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中學背單詞，曾經專門去找一些奇怪的3字母單詞，比如什么boa、eel、mog、ram、yak…… 我記得它們都是動物的名字（蟒蛇、鰻魚、貓、公綿羊、牦牛……） 多年以后，在略有些沉悶的機型課上，看著書上的RAM AIR，我眼前浮現出的公羊（ram）同學突然“略”地吐出舌頭舔了舔空氣（air），于是我噴了一紙的紅牛，據回憶后邊的半節課氛圍還蠻活躍……
根據牛津詞典，ram在動物界指的是a male sheep（公綿羊）；有些別的詞典還煞有其事地描述說它是uncastrated adult male sheep（沒有被去勢的成年公綿羊）；這種認真勁兒，類似于把man 從 a male human 解釋成 uncastrated adult male human。
被動物世界帶歪了的我，后來一直沒明白RAM AIR 和公羊到底有什么關系，直到查明ram原來有動詞用法（意思是“沖擊”），我的腦子里還是冒出了“進擊的公羊”的畫面（imaging a ram ram into sth.），這也導致我的機型知識很有奇幻色彩。 01 客艙的正常冷卻 正常情況下，在高空中，客艙空氣來自于外界稀薄的大氣，發動機既是空氣的入口，也是空氣的壓縮機。
日常生活中，我們見過一種叫做“打氣筒”的手動版“壓縮機”，一番操作以后，打氣筒摸起來有些燙手。而發動機里的壓縮機，對稀薄的冷空氣進行處理以后，使它達到五六百度以上也不足為奇，即便是發動機自帶了稱為“預冷器”的冷卻裝置，當這些空氣剛剛從側面（而不是后面）離開發動機、被作為“引氣”交給飛機的其他系統時，溫度也仍然在200 ℃左右。 下面這篇短文介紹了引氣的3個比較“高”的特點。
引氣：發動機“泵”出的“3高”氣體 在技術上，預冷器似乎有可能被設計得更加厲害，使引氣的溫度更低，朝著把發動機和空調合二為一的方向努力進化。畢竟，維修工程師們也沒少處理過“引氣溫度過低”的故障。
但是，鋁合金材質的大翼前緣在高空需要150 ℃以上的熱空氣來防冰。再綜合其他眾多因素，由發動機就近為大翼前緣輸出200 ℃的熱引氣，而把空調獨立出去作為專用于客艙的冷卻系統，這樣一個方案就成為了主流客機的選擇。 關于大翼前緣防冰，可以讀讀這個故事。
大翼前緣大脾氣：怕冷怕熱愛挑剔 因此，也就不難想明白為什么空調的主要工作部件被安排在了發動機和客艙之間。事實上，空調組件（PACK，pneumatic air cycle kit）通常位于機腹區域主輪艙的前方，左右各有一套，相互獨立。
在冬季的高空，外界溫度可以低至-50 ℃。當乘客們感受到了20℃的溫暖空氣，自然而然就會想到：飛機的空調系統真厲害，能把空氣“加熱”得這么的暖！但真實的情況是：飛機的空調系統只能制冷，不能制暖！ 空氣實際上經歷了從溫度-50 ℃到500 ℃，再到200 ℃，再到20 ℃的三段旅程。第一段由壓縮機完成，第二段由預冷器完成，第三段則由空調組件完成；因此空調組件只是一個冷卻裝置。為了把200 ℃的熱引氣冷卻到20℃，空調系統內部有令學生們頭疼的復雜設計。 想要感受那種頭疼的減量體驗版，可以看看這篇。我做了一些通俗化處理，因此應該不那么難懂。
ACM：飛機空調的動力裝置 但是無論設計得多么復雜，它最終都要遵循這樣的簡單常識：物體的多余熱量必須被外界帶走，才能冷卻下來。也就是說，熱引氣里有一些我們不想要的“廢熱”，必須被帶走。那么如何帶走？ 當我們揚起雙翅，迎面吹來了涼爽的風。在空中，極為涼爽的風，猶如公羊發起的沖擊，以等同于飛機的極高速度進入“沖壓空氣管道”，先后兩次經過不同的“熱交換器”，以極高的效率帶走熱引氣中的廢熱，甚至能讓空調組件出口的溫度降低到零度以下。為了修正這超過200 ℃跌幅的過度冷卻，組件甚至不得不通過專門的直達管道引入未經冷卻的原始引氣，和過冷的空氣混合之后，回到了人體感到舒適的范圍，這才敢送往客艙。
熱引氣的使命，是成為空調空氣；而沖壓空氣的任務，是帶走熱引氣中的廢熱。兩者必須接觸，卻不可以結合，就像被施加了辦公室戀情的禁令。在沖壓空氣管道里，熱量顯然是單方向傳遞的，盡管這一過程被叫做“熱交換”。沖壓空氣在完成這種所謂的“交換”之后，就完全失去了利用價值，不得不帶著廢熱匆匆離開。在地面，你能在“沖壓空氣出口”體會到它煩躁的心情：溫暖以至燙手、吵鬧以至刺耳。
當你轉身要離開這個也許引發了某些回憶的區域，冷靜下來想一想，在地面并沒有“涼爽的風”，這時沖壓空氣從哪兒來？答案就是ACM（Air Cycle Machine，空氣循環機），它是一個“三位一體”的動力裝置。它和發動機是一個家族的熱力學機械，都有壓縮機、渦輪和風扇。壓縮機和渦輪接觸熱引氣，而風扇部分暴露在沖壓空氣管道內部。當使用“地面空調”來冷卻客艙，或者僅僅只是關閉了飛機自身的空調時，整個空調組件，包括ACM在內的所有部件都停止工作，這時候你把手機伸進沖壓空氣出口，可以拍攝到ACM的風扇。
當高速的熱引氣沖擊渦輪，渦輪就帶動了同在一根軸上的風扇，因此在地面時，靜止的外界空氣被強制驅動，同樣能在管道里產生高速氣流。摘除手套之后，你可以把手放在入口處感受一下氣流有多快，不必擔心，這里是冷空氣；但是在出口處必須保持距離，小心燙傷。 下面這篇有點兒長，可以只看05部分，也許有助于理解渦輪和風扇的關系。
頭痛何以醫腳：代碼TCV，故障ACM 02 客艙的緊急增壓 下圖展示了接入“地面空調”的情形，接口也叫低壓空氣接口（LP air connector）。請注意，使用“地面空調”和在地面使用“飛機的空調”是兩回事！地面空調是飛機自身空調的替代品，因此從地面空調進入飛機的空氣，與組件出口的空氣一樣，也是先進入混合室（mixer unit），然后才分配到艙內的各區域。
使用地面空調，僅僅是替代了組件的溫度調制功能。然而在空中，組件還需要為客艙“增壓”，確保身處于高空的乘客不會出現“高原反應”。如果兩側的空調組件都壞了，或者空調組件的全部氣體來源（2個發動機和1個APU的引氣系統）故障了，或者引氣系統的上級（也就是發動機和APU本身）都壞了，那么可怕的“釋壓”就要發生了。設想一只泄氣的氣球，區別在于飛機這只氣球是鐵殼子做的。好在，另一個替代品此時可以發揮“緊急增壓”的作用。 下圖展示了“緊急沖壓空氣入口”（Emergency Ram Air Inlet）在空中被打開的情形。讀者剛剛看過使用地面空調的情形，在對比中會發現，在地面時這個入口是和機身完全平齊的啊，難怪一直不太知道它在哪兒。是的，這部件的附近也沒有標記和文字，隨口一問，很多老司機和老機務也反應不過來。
這個入口和地面空調接口相鄰，同樣是直達混合室的。從這里進入的沖壓空氣，孤軍奮戰，盡管低溫和稀薄，卻是十分救命的。不存在“應急沖壓空氣管道”和“應急沖壓空氣出口”；不用于熱交換，不會被立即舍棄。 但是，關于這個入口，“應急”通常只刻在飛行員心中，面板上的字只有RAM AIR。可以在任何高度打開黑色保護蓋并按入這個電門，入口都會打開，但沖壓空氣還需要克服一個“單向活門”的機械阻擋才能進入混合室。注意，入口的打開和活門的打開是兩回事，手冊里可能會用inlet flap和valve來區分它們。
因為不斷地泄氣，當艙內壓力降低到了一定水平，內外壓差（△P）小于1 psi，沖壓空氣的能量足以推開單向活門，進入客艙。在緊急增壓時，程序要求的另一個條件是下降到FL 100，這主要是考慮到增壓效果和進氣溫度。 除了用于緊急增壓，這個入口也用于排煙程序。其它應用還有客艙的緊急冷卻，我們已經知道空調系統的空氣來自于200 ℃的熱引氣，那么理論上空調故障可能導致客艙空氣達到很高的溫度。此外，在一些程序里，如起落架不正著陸程序和陸地迫降程序，也提到了它可以用于確保在地面上能夠“完全釋壓”，這時候它是外流活門的補充。 總之，從這里進入的沖壓空氣，和從來不進入客艙的、從屬于組件的那種沖壓空氣不同。它總是用于應急，但有時它又可能會和第三種沖壓空氣混淆。驅動RAT的沖壓空氣，同樣是從來不進入客艙，但也總是用于應急。 又是公羊，又是老鼠的，還真是奇幻啊……
參考資料
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