战斗机上有空调么？
你这个问题问得挺实在的！很多人可能觉得战斗机在天上飞，速度那么快，还能承受那么高的G力，肯定不需要空调这种“舒适性”装备。但实际上，大部分现代战斗机是配备了空调系统的，而且这个系统比我们平时开的车上的空调还要复杂和重要得多。
咱们这就好好聊聊，为什么战斗机需要空调，它又是怎么工作的，还有它跟咱家汽车空调有啥不一样。
为什么战斗机需要“空调”？
首先，得打破一个误解：战斗机上的“空调”并不是为了让飞行员感觉凉爽、舒适才设计的，虽然这确实是个附带的好处。它的主要作用，是维持飞行员和关键航电设备在一个可控、适宜的温度范围内工作。
1. 飞行员的生理需求： 咱们人体的核心温度大概在37摄氏度左右，一旦超出这个范围太多，就会出现问题。
过热： 在地面，发动机运转、电子设备工作、阳光暴晒，机舱内部温度很容易飙升，尤其是在炎热的南方或者沙漠地区。过高的温度会让飞行员感到疲劳、注意力不集中、反应迟钝，甚至可能引发中暑。在高速飞行时，身体承受巨大的G力，如果再伴随体温升高，对飞行员的身体负担会是致命的。
过冷： 到了高空，气温会急剧下降，即使是夏天，几千米甚至上万米的高空，温度可能零下几十度。没有隔热和制冷措施，飞行员会迅速失温，手指僵硬，影响操作。
湿度控制： 除了温度，湿度也很关键。太干燥容易引起喉咙不适，太潮湿可能影响电子设备。
2. 航电设备的“脾气”： 现代战斗机上集成了大量先进的电子设备，比如雷达、计算机、通信系统、导航系统等等。这些设备在工作时会产生大量的热量。就像你的电脑长时间运行会发烫一样，这些高性能的电子元件如果得不到有效的散热，温度过高会导致性能下降，甚至烧毁。所以，给它们降温，保证稳定工作，至关重要。
3. 座舱内的空气流通： 除了温度，座舱内的空气质量和流通也很重要。长时间在密闭空间里，氧气消耗，二氧化碳积累，都需要新鲜空气的补充和循环。
战斗机上的“空调”是怎么工作的？
战斗机的“空调”系统，在军事上通常被称为“环境控制系统”（Environmental Control System, ECS），它比我们常见的空调要复杂得多，而且通常不直接使用氟利昂（我们汽车空调常用的制冷剂）。
ECS的主要组成部分和工作原理大致是这样的：
1. 热量来源： 战斗机的ECS主要依靠从发动机“吸取”一部分高温高压的空气来作为冷源。听起来有点奇怪，用热的东西来制冷？别急，这是一种叫做“涡轮膨压式空气循环”（Air Cycle Machine, ACM）的技术，非常高效。
2. 空气循环系统（Air Cycle Machine, ACM）：
压缩： 发动机的一部分高温高压空气被引导进入ACM。
冷却： 这些空气首先通过一个“中冷器”（Intercooler）进行预冷却，中冷器又通过外部空气（飞机高速飞行时迎面而来的空气）来散热。
膨胀： 冷却后的空气进入一个“膨胀涡轮”（Expansion Turbine）。当高压空气通过涡轮时，它会推动涡轮高速旋转，同时因为膨胀做功，空气的温度会急剧下降。这和我们在喷雾罐子使用时感觉到的冰冷原理类似。
换热： 膨胀后的冷空气会被送入座舱，同时它会流过一个“空气空气热交换器”（AirtoAir Heat Exchanger），这个热交换器会把座舱内需要排出的热空气中的热量带走。
再循环/排放： 经过冷却的空气被送入座舱，一部分是新鲜空气，一部分可能是经过过滤和循环处理的。
3. 制冷剂循环（非常规）： 尽管ACM是主要冷却方式，但对于某些关键电子设备，或者在非常极端的环境下，可能会辅以“闭式制冷循环”（Closedloop Refrigerant Cycle），这更接近我们汽车空调的原理，使用专门的制冷剂进行冷却，但这种系统通常更复杂，也需要额外的动力。
4. 空气分配和控制： ECS会根据飞行员的指令、座舱内外的温度传感器、以及各电子设备的热量监测，智能地调节进入座舱的冷空气量、空气的温度和湿度，以及空气的流通速度。
跟汽车空调的区别：
动力来源： 汽车空调主要依靠发动机曲轴输出的机械动力，或者电动车的电动机。战斗机ECS则主要利用发动机产生的“压气机引气”（Bleed Air），这是一种能源的二次利用，效率更高。
制冷原理： 汽车空调大部分是基于蒸汽压缩循环，使用制冷剂。战斗机ECS主要采用空气循环原理，对空气本身进行压缩、膨胀来降温，虽然也会有辅以制冷剂的情况，但核心是利用空气作为介质。
复杂度和性能： 战斗机ECS的设计目标是提供远超汽车空调的稳定性和在极端环境下的可靠性。它的控制精度、功率和适应性都要高得多。
多功能性： 战斗机ECS不仅仅是制冷，还包括增压（防止高空低压，保证座舱有足够的压力）、空气过滤（防止烟雾、化学物质进入）、除霜等功能，是整体座舱环境控制的一部分。
总结一下：
所以，你的问题“战斗机上有空调吗？”的答案是“有”，而且这个“空调”系统非常关键，它叫做环境控制系统，用一种更高级、更强悍的方式来给飞行员和设备“降温”。这玩意儿可不是为了舒服，而是为了让那些在天上搏命的战士和价值连城的装备，能够安全、稳定、高效地运作。
下次看到战斗机呼啸而过，想想它内部那个复杂精密的“空调”系统，你可能会对它有更深的认识。
咱们这就好好聊聊，为什么战斗机需要空调，它又是怎么工作的，还有它跟咱家汽车空调有啥不一样。
为什么战斗机需要“空调”？
首先，得打破一个误解：战斗机上的“空调”并不是为了让飞行员感觉凉爽、舒适才设计的，虽然这确实是个附带的好处。它的主要作用，是维持飞行员和关键航电设备在一个可控、适宜的温度范围内工作。
1. 飞行员的生理需求： 咱们人体的核心温度大概在37摄氏度左右，一旦超出这个范围太多，就会出现问题。
过热： 在地面，发动机运转、电子设备工作、阳光暴晒，机舱内部温度很容易飙升，尤其是在炎热的南方或者沙漠地区。过高的温度会让飞行员感到疲劳、注意力不集中、反应迟钝，甚至可能引发中暑。在高速飞行时，身体承受巨大的G力，如果再伴随体温升高，对飞行员的身体负担会是致命的。
过冷： 到了高空，气温会急剧下降，即使是夏天，几千米甚至上万米的高空，温度可能零下几十度。没有隔热和制冷措施，飞行员会迅速失温，手指僵硬，影响操作。
湿度控制： 除了温度，湿度也很关键。太干燥容易引起喉咙不适，太潮湿可能影响电子设备。
2. 航电设备的“脾气”： 现代战斗机上集成了大量先进的电子设备，比如雷达、计算机、通信系统、导航系统等等。这些设备在工作时会产生大量的热量。就像你的电脑长时间运行会发烫一样，这些高性能的电子元件如果得不到有效的散热，温度过高会导致性能下降，甚至烧毁。所以，给它们降温，保证稳定工作，至关重要。
3. 座舱内的空气流通： 除了温度，座舱内的空气质量和流通也很重要。长时间在密闭空间里，氧气消耗，二氧化碳积累，都需要新鲜空气的补充和循环。
战斗机上的“空调”是怎么工作的？
战斗机的“空调”系统，在军事上通常被称为“环境控制系统”（Environmental Control System, ECS），它比我们常见的空调要复杂得多，而且通常不直接使用氟利昂（我们汽车空调常用的制冷剂）。
ECS的主要组成部分和工作原理大致是这样的：
1. 热量来源： 战斗机的ECS主要依靠从发动机“吸取”一部分高温高压的空气来作为冷源。听起来有点奇怪，用热的东西来制冷？别急，这是一种叫做“涡轮膨压式空气循环”（Air Cycle Machine, ACM）的技术，非常高效。
2. 空气循环系统（Air Cycle Machine, ACM）：
压缩： 发动机的一部分高温高压空气被引导进入ACM。
冷却： 这些空气首先通过一个“中冷器”（Intercooler）进行预冷却，中冷器又通过外部空气（飞机高速飞行时迎面而来的空气）来散热。
膨胀： 冷却后的空气进入一个“膨胀涡轮”（Expansion Turbine）。当高压空气通过涡轮时，它会推动涡轮高速旋转，同时因为膨胀做功，空气的温度会急剧下降。这和我们在喷雾罐子使用时感觉到的冰冷原理类似。
换热： 膨胀后的冷空气会被送入座舱，同时它会流过一个“空气空气热交换器”（AirtoAir Heat Exchanger），这个热交换器会把座舱内需要排出的热空气中的热量带走。
再循环/排放： 经过冷却的空气被送入座舱，一部分是新鲜空气，一部分可能是经过过滤和循环处理的。
3. 制冷剂循环（非常规）： 尽管ACM是主要冷却方式，但对于某些关键电子设备，或者在非常极端的环境下，可能会辅以“闭式制冷循环”（Closedloop Refrigerant Cycle），这更接近我们汽车空调的原理，使用专门的制冷剂进行冷却，但这种系统通常更复杂，也需要额外的动力。
4. 空气分配和控制： ECS会根据飞行员的指令、座舱内外的温度传感器、以及各电子设备的热量监测，智能地调节进入座舱的冷空气量、空气的温度和湿度，以及空气的流通速度。
跟汽车空调的区别：
动力来源： 汽车空调主要依靠发动机曲轴输出的机械动力，或者电动车的电动机。战斗机ECS则主要利用发动机产生的“压气机引气”（Bleed Air），这是一种能源的二次利用，效率更高。
制冷原理： 汽车空调大部分是基于蒸汽压缩循环，使用制冷剂。战斗机ECS主要采用空气循环原理，对空气本身进行压缩、膨胀来降温，虽然也会有辅以制冷剂的情况，但核心是利用空气作为介质。
复杂度和性能： 战斗机ECS的设计目标是提供远超汽车空调的稳定性和在极端环境下的可靠性。它的控制精度、功率和适应性都要高得多。
多功能性： 战斗机ECS不仅仅是制冷，还包括增压（防止高空低压，保证座舱有足够的压力）、空气过滤（防止烟雾、化学物质进入）、除霜等功能，是整体座舱环境控制的一部分。
总结一下：
所以，你的问题“战斗机上有空调吗？”的答案是“有”，而且这个“空调”系统非常关键，它叫做环境控制系统，用一种更高级、更强悍的方式来给飞行员和设备“降温”。这玩意儿可不是为了舒服，而是为了让那些在天上搏命的战士和价值连城的装备，能够安全、稳定、高效地运作。
下次看到战斗机呼啸而过，想想它内部那个复杂精密的“空调”系统，你可能会对它有更深的认识。
网友意见
刚从莫斯科航展回来、摸过F-16/Su-30、和Su-47/Su-57/Mig-35热情合影过的空调老司机来回答。
战斗机是有“空调”的，并且目的是制冷，虽然高空气温非常低。
对于战斗机TMS很熟悉的朋友可以忽略后文。
- 为什么气温-60°还需要制冷？
对于战斗机而言，环境冷空气确实是冷源之一。
但高空大气密度低、飞机表面附面层（可自行google流体力学入门知识）摩擦剧烈，限制了对流换热的散热热流。
同时，现代飞机结构复合材料广泛应用，导热性能差，限制了机身向环境的散热。
因此，虽然飞机处于低温大气环境中，但通过表面向外部空气的散热非常有限。
- 热量哪来的？
家里制冷的需求来源于室外环境太热，飞机则完全不一样，是因为里边太热。
战斗机的主要热源是任务系统和武器系统。
比如一台有源相控阵雷达的散热就有好几千瓦，家用空调对着它吹都冷却不过来。
现代飞机任务系统飞速发展，使劲往里装各种航电设备，功率大得吓人。
更别说以后包括激光武器在内的定向能武器系统，功率和散热量都可能达到兆瓦级。
- 热量都去哪了？
战斗机的最终热沉有2个：燃油和冲压空气。
燃油是现代战斗机的良好热沉，通过各类介质把热量交换给燃油，燃油温度升高也有利于燃烧。
问题在于燃油温度不能太高，否则不稳定；同时换热能力与燃油量有关。
所以战斗机起飞带多少油，不光看需要飞多远，还要看任务载荷对热沉的需求。
冲压空气换热效果虽然不大好，但也还得用。一般通过冲压空气开口引进来，过散热器实现冷却。
- 和家用空调一样需要加氟吗？
战斗机的空调系统，确切讲叫做环境控制系统/热管理系统，原理比较多样，和家用空调不完全相同。
家用空调基于蒸发制冷循环，采用R22等相变工质、通过压缩机驱动，实现相变换热。简单点就是在屋子里从液变成气，吸热、屋子里就凉快了，气体去外机，通过压缩机压成液，重复循环。
对于客机而言，都是采用空气压缩制冷循环，不需要相变，而是从发动机压气机引出气体、通过涡轮（Turbine，透平）获得低温，再通过空气混合调节温度，送到机舱里。你座位上那个可以扭的空调出风口就是从ECS里来的冷气，飞行员那也是，一般新风给人，客舱出去的风再送设备舱等。
而战斗机比较复杂，老式战斗机类似客机，直接用涡轮空气制冷，但缺点在于从发动机引气会影响性能，而现代飞机热载荷特别大，满足不了需求。所以在F-22/35等先进战斗机上采用了复合式制冷方式，采用相变回路+单向回路+冲压空气换热等多种方式，满足制冷需求。
对于战斗机，当然驾驶舱需要ECS供气，还有一点就是机头和舱内往往有大量设备需要散热，这是主要热源，光靠吹风是不够的，需要上述多种手段。
军机热管理是一个非常有意思的事情，在下一代军机上会极大影响任务能力、武器性能乃至整体作战效能，美国开展了很多深度研究，我国也在迎头跟上。
需要国家多给funding让我们来搞。
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