737NG增壓系統(tǒng)自動方式的探討（一）

(本文作者：RY蘇海龍）

年初參加公司組織的轉(zhuǎn)升教員答辯，選擇了 737NG 空調(diào)增壓控制系統(tǒng)做為 PPT 演示。再次翻看手冊時關(guān)注到了一些新的知識點，準(zhǔn)備 PPT 素材的過程中總結(jié)出增壓儀表顯示的一些特點。 B737NG 自動增壓系統(tǒng)的工作邏輯 FCOM 的篇幅不長，但用詞精煉值得逐字推敲，比較難理解的是巡航方式下的壓差控制， FCOM 這樣描述：

自動控制器的一條基本的邏輯是：

自動控制器根據(jù)增壓控制面板預(yù)調(diào)的兩個高度FLT ALT 和LAND ALT 來控制座艙壓力高度。飛機的實際飛行高度只會觸發(fā)自動控制器進入哪種工作方式，實際飛行高度小范圍的偏離只會改變機艙內(nèi)外的壓差指示。PSI（Pounds per square inch）

在網(wǎng)絡(luò)上搜到一張標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強隨海拔高度變化的曲線圖，看懂了這張曲線圖，自動控制器的巡航方式的壓差控制就更清晰了。

這張曲線圖的原圖來自某度文庫《737NG飛機低高度飛行時增壓的特點》有興趣的可以看下原文，分析的很詳細(xì)。

PSI 是歐美國家習(xí)慣使用的壓強單位，國際標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓=1013.25HPA=14.7PSI。從該圖也可以看出隨著海拔升高標(biāo)準(zhǔn)大氣的 PSI 非線形遞減，該圖的曲線近似線性是因為縱坐標(biāo)海拔高度非等比例排列，總體上海拔越高大氣壓的變化幅度越小。

根據(jù)圖中數(shù)據(jù)大致可以計算出 0.25PSI 在低海拔對應(yīng)的高度變化在 500FT左右，高海拔對應(yīng)的高度變化1500FT左右。因此在進行飛行前準(zhǔn)備預(yù)調(diào) FLT ALT時，往上或下取整500都能保證自動控制系統(tǒng)進入巡航方式。不同的選擇會使進入巡航方式的時機變的稍早或晚，同時不同設(shè)置還會影響最終的座艙高度。另外根據(jù)AFM的描述：

同時咨詢機務(wù)兄弟翻譯他們的手冊里講：在著陸前，系統(tǒng)會將機艙壓力上升到大于機場氣壓0.15PSI，以防止座艙壓力波動。所以LAND ALT設(shè)置調(diào)上或下50也不影響飛機的微增壓著陸。

自動控制系統(tǒng)進入巡航方式后，根據(jù)圖中曲線的數(shù)據(jù)可以知道，從預(yù)選FLT ALT、巡航壓差限制和巡航座艙高度中的任意兩個數(shù)據(jù)可以得出第三個的值。

以FL300為例，ISA下30000FT的大氣壓強為4.36PSI，進入巡航模式后，自動控制系統(tǒng)根據(jù)7.8PSI的壓差限制調(diào)節(jié)座艙高度，那么自動控制器的目標(biāo)座艙壓力應(yīng)該是：

4.36 7.8=12.16PSI。

從上圖可以查出對應(yīng)的壓力高度為5150FT。

同樣的方法可以計算出巡航FL185對應(yīng)的座艙高度為0FT，根據(jù)FCOM描述：

由此可知巡航高度低于FL185飛行時，巡航方式的座艙高度為略低于著陸機場的高度，不再是7.45的壓差。

另外一種情況就是目的地為高原機場時，起飛前LAND ALT預(yù)調(diào)6000，根據(jù)上文可以計算出6000FT的座艙高度對應(yīng)的巡航高度為FL 320 ，那么當(dāng)巡航高度低于FL320時，巡航方式下的座艙高度始終為略低于6000FT，只有巡航高度大于FL320時，座艙高度才受相應(yīng)的壓差限制控制大于6000FT。

圖中數(shù)據(jù)還可以算出1W英尺海拔和海平面的壓差是：

14.7-10.11=4.59PSI，

從低海拔機場起飛通過1W尺時，飛機開始略微增壓，壓差指示器顯示4左右，所以通常我們在飛機爬升經(jīng)過1W英尺時檢查座艙高度表的指針會在12:20左右的位置。

從網(wǎng)絡(luò)上可以搜到國際標(biāo)準(zhǔn)大氣（ ISA ）表，通過該表可以查到 ISA 下每千尺海拔高度對應(yīng)的大氣壓。

注意該表格有處錯誤，39000FT對應(yīng)的PSI應(yīng)該是2.85，41000FT才是2.58。

某些網(wǎng)站提供的在線計算器還可以查出上面曲線圖中任一海拔高度對應(yīng)的PSI 。由此通過計算可以得出任一所選 FLT ALT 對應(yīng)的目標(biāo)座艙高度。

整理了一張自動控制器進入巡航方式后所選 FLT ALT 對應(yīng)座艙高度的表格（取整50FT以內(nèi)）：

分析上面表格可以得到自動控制器的一些特點：

• FL270-FL280在7.45的壓差控制下的座艙高度和FL285-FL300 在7.8的壓差控制下的座艙高度區(qū)間重合。
• FL340-FL370在7.8的壓差控制下的座艙高度和FL375-FL410在8.35的壓差控制下的座艙高度區(qū)間重合。
• 不同壓差控制下，更高的巡航高度可能獲得更低的座艙高度。
• 相同壓差控制下，巡航高度越高座艙高度也越高，但變化的幅度不相同。巡航高度改變1000FT時，對應(yīng)座艙高度的改變只有約300-500FT。因此訓(xùn)練手冊里使用的 equal ，理論上是不準(zhǔn)確的。
• 
  

WTF？我只是想開個飛機，需要記那么多數(shù)據(jù)嗎？

有沒有簡單直觀的方法，不用查表或計算就能在起飛前知道所飛航班巡航座艙高度大概多少？答案當(dāng)然是肯定的，感謝優(yōu)秀的飛機設(shè)計師們！一起來看一下。

機艙高度表/壓差指示器

借用藝不壓身馬教員常講的“優(yōu)秀的飛機設(shè)計能夠給人邏輯的美感”，這種優(yōu)秀設(shè)計能讓機組非常直觀的監(jiān)控自動增壓系統(tǒng)的工作情況。仔細(xì)觀察座艙高度表可以看到表盤的刻度不是等比例標(biāo)注的，高度越高數(shù)字排列越緊密，和前面 PSI曲線圖縱坐標(biāo)高度排列方式類似，同時飛機設(shè)計師把座艙高度指示和壓差指示放在了一起。那么這種設(shè)計僅僅是巧合和節(jié)省空間嗎？某日航班中監(jiān)控增壓儀表時突然有了個想法，趕緊把手冊里標(biāo)準(zhǔn)的示意圖裁下來畫了如下三條線。

左側(cè)的箭頭對應(yīng)巡航方式下的三個壓差限制，通過表盤中心后對應(yīng)右側(cè)三個不同的座艙高度。

那么這三個特殊的座艙高度應(yīng)該對應(yīng)哪些所選 FLT ALT 呢？從前文計算整理出的表格我們可以很容易得出答案：

FL280/320/390這三個高度層巡航時，兩條指針位置剛好是一條直線。

下面是幾個典型巡航高度下機艙高度表/壓差指示器的指示情況也證實了計算結(jié)果。（沒有11900M）

根據(jù)這一儀表設(shè)計結(jié)合自動控制器的邏輯可以總結(jié)出，巡航方式下（未受所選 LAND ALT 影響時）：

• FL280及以下：FL280兩個指針成一直線，所選的FLT ALT 越低時，巡航壓差保持7.45PSI 不變，座艙高度向低高度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)到略低于所選的LAND ALT 時巡航壓差變小。

• FL280至FL370：FL320兩個指針是條直線，F(xiàn)L320是280和370的中間高度層（嚴(yán)格平均值是325）。其它幾個高度層巡航壓差保持7.8PSI 不變，座艙高度在4700FT至7950FT變化，對應(yīng)的指針剛好在8.35和7.45的對角線附近（5000至7400），所選的FLT ALT 越是接近FL320，兩個指針越趨近直線。

• FL370以上：FL390附近是條直線，F(xiàn)L390也是370和升限410的中間高度層。 其它高度層巡航壓差保持8.35PSI不變，座艙高度指針在7000和8000之間變化。變化范圍很小，可以近似認(rèn)為FL370以上都是條直線。

當(dāng)然，實際航班中的壓差指示會有少量的偏差，主要有三個方面：

• 儀表裝配不精確，典型的是部分老舊飛機在地面上未增壓時，壓差指示器沒有指零。（地面上座艙高度表的指示與機場標(biāo)高的不同大部分是由于實際大氣壓力與ISA的偏離造成的，并不一定是儀表問題。）

• 實際大氣壓與ISA的偏差較大時，根據(jù)系統(tǒng)的邏輯，巡航方式下目標(biāo)座艙高度不會受影響，但由于外界實際氣壓的不同，儀表指示壓差會略有不同。

• 飛機實際高度的偏離（偏離邏輯見文首 FCOM截圖 ）。一種偏離是大陸空域特有的，以巡航高度9800M為例，F(xiàn)LT ALT 預(yù)調(diào)320，飛機實際飛行高度為FL321向上偏離100FT，巡航方式下座艙高度保持6000FT不影響，但壓差的指示會比飛FL320時略大。同樣的邏輯，為了獲得更低的座艙高度，在11000M巡航時FLT ALT調(diào)375 ，飛機實際高度為FL361向下偏離1400FT，巡航方式座艙高度保持6830FT不影響，但壓差的指示會比飛FL375時略小，詳見上圖。（此時設(shè)置FLT ALT 為340 也可以得到基本一樣的座艙高度和壓差指示，為了避免超出最大壓差限制，不建議這樣操作。）

因此也可以知道，有些情況單純通過壓差指示器來判斷自動增壓是否進入巡航方式可能不準(zhǔn)確。

熟悉了儀表顯示特點，我們起飛前根據(jù)飛行計劃預(yù)調(diào)增壓面板后，就可以知道自動控制器進入巡航方式時艙高度表/壓差指示器指針大致的位置。結(jié)合起飛和落地機場的標(biāo)高，也可以知道飛機爬升或者下降時兩個指針應(yīng)該如何變化了。

場壓機場的自動工作方式

簡單分析一下場壓機場的自動增壓控制，以公司目前運行的鄭州-庫爾勒航班為例，庫爾勒機場的標(biāo)高為3039FT，根據(jù)程序的要求如果在庫爾勒機場：

• 使用QNH落地時LAND ALT應(yīng)預(yù)調(diào)3000
• 使用QFE落地時LAND ALT應(yīng)預(yù)調(diào)0

兩種運行程序都能保證飛機在自動增壓控制下以略低于3039FT的座艙高度著陸，但是下降過程中座艙高度的變化略有不同，那么場壓落地時自動控制器如何識別的呢？

FCOM中有如下描述：

控制系統(tǒng)示意圖：

由以上信息可知FLT ALT 和 LAND ALT窗的設(shè)定值都是經(jīng)過高度表調(diào)定值修正的。

那么我們執(zhí)行鄭州-庫爾勒航班，計劃巡航高度9800M，庫爾勒運行場壓時，起飛前根據(jù)補充程序設(shè)置增壓面板。

在飛機從巡航方式下降剛開始進入下降方式時，自動增壓控制系統(tǒng)開始給機艙充氣增壓，使座艙高度從標(biāo)準(zhǔn)氣壓6000FT成比例下降至略低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓0FT，在高度表調(diào)定值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的場壓時，自動增壓系統(tǒng)的目標(biāo)座艙高度由原來略低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓0FT調(diào)整為略低于場壓0FT（即修正海壓的機場標(biāo)高3039FT）。

在切換場壓那一刻，如果座艙高度已經(jīng)下降低于修正海壓的3039FT很多，切換場壓后機艙爬升率指示器由下降轉(zhuǎn)為爬升直至座艙高度略低于修正海壓3039FT。反之，繼續(xù)下降至略低于修正海壓3039FT后不再變化。

實際運行中，該航班由P138方向進場，飛機下降至約標(biāo)準(zhǔn)氣壓4200M時管制員指令場壓高度，此時座艙高度已經(jīng)增壓下降至標(biāo)壓2500FT左右，進行高度表轉(zhuǎn)換后（實測為機長側(cè)高度表轉(zhuǎn)換），座艙高度爬升至略低于修正海壓3000FT。

注意這里的高度表切換是指EFIS面板氣壓標(biāo)準(zhǔn)電門的切換，CDU里進近頁面選不選QFE沒有影響。

如果場壓落地 LAND ALT 忘記調(diào) 0 而習(xí)慣性調(diào)了3000會怎么樣呢？理解了上面的內(nèi)容就不難分析了吧，這種情況負(fù)壓差釋放活門就要派上用場了。

最后留個小問題，座艙高度表指示的壓力高度受不受高度表調(diào)定值控制？它指示的是什么基準(zhǔn)的高度？

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三月份就計劃要整理這份總結(jié)，各種原因一直拖延到現(xiàn)在。從小就頭疼寫作文，絞盡腦汁拼湊了幾千字，希望詞能達意。感謝MF周創(chuàng)教員協(xié)助航班觀察驗證并對本文提出寶貴建議。

（特此聲明：本文代表作者觀點，僅供探討）

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