战斗机机舱里的飞行员如何应对冷热严酷环境?
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发布时间：2022-04-30 07:05
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时间：2023-10-20 21:40
首先要指出的是，战斗机没有空调的概念是不准确的。
所谓的战斗机的典型代表就是歼击机，当然也包括一些轰炸机、预警机等。现在的歼击机动辄在上万米高空飞行，座舱密闭，没有空调节系统不要说热死、冷死，就是憋也憋死了，还战斗个屁呀？
不过所谓战斗机的空调不叫空调，而是叫“战斗环境控制系统”，或“座舱环境控制系统”，简称ECS。战机的ECS也像民间空调一样，有一个从无到有的发展过程。
早期的战斗机是没有空调的。
我们在影视上看过早期战斗机的样子，飞行员的座舱根本没有座舱盖，专门带有一个战斗员，直接从机舱里往下面扔*，这就是最早的轰炸机。而最早空中格斗的歼击机，是靠坐在后座的射击员，直接用手*、步*、机*在空中对射的。这个时候的飞机都是双翼型，飞行平稳，速度较慢，没有座舱盖，因此即便有空调也没什么用。
1915年，德国研制出了装有协调器的福克E·I战机，机*固定在机身头部，可以避开螺旋桨叶片射击，子弹不会打在高速旋转的叶片上。这样飞行员就可以兼任射击手功能，后座的射击员就被取消了，飞机负荷小了，更灵活了。从此飞机由双翼走向单翼，从根本上改变了歼击机的空战方式和武器布置模式，开始走向成熟。
但这时候，战斗机依然没有座舱盖，射击时驾驶员必须探出脑袋手动在机*上操作。一战结束时，歼击机最大飞行速度达到200km/h，升限高度在6000m，重量接近1吨，发动机功率169kw，配备7.62毫米机*。比较著名的歼击机有德国福克D和E、法国Spad、英国S.E.5等。
由于这时飞机飞得较低，加上战斗和操作都需要在座舱外部进行，因此没有考虑空气调节系统，飞行员们“享受”的主要就是大自然的空气和风速，飞高了主要依靠飞行夹克保暖。
这种情况一直延续到二战。
但在二战中，战斗机发展很快，飞行高度和速度都有了很大变化，由于飞机飞得更高，速度更快，因此飞机没有座舱盖是不行了。而飞行员在这么快速度和高空，再也不能探出个脑袋来射击了，这样飞机的武器装备就进行了重大布局改革，火力也大大提升。
这时的武器都配置到了机头的下面或两侧，还配置了可以计算出前置量的陀螺光学瞄准具，飞行员在座舱里通过控制操纵杆就可以射击，武器系统也由轻机*发展到重机*，以及20mm机炮和空空火箭。
这期间，飞机已经全部变化成了金属单翼结构，起落架采用后三点收放式或有流线外壳包裹的固定式，发动机还主要采用液冷活塞螺旋桨式，歼击机最大速度达到了700km/h，飞行高度达到了11km，起飞重量达到6吨，发动机功率达到了1470kw。
这一时期著名的歼击机有美国P-51、P-47、F4U、F6F；德国Bf-109、Fw-190；日本零式、KI-43；苏联雅克-3、拉-5；英国喷火式战斗机等。
但这个时候，飞机依然没有配备空调，飞行员需要穿着厚厚的飞行夹克才能避免冻伤。要知道在1万米高空，气温可降到零下30~40℃以下，低温可以把航空服中的排尿管冻住。这时人们对保护飞行员的主要解决方案集中在飞行服的设计上，日本率先发明了电热飞行服，解决飞行员高空保暖问题；后来又发明了抗压服，美国在B-29轰炸机上率先采用了加压舱。至此飞机走向现代和成熟。
喷气式歼击机的出现，让空调进入战斗机成为必然。
二战后期，采用涡轮发动机的喷气式战斗机出现，飞行速度已经开始接近甚至突破音速，飞行高度达到15000m，武器系统已经发展到20mm以上机炮，采用雷达瞄准系统，外形开始采用掠后翼布局。
这时战斗机要求必须有越来越严格的密封舱，在这样的座舱里，没有空气调节是完全不行的，不要说解决冷暖问题，就是憋也会把人憋死。由此战斗机空调系统应运而生。
但飞机空调系统与地面空调系统的工作原理是完全不同的。地面建筑空调调节温度主要采用蒸发制冷循环原理，通过R22（氟利昂）等相变工质，通过压缩机驱动，实现相变换热。
简单的说，就是通过高压和毛细管，不断把液体相变成气相，在这个过程产生吸热排放到室外，或者从室外吸热排放到室内的过程。
而战斗机的空调叫“战斗环境控制系统”，简称ECS系统，是一套利用环境为主进行冷热交换，综合改善座舱环境的系统。简单的说就是通过将机舱外的“冷”和发动机的“热”进行一个冷热交换，实现战斗机座舱温度、湿度、气压、换气要求，让飞行员们尽量在低空高空不断转换的战斗环境，保持舒适状态。
不断提升和改进ECS系统，是各国提升战机性能的重要一环。
要知道，在如今战斗机飞行高度和速度不断提升的情况下，作为兼具飞行战斗双重职责的飞行员们，只有保持一个良好的状态，才能够具有良好的战斗力。而飞机的ECS系统如何，对飞行员生命安全和战斗力发挥至关重要。因此各国都不敢怠慢，纷纷采用最好最先进的科技手段改进这套系统。
但这是一项很复杂的技术，既要不影响飞机性能，又要能够利用好环境温度和飞机本身热量，达到一个最佳平衡是很难的。由此，各国战斗机ECS系统还是有差距的。
如*苏-27与美国F-18比较起来，F-18的ECS系统就颇占优势。如在供气量方面，F-18比苏-27座舱供气量大1/4；苏-27在高空飞行时ECS能够满足飞行员需要，但当飞行高度＜2000m时，座舱温度很高，飞行员有闷热感。很显然，苏-27的ECS系统制冷量太小，而F-18就没有这种状况。
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时间：2023-10-20 21:41
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