警告級別的EICAS信息“座艙高度”以及一個音響警告。提醒飛行員座艙高度超出限制，需采取進一步的操作但在高高原機場（海拔高度在8000f（t2438m）及以上），當(dāng)飛機在海拔高度均已超出10000f（t3048m）的機場在起飛或著陸期間，座艙壓力高度等于機場高度，此時座艙壓力高度會觸發(fā)機上告警系統(tǒng)出現(xiàn)“座艙高度”的“誤”警告。此類告警的出現(xiàn)會擾亂高高原機組，并有可能產(chǎn)生錯誤操作。所以合理的處理飛機在高高原機場運行（起飛、降落）時的適應(yīng)性首當(dāng)其沖。

4.座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為實現(xiàn)系統(tǒng)對座艙的高度限制功能，當(dāng)座艙高度達到或超過14350ft時將自動關(guān)閉排氣活門，在考慮公差的情況下，保證降落階段不會超過15000ft。在自動控制系統(tǒng)失效后，可轉(zhuǎn)入手動控制模式，飛行員可通過控制面板上的手動旋鈕控制排氣活門，滿足座艙增壓需要。飛機在起飛階段時座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)已處于高高原模式（起飛機場高度高于2438m（8000ft））座艙告警高度為起飛機場海拔高度+1000ft，并限制在10000ft到14500ft之間，以滿足當(dāng)座艙壓力高度等于機場高度時產(chǎn)生不必要的告警，同時在CAS信息出現(xiàn)“高原模式”告知飛行員目前系統(tǒng)狀態(tài)及座艙壓力告警值的提高。起飛過程中當(dāng)飛機高度低于起飛高度減去1524m（5000ft），座艙將維持預(yù)定的預(yù)增壓高度。當(dāng)飛機起飛10min或者飛機高度高于5000ft時，飛機由起飛進入爬升狀態(tài)，此時座艙高度降低至8000ft或者更低，巡航階段將保持在這一高度，同時告警高度將重新調(diào)整到10000ft。同時CAS信息“高原模式”將被取消。上述階段座艙壓調(diào)均由自動控制程序完成，無需飛行員進行任何操作。在降落階段將繼續(xù)維持此告警直至平原降落。在自動控制系統(tǒng)失效后，可轉(zhuǎn)入手動控制模式，飛行員可通過控制面板上的手動旋鈕控制排氣活門，滿足座艙增壓需要。飛機在高高原起飛高高原降落整個飛行過程運行時，壓調(diào)系統(tǒng)將在飛機的起飛、爬升、下降、降落四個階段采用高原模式控制，對飛機的座艙高度告警值進行重設(shè)。起飛時告警值的高度將設(shè)定為起飛機場海拔高度+1000ft，降落時告警值的高度將設(shè)定為降落機場海拔高度+1000ft，且限制在10000ft到14500ft之間。在巡航階段，座艙高度將保持在8000ft以下，告警值將重新設(shè)定為10000ft，以滿足適航的要求。當(dāng)自動控制程序失效后，飛行員可通過手動控制控制飛機座艙高度以滿足需求。

作者：曹丹燕單位：上海飛機設(shè)計研究院