(前排提醒:本賬号下有文章的視頻版,看着更過瘾嗷~~~)
各位大帥比你們好啊,我是造飛機的馬卡耶夫。讀過書的人都知道,魯迅先生有一句名言:你們的命,是開利先生給的。
開利這老大哥發明了空調,而且現在開利公司在造空調賣空調上,依然是扛把子。也許你家沒買過,你也沒見過,那正常。人家主要業務也不是家用的,而是商用。好,廣告打完了,明天開利送的中央空調就到了。
正文開始。衆所周知,夏天必備的三大件,空調西瓜和WIFI。夏天沒空調,you cannot breathe。這是在地面,你有沒有想過,你坐飛機上天之後,需不需要開空調?飛機空調長啥樣?它跟你卧室那個空調有啥不一樣?最後看一下,人類曆史上,關于飛機空調的最有名的空難是哪一個?
咱這就是純科普,扯扯淡,不會太專業。相信我,隻要你上過高中,隻要知道能量守恒。我保證給你講的明明白白,包教包會。如果沒看懂,評論區給我刷問号,咱免費答疑。
家用空調的原理,高中時候講過,不要懷疑,肯定講過。空調分外機和内機,制冷時,制冷劑在内機汽化,汽化吸熱;在外機液化,液化放熱。所以内機裝制冷劑的管子是涼的,風吹過管子,就變涼了,内機出涼風;外機的管子是熱的,風吹過管子,就變熱了,所以外機出熱風。空調制冷的本質,是把熱量從涼快的室内搬到炎熱的室外。你品一下,"搬"這個詞,聽着就累。
魯迅說,水往低處流。其實熱量也一樣,把熱量從溫度高的地方搞到溫度低的地方,很容易,根本不需要搬。你一個不注意,它自己都會流過去,攔都攔不住。但是反過來就難了,把熱量從溫度低的地方搬到溫度高的地方,就費勁了。所以空調需要用電,沒電,就沒勁搬。
魯迅說,這個熱量它可以……啊這不是魯迅說的,沒事,管它誰說的,就是熱量可以自發地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,但不可能自發地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體。這就是大名鼎鼎的熱力學第二定律。
而且,開空調後,還要門窗緊閉,不然制冷效果太差,費電。但是這樣時間長了在屋裡就會難受,會有味兒。為啥會有味兒呢?因為空調用的時候,室内的空氣隻是一遍一遍的流過那個涼涼的管子,跟外界沒有空氣交換,也就是家用空調是内循環,時間長了就有味了。現在家裡裝那個新風系統的多了,能換氣,但它跟空調不是一回事。另外車載空調一般都可以開外循環,畢竟車空間小,和外界循環一下還能接受。
前面說的,就是家用空調的原理,聽懂了沒?總結一下,家用空調典型的三個特點:第一,要用制冷劑,第二,要用電,第三,是内循環。下面咱看看飛機空調是咋回事,跟這個一樣不一樣。
首先說一下飛機為啥開空調。早期飛機上是沒空調的,飛機飛的又慢又低,沒必要,開着飛機打開窗戶兜兜風,多好。但是随着飛機飛的越來越高,現在客機都飛到一萬米了,在這個高度,零下幾十度,氣壓又低。溫度和壓力,人都受不了。因此飛機就要密封起來,給飛機裡面供氧,增壓。所以你看,你在地面不開空調,大不了就熱點,失去的是汗。但是在飛機上不開空調,你失去的可是命啊。那麼飛機空調是咋工作的呢?需要用電嗎?是内循環還是外循環?
首先給你看一下飛機空調長啥樣,裝在飛機上它是這樣:
拿下來是這樣:
是不是有點失望,感覺黑不溜就,毫無美感。不對,工業的美,你不懂。飛機空調比較大,分布的很分散,但是大部分都是管子,核心東西就是這個,叫空氣循環機。
這個玩意是怎麼工作的呢?首先,它是不用電的。但是能量守恒在那擺着呢,不可能是永動機。它的能量,來自高壓空氣,這個高壓空氣來自發動機,準确說是發動機的壓氣機。
如果你不知道壓氣機是啥,小時候家裡炸爆米花,那個鼓風機,就跟這一個原理。如果發動機轉的慢,這個氣就來自高壓壓氣機,如果轉的快,就來自低壓壓氣機。但是也有例外,不從發動機引氣,而是有專門的電動風扇從外面抽風,不對,抽風不好聽,應該叫抽氣。但是這種不多,估計也就波音787這樣幹。
壓氣機出來的氣,不光壓力高,溫度也高,好幾百度,因為你壓縮它它肯定會發熱嘛。這個高溫高壓的空氣,必須想辦法把它的溫度和壓力都降下來。從能量守恒的角度看啊,要想把空氣的溫度降下來,要麼從它身上吸熱,要麼就讓它幹活。飛機空調,兩種方式都用了。
首先是把它的熱量傳給溫度低的東西。這要是在地面,那肯定就用水了,但是天上可沒水。天上最不缺的,是冷空氣,所以先用冷空氣,把這些氣的溫度給降下來點。其實除了冷空氣,飛機上還有一個很好的涼的東西,那就是燃油。燃油溫度低,而且帶的又多,随随便便也能裝個20噸。但是這樣一不小心會搞的機艙裡都是燃油味,所以現在好像還沒飛機這麼幹。
但是這降的還不夠,遠遠不夠。然後這些空氣再經過壓縮、除水幾個過程,最後經過一個東西, 叫渦輪。經過渦輪,空氣會推着渦輪轉起來,就跟水電站水力發電差不多。這個過程,就是讓空氣幹活,幹完這個活,溫度就那可就相當低了,能到零下。再找點熱空氣混合混合,調節一下,人就受得了了,最後供到機艙。
所以你看,這個飛機空調,它是不用制冷劑的,不用隔幾年去充個制冷劑。安全不一定更安全,但是肯定更環保,保護臭氧層啊。另外,它不用電,因為發動機引來的氣本身就有能量,渾身是勁,它自己就能幹好多活。還有一點,就是這個飛機空調它不是内循環,它一直都在往機艙裡面供氣,新鮮的。但也不全是新鮮的,大約隻有一半吧,另外一半就跟家用空調差不多了,從機艙裡面抽出來和新鮮的混合,轉一圈再回機艙。這跟你開空調關門一樣,你為了省電,它為了省油。不然發動機吭哧吭哧好容易抽點氣, 全給你空調了怎麼行。另外你要知道,雖然說飛機是密封的,但它也在往外排氣,保持循環嘛。隻進不出,那不得憋炸了。
一架飛機上一般都會裝兩個空調,一個發動機帶一個。這種空調,從它的工作方式能看出來,你飛機不是缺氧氣壓低嗎,我直接給你往機艙裡面灌空氣,既能供氧又能增壓,一石二鳥。
所以說飛機增壓系統,也可以說是飛機空調的一部分,飛機空調壞了,也就沒法增壓了。曆史上跟飛機空調有關的最有名的空難,就是太陽神航空的幽靈航班了。2005年,塞浦路斯太陽神航空一架737飛機,起飛後忘了把機艙增壓打開了,其實也就是飛機空調沒開。飛起來後機艙沒有供氣,缺氧了,最後乘客和飛行員全部缺氧昏迷了。飛機自動駕駛模式一直飛一直飛,最後油燒完了,就墜毀了,死了121個人,後果很嚴重。具體的我就不說了,網上随便一搜很多資料。
好,到這,飛機空調講完了,聽懂了沒?講這麼通俗,肯定聽懂了!但是不管聽懂沒聽懂,講這麼多,不容易,麻煩點個贊!如果實在高中沒好好讀,沒聽懂,你收藏一下,沒事多看幾遍,或者到評論區,咱好好聊聊。我是造飛機的馬卡耶夫,咱們下期見嗷!
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