BR102014028182A2

BR102014028182A2 - sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar para uma aeronave, e, método para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar

Info

Publication number: BR102014028182A2
Application number: BR102014028182A
Authority: BR
Inventors: Charles J Fiterman; Daniel J Sullivan; Richard R Durbin
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-09-08
Also published as: CN104709467B; JP2015113110A; KR20150069513A; EP2886462A1; US20150166187A1; CA2869182C; EP2886462B1; CA2869182A1; BR102014028182B1; US9656755B2; CN104709467A; KR102179699B1; JP6518423B2

Abstract

sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar para uma aeronave, e, método para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar. um sistema de conjunto de mã¡quina de ciclo de ar (mca) para uma aeronave com um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada ao provido. o sistema de conjunto de mca tem uma máquina de ciclo de ar (mca) com pelo menos um compressormecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de mca. o sistema de conjunto de mca tem ainda um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da mca. o sistema de mca tem ainda uma unidade de fluxo dear de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo á mca e tem um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio. a unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraãda pela unidade de fluxo de ar de desvio para a mca para ajudar o sistema de conjunto de mca no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema deconjunto de mca.

Description

“SISTEMA DE CONJUNTO DE MÁQUINA DE CICLO DE AR PARA UMA AERONAVE, E, MÉTODO PARA MELHORAR O DESEMPENHO DE REFRIGERAÇÃO DE BAIXA PRESSÃO DE ENTRADA DE UM SISTEMA DE CONJUNTO DE MÁQUINA DE CICLO DE AR” FUNDAMENTOS 1) Campo da Descrição [0001] A descrição se refere geralmente a sistemas e métodos de condicionamento de ar para aeronaves, e mais particularmente, a sistemas e métodos para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) em um sistema de condicionamento de ar de aeronave baseado em ar sangrado. 2) Descrição da Técnica Relacionada [0002] Um típico acondicionamento de máquina de ciclo de ar de aeronave (conjunto de MCA) para um sistema de condicionamento de ar de aeronave pode incluir um ou mais trocadores de calor, um compressor e uma ou mais turbinas. Esses componentes são dimensionados para vários critérios de refrigeração e de fluxo de ar tanto sobre o solo quanto no voo. A energia para operar o conjunto de MCA pode ser obtida da diferença entre as pressões de entrada e de saída com a pressão de saída sendo definida pela exigida pressão da cabina de aeronave. Assim, quando a pressão de entrada disponível é reduzida, o potencial de desempenho do conjunto de MCA é também reduzido. [0003] Quando da operação em altitudes mais altas, a pressão de entrada disponível diminui devido à pressão de ar ambiente externa reduzida passando através da razão de pressão relativamente fixa do sistema de ar sangrado do motor da aeronave. Quando esta pressão de entrada é reduzida para os limites do desempenho de refrigeração e fluxo de ar do conjunto, o fluxo de ar pode ser reduzido para manter a desejada temperatura de saída fria ou a temperatura de saída pode ser elevada para manter o desejado fluxo de ar por derivação de algum fluxo em tomo da(s) turbina(s). Todavia, quando a energia através do conjunto de MCA é reduzida, o compressor e turbina(s) movem para fora seus pontos de projeto ótimos e podem se tomar menos eficiente, agravando ainda mais a perda de energia devido à reduzida pressão de entrada. Isto pode resultar em uma redução ainda maior no desempenho do conjunto de MCA com a redução da pressão de entrada. [0004] As recentes exigências da FAR (Regulamentação Federal da Aviação) com relação a fluxo de ar mínimo por ocupante em uma cabina de passageiros de uma aeronave complicaram a questão entre desempenho de refrigeração e fluxo de ar quando as pressões de entrada são reduzidas, pelo fato de que, se fluxo de ar deve ser reduzido, ele deve ser reduzido para usos de não ocupantes, tais como carga. Assim, os conjuntos de MCA precisam ser projetados não somente para satisfazer a redução de desempenho, mas também para satisfazer os requisitos de refrigeração de fluxo de ar nas mais baixas pressões de entrada de ar observadas em altitude. Isto pode requerer a negociação entre tamanho e peso aumentados de um conjunto mais capaz versus a colocação de limites sobre os requisitos de conjunto de MCA devidos a cargas térmicas, quantidade de ocupantes, e ou carga. [0005] Consequentemente, o que é necessário é um sistema e método melhorados para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) em um sistema de condicionamento de ar de aeronave baseado em ar sangrado, enquanto ainda mantêm o necessário fluxo de ar.

SUMÁRIO [0006] Esta necessidade de um sistema e método melhorados para aeronave é satisfeita. Como discutido na descrição detalhada abaixo, as modalidades de tais sistema e método melhorados para aeronave podem prover significantes vantagens sobre os sistemas e métodos existentes. [0007] Em uma modalidade é provido um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) para uma aeronave. O sistema de conjunto de MCA tem um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada. O sistema de conjunto de MCA compreende uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA. O sistema de conjunto de MCA compreende um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA. [0008] O sistema de MCA compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo à MCA. A unidade de fluxo de ar de desvio tem um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio. A unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de MCA no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de MCA. [0009] Em outra modalidade é provida uma aeronave compreendendo um ou mais motores de aeronave, cada motor de aeronave tendo um sistema de ar sangrado para gerar ar sangrado. A aeronave compreende uma fuselagem definindo um volume interno tendo uma cabina de aeronave e um compartimento de conjunto separado da cabina de aeronave. [00010] A aeronave compreende ainda um sistema de condicionamento de ar de aeronave posicionado no compartimento de conjunto e em comunicação fluida com a cabina de aeronave. O sistema de condicionamento de ar de aeronave compreende um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA). [00011] O sistema de conjunto de MCA compreende uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA. O sistema de conjunto de MCA compreende um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA. O sistema de conjunto de MCA compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo à MCA. A unidade de fluxo de ar de desvio tem uma válvula de turbina paralela. A unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de MCA no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de MCA. [00012] Em outra modalidade é provido um método para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA). O método compreende a etapa de instalar um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) em um sistema de condicionamento de ar de aeronave de uma aeronave. O sistema de conjunto de MCA compreende uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA. O sistema de conjunto de MCA compreende um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA. O sistema de conjunto de MCA compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio configurado para acoplamento à MCA e tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio. [00013] O método compreende a etapa de acoplar a unidade de fluxo de ar de desvio e a MCA em um trajeto de operação paralelo. O método compreende a etapa de usar a unidade de fluxo de ar de desvio para extrair energia a partir de um fluxo de ar de desvio escoando através da unidade de fluxo de ar de desvio para obter energia extraída. O método compreende a etapa de transferir a energia extraída da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA). [00014] As características, funções, e vantagens funções que foram discutidas podem ser obtidas independentemente em várias modalidades da descrição ou podem ser combinadas em ainda outras modalidades, nas quais outros detalhes podem ser vistos com referência à seguinte descrição e aos seguintes desenhos. [00015] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00016] A descrição pode ser mais bem entendida com referência à seguinte descrição detalhada, tomada em conjunção com os desenhos anexos que ilustram modalidades preferidas e de exemplo, mas que não são necessariamente desenhadas em escala, nos quais: a FIG. 1 é uma ilustração de um diagrama esquemático de uma aeronave que pode incorporar uma das modalidades de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição em um sistema de condicionamento de ar de aeronave da aeronave; a FIG. 2 é uma ilustração de um diagrama esquemático de uma modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição com uma turbina paralela para um conjunto de três rodas; a FIG. 3 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição com uma unidade de válvula de turbina paralela para um conjunto de quatro rodas; a FIG. 4 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição com uma primeira modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) para um conjunto de três rodas; a FIG. 5 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição com uma segunda modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) para um conjunto de três rodas; a FIG. 6 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição com uma terceira modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) para um conjunto de três rodas; a FIG. 7 é uma ilustração de um diagrama de blocos funcional de uma modalidade de uma aeronave mostrando um sistema de condicionamento de ar de aeronave que pode incluir uma modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) da descrição; a FIG. 8 é uma ilustração de um fluxograma mostrando uma modalidade de um método da descrição; a FIG. 9 é uma ilustração de um fluxograma de uma produção de aeronave e método de serviço; e, a FIG. 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma aeronave.

DESCRIÇÃO DETALHADA [00017] As modalidades descritas serão agora descritas mais completamente daqui em diante com referência aos desenhos anexos, nos quais algumas, mas não todas das modalidades descritas são mostradas. Mais especificamente, várias diferentes modalidades podem ser providas e não devem ser interpretadas como limitadas às modalidades descritas aqui. Pelo contrário, essas modalidades são providas de maneira que esta descrição será concisa e irá completamente transportar o escopo da descrição para aqueles especializados na técnica. [00018] Agora, com referência às FIGS., a FIG. 1 é uma ilustração de um diagrama esquemático de uma aeronave 12 que pode incorporar uma das modalidades de um sistema de acondicionamento de máquina de ciclo de ar (conjunto de MCA) 10 da descrição em um sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 da aeronave 12. O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6), discutido em detalhe abaixo, é projetado para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada. Ainda, um método 250 (ver a FIG. 8) para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 (ver as FIGS. 2 a 6) é descrito. [00019] Como mostrado na FIG. 1, a aeronave 12 tem uma fuselagem 13 definindo um volume interno 15. O volume interno 15 pode incluir uma cabina de aeronave 14, preferencialmente para passageiros ou carga, um convés de voo 16, preferencialmente para pilotos ou outros elementos da tripulação de voo, um compartimento dianteiro de componentes eletrônicos e equipamentos 18, um compartimento de carga dianteiro 20, um compartimento traseiro de carga 22, e um compartimento de carga volumosa 24. O volume interno 15 da aeronave 12 pode incluir ainda compartimentos ou áreas de carga adicionais. A cabina de aeronave 14 e convés de voo 16 são áreas pressurizadas com ar pressurizado, e o compartimento dianteiro de componentes eletrônicos e equipamentos 18, o compartimento de carga dianteiro 20, o compartimento de carga traseiro 22, e o compartimento de carga volumosa 24 podem ser opcionalmente áreas pressurizadas com ar pressurizado. [00020] A aeronave 12 compreende uma caixa de asa 28 (ver a FIG. 1), a partir da qual uma ou mais asas 30 (ver a FIG. 1) se estendem. A FIG. 1 mostra uma asa 30 se estendendo a partir da caixa de asa 28 e outra asa 30 (não mostrada) preferencialmente se estende para o exterior a partir do lado oposto da caixa de asa 28. Como mostrado na FIG. 1, a asa 30 tem um ou mais motores 32, tais como na forma de motores de turbina a gás. Cada motor 32 pode ter ura ou mais sistemas de ar sangrado 34 (ver a FIG. 1) acoplados dentro do motor 32. [00021] Como mostrado na FIG. 1, o volume interno 15 da aeronave 12 inclui ainda pelo menos um compartimento de conjunto 36. Preferencialmente, a aeronave 12 tem dois compartimentos de conjunto 36 com um compartimento de conjunto 36 posicionado embaixo de cada asa 30. Todavia, a aeronave 12 pode ter compartimentos de conjunto adicionais 36 e os compartimentos de conjunto 36 podem ser posicionados em outra área apropriada da aeronave 12. O compartimento de conjunto 36 é uma área não pressurizada com ar não pressurizado. O interior do compartimento de conjunto 36 pode se estender para o interior de uma carenagem de aeronave 38 (ver a FIG. 1), tal como uma carenagem de aeronave de asa-para-corpo, que é uma estrutura sobre a aeronave 12 posicionada abaixo da fuselagem 13 e entre as asas 30. [00022] O compartimento de conjunto 36 e a carenagem de aeronave 38 alojam o sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 (ver a FIG. 1). Como mostrado na FIG. 1, o sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 compreende uma modalidade do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 tendo uma entrada 41, uma máquina de ciclo de ar (MCA) 42, e um trocador de calor de conjunto (HX) 44. [00023] Como ainda mostrado na FIG. 1, ar sangrado 50 proveniente do sistema de sangria de ar 34 (isto é, sistema pneumático) do motor de aeronave 32 pode ser transportado através de dutos de ar sangrado 52 para um sistema de condicionamento de ar de aeronave 40, e em particular, para o sistema de conjunto de MCA 10 do sistema de condicionamento de ar de aeronave 40. Para finalidades deste pedido, "ar sangrado" significa ar externo aspirado para dentro de um motor de aeronave, tal como um motor de turbina a gás de aeronave, isto é, comprimido em um estágio de compressor do motor de aeronave e este é usado como uma fonte de energia ou potência para um sistema de condicionamento de ar de aeronave e um conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) de uma sistema de condicionamento de ar de aeronave e que pode também ser usado em outros sistemas ou componentes na aeronave. O sistema de conjunto de MCA 10 e o sistema de condicionamento de ar de aeronave 40, como mostrados nas FIGS. 2 a 6, podem ser referidos como sistemas à base de ar sangrado. [00024] Uma vez quando o ar sangrado 50 (ver a FIG. 1) é condicionado no sistema de condicionamento de ar de aeronave 40, ele pode então ser distribuído como um suprimento de ar condicionado 46 (ver a FIG. 1) através de dutos de ar 53 (ver a FIG. 1) para dentro da cabina de aeronave 14 (ver a FIG. 1) e outros volumes internos 15 (ver a FIG. 1) da aeronave 12 (ver a FIG. 1) para o controle de temperatura e umidade interior da aeronave, ventilação, e pressurização. O suprimento de ar condicionado 46 (ver a FIG. 1) pode ser descarregado para o ambiente do ambiente externo ou recirculado de volta para o sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 (ver a FIG. 1). Como mostrado na FIG. 1, a aeronave 12 compreende uma ou mais válvulas de descarga de ar 47a, 47b para permitir que o ar de descarga 48a, 48b escoe para fora da aeronave 12. O ar de descarga 48a, 48b (ver a FIG. 1) pode compreender ar de descarga de cabina e/ou outro ar de descarga a partir de outras áreas da aeronave 12 (ver a FIG. 1). [00025] Como ainda mostrado na FIG. 1, ar dinâmico 60 pode ser aspirado para dentro do sistema de conjunto de MCA 10 do sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 a partir do exterior da aeronave 12 através de um sistema de ar dinâmico 58. O ar dinâmico 60 (ver a FIG. 1) é usado para resfriar o ar sangrado 50 (ver a FIG. 1) aspirado para dentro do sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1), e por sua vez, isto pode resfriar o suprimento de ar condicionado 46 (ver a FIG. 1) para a cabina de aeronave 14 (ver a FIG. 1). Para finalidades deste pedido, "ar dinâmico" significa ar ambiente no exterior de uma aeronave, criado por movimento da aeronave propriamente dita, isto é, levado para dentro de uma aeronave através de uma entrada de ar dinâmico e usado para resfriar ar sangrado aspirado para dentro de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA), e por sua vez, pode ser usado para resfriar um suprimento de ar condicionado para uma cabina de aeronave. O ar dinâmico 60 (ver a FIG. 1) pode atuar como um dissipador de calor para o trocador de calor de conjunto (HX) 44 (ver a FIG. 1) para o sistema de ar dinâmico 58 (ver a FIG. 1). [00026] O sistema de ar dinâmico 58, como mostrado na FIG. 1, compreende uma entrada de ar dinâmico 62 e um duto de entrada de ar dinâmico 64 para aspirar ou puxar para dentro ar dinâmico 60, tal como na forma de ar de entrada dinâmico 60a (ver a FIG. 2), para dentro do sistema de conjunto de MCA 10, e em particular, para dentro de, e através de, o trocador de calor de conjunto (HX) 44. O sistema de ar dinâmico 58, como mostrado na FIG. 1, compreende um duto de saída de ar dinâmico 66 e saída de ar dinâmico 68 para o descarregamento do ar dinâmico 60, tal como na forma de ar de saída dinâmico 60b (ver a FIG. 2), para fora do sistema de conjunto de MCA 10, e em particular, para fora do trocador de calor de conjunto (HX) 44. [00027] Como ainda mostrado na FIG. 1, a aeronave 12 compreende um ou mais sistemas de controle 54 (ver as FIGS. 1, 7) operacionalmente acoplados ou conectados ao sistema de conjunto de MCA 10 para controlar e operar o sistema de conjunto de MCA 10, quando necessário. O um ou mais sistemas de controle 54 (ver a FIG. 1) podem ser posicionados no convés de voo 16 (ver a FIG. 1) ou em outro local apropriado na aeronave 12 (ver a FIG. 1). O um ou mais sistemas de controle 54 (ver a FIG. 1) podem ser usados, por exemplo, para ativar e desativar válvulas, comutadores, ventiladores, e outros vários componentes, a fim de controlar e regular, por exemplo, a quantia de fluxo de ar, a temperatura e pressão do fluxo de ar, umidade, ventilação, e outras características aplicáveis. Por exemplo, o um ou mais sistemas de controle 54 (ver a FIG. 1) podem compreender um ou mais de um sistema de controle ambiental com um sistema de controle de suprimento de ar integrado e um sistema de condicionamento de ar e controle de temperatura de cabina, um sistema de controle mecânico, um sistema de controle pneumático, um sistema de controle hidráulico, um sistema de controle elétrico, ou outro sistema de controle apropriado. [00028] O sistema de controle 54 preferencialmente compreende um ou mais controladores 56 (ver as FIGS. 1, 7). O controlador 56 (ver a FIG. 1) pode também ser posicionado no convés de voo 16 (ver a FIG. 1) ou em outro local apropriado na aeronave 12 (ver a FIG. 1). O sistema de controle 54 (ver a FIG. 1) e controlador 56 (ver a FIG. 1) podem ser acoplados ao, ou conectados ao, sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1) através de uma ou mais linhas de controle por fios (não mostradas) ou através de acoplamentos ou conexões sem fio (não mostrados). O controlador 56 (ver a FIG. 1) pode compreender um ou mais de um dispositivo de processamento de computador com software associado, um controlador de sistema de ar integrado com software associado, um controlador eletrônico digital com computador digital e software associado, um controlador eletrônico analógico com computador analógico e software associado, um controlador pneumático com circuitos lógicos de relê e controladores ou computadores lógicos programáveis, um controlador pneumático com controles lógicos de ar e controladores ou computadores lógicos programáveis, um controlador hidráulico com lógica de relê por fios e controladores ou computadores lógicos programáveis, ou outro controlador apropriado. [00029] A aeronave 12 (ver a FIG. 1) compreende um ou mais sistemas de energia 57 (ver a FIG. 7) que podem prover energia para um ou mais componentes do sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1). O um ou mais sistemas de energia 57 que acionam um ou mais componentes do sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1) podem compreender uma ou mais de energia mecânica ou de eixo, energia pneumática, energia elétrica, energia hidráulica, ou outro sistema de energia apropriado. [00030] Em uma modalidade é provido um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 (ver as FIGS. 2 a 6) para uma aeronave 12 (ver as FIGS. 2 a 6). O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 7) tem um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada 168 (ver a FIG. 7). As FIGS. 2 a 6 mostram várias modalidades de um inventivo sistema de conjunto de MCA 10, isto é, preferencialmente instalado no sistema de condicionamento de ar (AC) da aeronave 40 no compartimento de conjunto 36 (ver a FIG. 1) da aeronave 12 (ver as FIGS. 1 a 6). O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) é preferencialmente projetado para uso em um sistema de condicionamento de ar à base de ar sangrado. Em particular, o sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) é útil quando uma pressão de entrada 166 (ver a FIG. 7) do ar sangrado 50 (ver a FIG. 7) é baixa, tal como durante um modo de cruzeiro pela aeronave 12 (ver a FIG. 1). [00031] O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) pode ser instalado em uma nova aeronave que usa um sistema de condicionamento de ar à base de ar sangrado ou pode ser readaptado em uma aeronave existente que usa um sistema de condicionamento de ar à base de ar sangrado. A aplicação específica de uma modalidade do sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) sobre outra pode depender da arquitetura e tamanho da aeronave, se a aeronave for um novo projeto ou um projeto existente, ou considerações de projeto da aeronave. [00032] As FIGS. 2 a 6 mostram modalidades do sistema de conjunto de MCA 10 com a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 e o trocador de calor de conjunto (HX) 44. O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) compreende uma máquina de ciclo de ar (MCA) 42 (ver as FIGS. 2 a 6) compreendendo pelo menos um compressor 72 (ver as FIGS. 2 a 6) mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina 74 (ver as FIGS. 2 a 6) em série sobre um eixo de MCA 78a (ver as FIGS. 2 a 6). [00033] Quando usado aqui, o termo "conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA)" significa um dispositivo ou sistema que condiciona ar pressurizado destinado a ser fornecido para uma aeronave, onde o ar pressurizado é condicionado para temperatura através de um sistema de ciclo de refrigeração, e onde o ar pressurizado é condicionado para a umidade através de um sistema de controle de umidade. O sistema de conjunto de MCA 10 pode compreender outros componentes, tais como válvulas, dutos, controladores, e outros componentes conhecidos na técnica. O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6) usado nas modalidades do sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 (ver a FIG. 1) descrito aqui provê pressurização, ventilação e temperatura e controle de umidade para a aeronave 12 (ver a FIG. 1) através de toda a operação completa da aeronave, incluindo no nível do mar e no nível de cruzeiro. [00034] Em uma modalidade como mostrada na FIG. 2, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende um conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72 mecanicamente acoplado a uma turbina 74 em série sobre o eixo de MCA 78. Em outra modalidade, como mostrada na FIG. 3, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende um conjunto de quatro rodas 120 com um compressor 72, uma primeira turbina 74a, e uma segunda turbina 74b mecanicamente acopladas em série sobre o eixo de MCA 78a. [00035] O trocador de calor de conjunto (HX) 44 (ver as FIGS. 2 a 6) é preferencialmente acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor 72 (ver as FIGS. 2 a 6) da MCA 42 (ver as FIGS. 2 a 6). O trocador de calor de conjunto 44 (ver as FIGS. 2 a 6) preferencialmente compreende um trocador de calor primário (PHX) 92 (ver as FIGS. 2 a 6) e um trocador de calor secundário (SHX) 94 (ver as FIGS. 2 a 6). Trocadores de calor adicionais podem também ser usados no sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 6). [00036] O sistema de conjunto de MCA 10 (ver as FIGS. 2 a 7) compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio (BAF) 11 (ver as FIGS. 2 a 7) acoplado em um trajeto de operação paralelo 84 (ver as FIGS. 2, 3) para a MCA 42 (ver as FIGS. 2 a 3). Em uma modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2, 3) é uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia mecânico 11a (ver a FIG. 7). Em outra modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 4 a 6) é uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático 11 b (ver a FIG. 7). [00037] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) tem um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86, tal como na forma de uma válvula de turbina paralela (PTV) 86a. A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) para a MCA 42 (ver as FIGS. 2 a 7) para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 (ver as FIGS. 2 a 7) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada 167 (ver a FIG. 7), tal como uma baixa pressão de ar de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada 168 (ver a FIG. 7) do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 (ver as FIGS. 2-7). Uma baixa pressão de entrada 167 (ver a FIG. 7) na entrada 41 (ver a FIG. 1) para o sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1) pode tipicamente ser aproximadamente 206,9 kPa (30 psi (libras por polegada quadrada)) ou inferior quando a aeronave 12 (ver a FIG. 1) está em um modo de operação de cruzeiro no voo. Um tal modo de operação de cruzeiro durante o voo pode ser um cruzeiro de alta altitude tipicamente acima de 30.000 pés. Todavia, a baixa pressão de entrada 167 (ver a FIG. 7) na entrada 41 (ver a FIG. 1) pode depender do empuxo e das condições de operação da aeronave 12 (ver a FIG. 1). Uma pressão de entrada 166 (ver a FIG. 7) na entrada 41 (ver a FIG. 1) para o sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 1) pode tipicamente ser aproximadamente 344,7 kPa (50 psi) quando a aeronave 12 (ver a FIG. 1) está em um modo de operação no solo. [00038] A FIG. 2 é uma ilustração de um diagrama esquemático de uma modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, tal como na forma de um sistema de conjunto de MCA 10a, da descrição tendo uma turbina paralela 75 para um conjunto de três rodas 70. Nesta modalidade como mostrada na FIG. 2, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende o conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72 mecanicamente acoplado a uma turbina 74, tal como a primeira turbina 74a, em série sobre um eixo 78, tal como um eixo de MCA 78a. [00039] Nesta modalidade, como mostrada na FIG. 2, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 compreende uma turbina 74, tal como uma segunda turbina 74b, mecanicamente acoplada a um eixo 78, tal como um eixo de turbina 78b. Preferencialmente, a turbina 74 (ver a FIG. 2) é uma turbina paralela 75 (ver a FIG. 2).

[00040] Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) compreende um elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) conectando o eixo de turbina 78b (ver a FIG. 2) ao eixo de MCA 78a (ver a FIG. 2) para acionar a primeira turbina 74a (ver a FIG. 2) da MCA 42 (ver a FIG. 2) e a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) no trajeto de operação paralelo 84 (ver a FIG. 2). O elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) pode ser na forma de um eixo mecânico 80a (ver a FIG. 2), um eixo com engrenagem 80b (ver a FIG. 7), ou outro elemento apropriado para acionar mecanicamente a turbina 74 (ver a FIG. 2), tal como na forma da primeira turbina 74a (ver a FIG. 2), da MCA 42 (ver a FIG. 2) e a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2). O elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) provê um meio para transferir energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) para o compressor 72 (ver a FIG. 2) da MCA 42 (ver a FIG. 2). O elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) provê um meio para acionar a primeira turbina 74a (ver a FIG. 2) e a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) para permitir o desvio de energia ou potência. Como mostrado na FIG. 2, uma primeira extremidade 82a do elemento de acionamento mecânico 80 é conectada ao eixo de turbina 78b, e uma segunda extremidade 82b do elemento de acionamento mecânico 80 é conectada ao eixo de MCA 78a, para acionar a turbina 74 da MCA 42 e a turbina paralela 75 da unidade de fluxo de ar de desvio 11 no trajeto de operação paralelo 84 e para transferir energia mecânica 170a a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42. [00041] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) compreende vários dutos de derivação conectivos incluindo um duto de desvio 90 (ver a FIG. 2) que desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 2) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 2) como fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 2) através da turbina paralela 75 (ver a FIG. 2). Um duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 2) pode ser acrescentado a partir da turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) para a MCA 42 e o duto de ar de saída da primeira turbina ar de saída 114a, e a PTV 86a (ver a FIG. 2) é preferencialmente acoplado ao duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 2). [00042] Nesta modalidade, preferencialmente, o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86 (ver a FIG. 2), tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a (ver a FIG. 2), é acoplado à turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) através do duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 2). A PTV 86a (ver a FIG. 2) provê um desvio de energia a partir do eixo de turbina 78b para o eixo de MCA 78a quando a PTV 86a (ver a FIG. 2) se abre para permitir que a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) opere em paralelo com a primeira turbina 74a (ver a FIG. 2). [00043] A turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) permite que o compressor 72 (ver a FIG. 2) opere em um ajuste de projeto mais eficiente. Quando mais fluxo de ar é provido pelo ar sangrado 50 (ver a FIG. 2), ele é desviado como fluxo de ar de desvio 172 para a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) e a energia extraída 170 (ver a FIG. 7) é recuperada para ser usada para operar o compressor 72 (ver a FIG. 2) ou outros componentes dentro do sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 2). [00044] Assim, a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) fornece energia ou potência adicional para o compressor 72 (ver a FIG. 2) ou outros componentes dentro do sistema de conjunto de MCA 10 (ver a FIG. 2), e quando o compressor 72 (ver a FIG. 2) obtém um aumento em energia ou potência sobre e acima daquela que ele tem normalmente, o compressor 72 (ver a FIG. 2) pode impulsionar ou aspirar mais fluxo de ar a partir do ar sangrado 50 (ver a FIG. 2) que vem de um motor de aeronave 32 (ver a FIG. 2) e na mesma pressão de entrada 166 (ver a FIG. 7). Por fazer passar o fluxo de ar de desvio 172 através da turbina paralela 75 (ver a FIG. 2), energia ou potência adicional pode ser levada de volta para a MCA 42 (ver a FIG. 2) ou outros componentes no sistema de conjunto de MCA 10, assim, permitindo que o sistema de conjunto de MCA 10 tenha uma eficiência aumentada e um desempenho de refrigeração aumentado. [00045] A FIG. 2 mostra o ar sangrado 50 a partir do sistema de sangria de ar 34 no motor de aeronave 32 escoando através do duto de ar sangrado 52 para dentro do trocador de calor primário 92 do trocador de calor de conjunto 44. Como ainda mostrado na FIG. 2, ar de saída 96 escoa através do duto 98 para o compressor 72 da MCA 42. O ar de saída 96 (ver a FIG. 2) é comprimido no compressor 72 (ver a FIG. 2) e é descarregado como ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 2) através do duto 102. Como ainda mostrado na FIG. 2, o ar de saída de compressor 100 fica resfriado no trocador de calor secundário 94 pelo ar de entrada dinâmico 60a escoando para dentro do trocador de calor secundário 94 e escoando para fora como ar de saída dinâmico 60b que pode ser opcionalmente motivado ainda por um ventilador 76. [00046] A FIG. 2 mostra ainda o ar de saída de compressor resfriado 100a escoando através dos dutos 104a, 104b, 104c através do sistema de separação de água 106 compreendendo um trocador de calor de condensador 108 e um coletor de água 110 e descarregado como ar de entrada de primeira turbina 112a, que é expandido através da primeira turbina 74a e descarregado como ar de saída de primeira turbina 114a para obter o suprimento de ar condicionado 46 que escoa através do duto de ar 53 para a cabina de aeronave 14. [00047] A FIG. 3 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, tal como na forma de um sistema de conjunto de MCA 10b, da descrição com uma unidade de válvula de turbina paralela 118 para um conjunto de quatro rodas 120. Nesta modalidade, como mostrada na FIG. 3, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende o conjunto de quatro rodas 120 com um compressor 72, e duas turbinas 74, tais como na forma de uma primeira turbina 74a e uma segunda turbina 74b, mecanicamente acopladas em série sobre o eixo de MCA 78a. [00048] Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 3), tal como na forma de unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia mecânica de derivação 11a (ver a FIG. 7), compreende uma unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) acoplada à MCA 42 (ver a FIG. 3). A unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) preferencialmente compreende uma válvula de desvio de compressor (CBV) 122 (ver a FIG. 3), uma válvula de isolamento (ISOV) 128 (ver a FIG. 3), uma válvula de retenção 132 (ver a FIG. 3), tal como uma válvula de retenção de conjunto de quatro rodas 132a (ver a FIG. 3), e o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86 (ver a FIG. 3), tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a (ver a FIG. 3). [00049] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 3) compreende vários dutos de derivação conectivos incluindo um duto de desvio de CBV 124 (ver a FIG. 3) o qual desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 3) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 3) como o fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 3) através da primeira turbina 74a (ver a FIG. 3). A CBV 122 (ver a FIG. 3) é preferencialmente acoplada ao duto de desvio de CBV 124. Um duto de desvio de PTV 126 (ver a FIG. 3) pode ser acrescentado, o qual desvia fluxo de ar de desvio 172 a partir da primeira turbina 74a (ver a FIG. 3) para o duto de ar 53 com a segunda turbina ar de saída 114b que se toma o suprimento de ar condicionado 46. A PTV 86a (ver a FIG. 3) é preferencialmente acoplada ao duto de desvio de PTV 126 (ver a FIG. 3). [00050] Quando a aeronave 12 alojando o sistema de conjunto de MCA 10b mostrado na FIG. 3 está em um modo de operação de cruzeiro, a ISOV 128 é aberta até a unidade de válvula de turbina paralela 118 está pronto para operarem paralelo. Com a HAV 136 (ver a FIG. 3) aberta, a ISOV 128 (ver a FIG. 3) é fechada, a CBV 122 (ver a FIG. 3) é aberta para passar fluxo de ar de desvio 172 através da primeira turbina 74a, e a PTV 86a (ver a FIG. 3) é gradualmente aberta, para evitar perda de refrigeração enquanto mantém o fluxo de ar quando a pressão de entrada diminui. A válvula de retenção 132 (ver a FIG. 3) verifica para ter certeza de que o fluxo de ar não vai para o caminho errado. A PTV 86a (ver a FIG. 3), quando aberta, efetivamente alinha a primeira turbina 74a com a segunda turbina 74b. Assim, a primeira turbina 74a (ver a FIG. 3), que não é usada quando a HAV 136 (ver a FIG. 3) está aberta, é reoperada e usada em paralelo pela unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3). Quando a CBV 122 (ver a FIG. 3) e PTV 86a (ver a FIG. 3) são abertas, a ISOV 128 (ver a FIG. 3) é fechada. [00051] A FIG. 3 mostra o ar sangrado 50 a partir do sistema de sangria de ar 34 em um motor de aeronave 32 escoando através do duto de ar sangrado 52 para dentro do trocador de calor primário 92 do trocador de calor de conjunto 44. Como ainda mostrado na FIG. 3, ar de saída 96 escoa através do duto 98 para o compressor 72 da MCA 42. O ar de saída 96 (ver a FIG. 3) é comprimido no compressor 72 (ver a FIG. 2) e é descarregado como ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 2) através do duto 102 (ver a FIG. 3). Como ainda mostrado na FIG. 3, o ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 3) fica resfriado no trocador de calor secundário 94 (ver a FIG. 3) por ar de entrada dinâmico 60a (ver a FIG. 3) escoando para dentro do trocador de calor secundário 94 (ver a FIG. 3) e escoando para fora como ar de saída dinâmico 60b (ver a FIG. 3) que pode ser opcionalmente motivado ainda por um ventilador 76 (ver a FIG. 2). [00052] A FIG. 3 mostra ainda o ar de saída de compressor resfriado 100a escoando através dos dutos 104a, 104b, 104c através do sistema de separação de água 106 compreendendo o trocador de calor de condensador 108 e o coletor de água 110 e descarregado ou como ar de entrada de primeira turbina 112a para a primeira turbina 74a ou como ar de entrada de segunda turbina 112b para a segunda turbina 74b. O ar de entrada de primeira turbina 112a (ver a FIG. 3) escoa através de um duto de ISOV 130 (ver a FIG. 3) através da ISOV 128 (ver a FIG. 3) quando a ISOV 128 (ver a FIG. 3) é aberta e a HAV 136 (ver a FIG. 3) é fechada. O ar de entrada de primeira turbina 112a (ver a FIG. 3) é expandido através da primeira turbina 74a (ver a FIG. 3) e descarregado como ar de saída de primeira turbina 114a (ver a FIG. 3) e escoa através de um duto de válvula de retenção 134 (ver a FIG. 3) através da válvula de retenção 132 (ver a FIG. 3), tal como na forma de válvula de retenção de conjunto de quatro rodas 132a (ver a FIG. 3). [00053] O ar de entrada de segunda turbina 112b (ver a FIG. 3) escoa através de um duto de HAV 138 (ver a FIG. 3) quando a ISOV 128 (ver a FIG. 3) é fechada e a HAV 136 (ver a FIG. 3) é aberta. O ar de entrada de segunda turbina 112b (ver a FIG. 3) é expandido através da segunda turbina 74b (ver a FIG. 3) e descarregado como ar de saída de segunda turbina 114b (ver a FIG. 3) para obter o suprimento de ar condicionado 46 (ver a FIG. 3) que escoa através do duto de ar 53 (ver a FIG. 3) para a cabina de aeronave 14 (ver a FIG. 3). [00054] A FIG. 4 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, tal como na forma de um sistema de conjunto de MCA 10c, da descrição com uma primeira modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) 150 para um conjunto de três rodas 70. [00055] Nesta modalidade como mostrada na FIG. 4, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende o conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72, tal como na forma de primeiro compressor 72a, mecanicamente acoplado a uma turbina 74, tal como na forma de primeira turbina 74a, em série sobre um eixo 78, tal como um eixo de MCA 78a. [00056] Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 4), tal como na forma de, unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático 11b (ver a FIG. 7), compreende uma unidade de turbocompressor (TC) 150 acoplado a um trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132, tal como uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b. A unidade de TC 150, o trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132 são todos acoplados à MCA 42. Nesta modalidade, o elemento de regulagem de fluxo 86, tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTY) 86a, é acoplado aa unidade de TC 150 através do duto de PTV 88. [00057] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 4) compreende vários dutos de derivação conectivos incluindo um duto de desvio 152 (ver a FIG. 4) que desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 4) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 4) como o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 4) através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 4). O duto de desvio de PTV 88 (ver a FTG. 4) pode ser acrescentado a partir da turbina de TC 77 (ver a FIG. 4) para a MCA 42 (ver a FIG. 4) e o duto de primeira turbina ar de saída 114a, e a PTV 86a (ver a FIG. 4) é preferencialmente acoplada ao duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 4). [00058] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 4) compreendo duto de desvio 154 (ver a FIG. 4) que desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 4) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 4) como o fluxo de ar de desvio 172b (ver a FIG. 4) através do compressor de TC 73 (ver a FIG. 4) e através de um trocador de calor de regeneração 156 através do duto 158. Um ou mais trocadores de calor de regeneração 156 podem ser acrescentados para reduzir a temperatura no compressor 72a (ver a FIG. 4) para tomar o compressor 72a mais eficiente. [00059] Nesta modalidade, que transfere energia ou potência pneumática a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42 (ver a FIG. 4), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 4) escoa através do duto de desvio 152 através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 4). Em adição, fluxo de ar de desvio 172b escoa através do duto de desvio 154 para o compressor de TC 73 e obtém um aumento de pressão quando ele escoa até o primeiro compressor 72a. O trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 4) transfere calor 162 (Q) (ver a FIG. 4), de maneira que o primeiro compressor 72a (ver a FIG. 4) obtém uma temperatura de entrada mais baixa (ver a FIG. 4) e o trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 4) também aquece o ar que vai para dentro da primeira turbina 74a (ver a FIG. 4) que a toma também mais eficiente. [00060] Nesta modalidade com a adição de uma unidade de turbocompressor 150 (ver a FIG. 4) para um conjunto de três rodas 70 (ver a FIG. 4), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 4) é puxado em um ponto 144 (ver a FIG. 4) depois do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 4). Com esta modalidade de transferência de energia pneumática (ver a FIG. 7), a PTV 86a (ver a FIG. 4) é aberta gradualmente para evitar a perda de refrigeração enquanto mantém o escoamento quando a pressão de entrada diminui. [00061] A FIG. 4 mostra o ar sangrado 50 a partir do sistema de sangria de ar 34 em um motor de aeronave 32 escoando através do duto de ar sangrado 52 para dentro do trocador de calor primário 92 do trocador de calor de conjunto 44. Como ainda mostrado na FIG. 4, ar de saída 96 escoa através do duto 98 e através de válvula de retenção 132, tal como na forma de uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b, para o compressor 72, tal como o primeiro compressor 72a, da MCA 42. O ar de saída 96 (ver a FIG. 4) é comprimido no compressor 72 (ver a FIG. 4) e é descarregado como ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 4) através do duto 102 (ver a FIG. 4). Como ainda mostrado na FIG. 4, o ar de saída de compressor 100 fica resfriado no trocador de calor secundário 94 por ar de entrada dinâmico 60a escoando para dentro do trocador de calor secundário 94 e escoando para fora como ar de saída dinâmico 60b que pode ser opcionalmente motivado ainda por um ventilador 76 (ver a FIG. 4). [00062] A FIG. 4 mostra ainda o ar de saída de compressor resfriado 100a escoando através dos dutos 104a, 104b, 104c através do sistema de separação de água 106 compreendendo um trocador de calor de condensador 108 e um coletor de água 110 e descarregado como ar de entrada de primeira turbina 112a que é expandido através da primeira turbina 74a e descarregado como ar de saída de primeira turbina 114a para obter o suprimento de ar condicionado 46 que escoa através do duto de ar 53 para a cabina de aeronave 14. [00063] A FIG. 5 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, tal como na forma de um sistema de conjunto de MCA lOd, da descrição com uma segunda modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) 150 para um conjunto de três rodas 70. [00064] Nesta modalidade como mostrada na FIG. 5, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende o conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72, tal como na forma de primeiro compressor 72a, mecanicamente acoplado a uma turbina 74, tal como na forma de primeira turbina 74a, em série sobre um eixo 78, tal como um eixo de MCA 78a. [00065] Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 5), tal como na forma de unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático 11b (ver a FIG. 7), compreende uma unidade de turbocompressor (TC) 150 acoplado a um trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132, tal como uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b. A unidade de TC 150, o trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132 são todos acoplados à MCA 42. Nesta modalidade, o elemento de regulagem de fluxo 86, tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a, é acoplado aa unidade de TC 150 através do duto de PTV 88. [00066] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 5) compreende ainda vários dutos de derivação conectivos incluindo o duto de desvio 154 (ver a FIG. 5) que desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 5) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 5) como o fluxo de ar de desvio 172b (ver a FIG. 5) através do compressor de TC 73 (ver a FIG. 5) e através do trocador de calor de regeneração 156 através do duto 158. Um ou mais trocadores de calor de regeneração 156 podem ser acrescentados para reduzir a temperatura no compressor 72a (ver a FIG. 5) para tomar o compressor 72a mais eficiente. [00067] O duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 5) pode ser acrescentado a partir da turbina de TC 77 (ver a FIG. 5) para a MCA 42 (ver a FIG. 5) e do duto de primeira turbina ar de saída 114a, e a PTV 86a (ver a FIG. 5) é preferencialmente acoplada ao duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 5). [00068] Em adição, um duto de desvio 164 (ver a FIG. 5) é acrescentado a partir do trocador de calor secundário 94 que desvia ar de saída de compressor resfriado 100a (ver a FIG. 5) a partir do trocador de calor secundário 94 (ver a FIG. 5) como o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 5) através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 5). [00069] Nesta modalidade, que transfere energia ou potência pneumática a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42 (ver a FIG. 5), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 5) escoa através do duto de desvio 164 através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 5). Em adição, fluxo de ar de desvio 172b escoa através do duto de desvio 154 para o compressor de TC 73 e obtém um aumento de pressão quando ele escoa até o primeiro compressor 72a. O trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 5) transfere calor 162 (Q) (ver a FIG. 5), de maneira que o primeiro compressor 72a (ver a FIG. 5) obtém uma temperatura de entrada mais baixa (ver a FIG. 5) e o trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 5) também aquece o ar que vai para dentro da primeira turbina 74a (ver a FIG. 5) que a toma também mais eficiente. [00070] Nesta modalidade com a adição de uma unidade de turbocompressor 150 (ver a FIG. 5) para um conjunto de três rodas 70 (ver a FIG. 5), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 5) é puxado em um ponto 146 (ver a FIG. 4) depois do trocador de calor secundário 94 (ver a FIG. 5) quando o fluxo de ar é mais frio e tem uma pressão mais baixa. Com esta modalidade de transferência de energia pneumática (ver a FIG. 7), a PTV 86a (ver a FIG. 5) é aberta gradualmente para evitar a perda de refrigeração enquanto mantém o escoamento quando a pressão de entrada diminui. [00071] A FIG. 5 mostra o ar sangrado 50 a partir do sistema de sangria de ar 34 em um motor de aeronave 32 escoando através do duto de ar sangrado 52 para dentro do trocador de calor primário 92 do trocador de calor de conjunto 44. Como ainda mostrado na FIG. 5, ar de saída 96 escoa através do duto 98 e através de válvula de retenção 132, tal como na forma de uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b, para o compressor 72, tal como o primeiro compressor 72a, da MCA 42. O ar de saída 96 (ver a FIG. 5) é comprimido no compressor 72 (ver a FIG. 5) e é descarregado como ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 5) através do duto 102 (ver a FIG. 5). Como ainda mostrado na FIG. 5, o ar de saída de compressor 100 fica resfriado no trocador de calor secundário 94 por ar de entrada dinâmico 60a escoando para dentro do trocador de calor secundário 94 e escoando para fora como ar de saída dinâmico 60b que pode ser opcionalmente motivado ainda por um ventilador 76 (ver a FIG. 5). [00072] A FIG. 5 mostra ainda o ar de saída de compressor resfriado 100a escoando através dos dutos 104a, 104b, 104c através do sistema de separação de água 106 compreendendo um trocador de calor de condensador 108 e um coletor de água 110, vai através do trocador de calor de regeneração 156, e escoa através do duto 160 e é descarregado como ar de entrada de primeira turbina 112a. O ar de entrada de primeira turbina 112a é expandido através da primeira turbina 74a e descarregado como ar de saída de primeira turbina 114a para obter o suprimento de ar condicionado 46 que escoa através do duto de ar 53 para a cabina de aeronave 14. [00073] A FIG. 6 é uma ilustração de um diagrama esquemático de outra modalidade de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, tal como na forma de um sistema de conjunto de MCA lOe, da descrição com uma terceira modalidade de uma unidade de turbocompressor (TC) 150 para um conjunto de três rodas 70. [00074] Nesta modalidade como mostrada na FIG. 6, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende o conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72, tal como na forma de primeiro compressor 72a, mecanicamente acoplado a uma turbina 74, tal como na forma de primeira turbina 74a, em série sobre um eixo 78, tal como um eixo de MCA 78a. [00075] Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 6), tal como na forma de, unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático 1 lb (ver a FIG. 7), compreende uma unidade de turbocompressor (TC) 150 acoplado a um trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132, tal como uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b. A unidade de TC 150, o trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132 são todos acoplados à MCA 42. Nesta modalidade, o elemento de regulagem de fluxo 86, tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a, é acoplado aa unidade de TC 150 através do duto de PTV 88. [00076] A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 6) compreende ainda vários dutos de derivação conectivos incluindo o duto de desvio 154 (ver a FIG. 6) que desvia ar de saída 96 (ver a FIG. 6) a partir do trocador de calor primário 92 (ver a FIG. 6) como o fluxo de ar de desvio 172b (ver a FIG. 6) através do compressor de TC 73 (ver a FIG. 6) e através do trocador de calor de regeneração 156 através do duto 158. Um ou mais trocadores de calor de regeneração 156 podem ser acrescentados para reduzir a temperatura no compressor 72a (ver a FIG. 6) para tomar o compressor 72a mais eficiente. [00077] O duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 6) pode ser acrescentado a partir da turbina de TC 77 (ver a FIG. 6) para a MCA 42 (ver a FIG. 6) e o duto de primeira turbina ar de saída 114a, e a PTV 86a (ver a FIG. 6) é preferencialmente acoplado ao duto de desvio de PTV 88 (ver a FIG. 6). [00078] Em adição, um duto de desvio 161 (ver a FIG. 6) é acrescentado depois dos trocadores de calor, incluindo o trocador de calor primário 92, o trocador de calor secundário 94, e o trocador de calor de regeneração 156, que desvia ar de entrada de primeira turbina 112a (ver a FIG. 6) a partir do sistema de separação de água 106 e trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 6) como o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 6) através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 6). [00079] Nesta modalidade, que transfere energia ou potência pneumática 170b (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42 (ver a FIG. 6), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 6) escoa através do duto de desvio 161 através da turbina de TC 77 (ver a FIG. 6). Em adição, fluxo de ar de desvio 172b escoa através do duto de desvio 154 (ver a FIG. 6) para o compressor de TC 73 (ver a FIG. 6) e obtém um aumento de pressão quando ele escoa até o primeiro compressor 72a (ver a FIG. 6). O trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 5) transfere calor 162 (Q) (ver a FIG. 6), de maneira que o primeiro compressor 72a (ver a FIG. 6) obtém uma temperatura de entrada mais baixa (ver a FIG. 6) e o trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 6) também aquece o ar que vai para dentro da primeira turbina 74a (ver a FIG. 6) que a toma também mais eficiente. [00080] Nesta modalidade com a adição de uma unidade de turbocompressor 150 (ver a FIG. 6) para um conjunto de três rodas 70 (ver a FIG. 6), o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 6) é puxado em um ponto 148 (ver a FIG. 6) depois do trocador de calor de regeneração 156 (ver a FIG. 6) quando o fluxo de ar está em sua pressão mais baixa. Com esta modalidade de transferência de energia pneumática (ver a FIG. 7), a PTV 86a (ver a FIG. 6) é aberta gradualmente para evitar a perda de refrigeração enquanto mantém o escoamento quando a pressão de entrada diminui. [00081] A FIG. 6 mostra o ar sangrado 50 a partir do sistema de sangria de ar 34 em um motor de aeronave 32 escoando através do duto de ar sangrado 52 para dentro do trocador de calor primário 92 do trocador de calor de conjunto 44. Como ainda mostrado na FIG. 6, ar de saída 96 escoa através do duto 98 e através de válvula de retenção 132, tal como na forma de uma válvula de retenção de conjunto de três rodas 132b, para o compressor 72, tal como o primeiro compressor 72a, da MCA 42. O ar de saída 96 (ver a FIG. 6) é comprimido no compressor 72 (ver a FIG. 6) e é descarregado como ar de saída de compressor 100 (ver a FIG. 6) através do duto 102 (ver a FIG. 6). Como ainda mostrado na FIG. 6, o ar de saída de compressor 100 fica resfriado no trocador de calor secundário 94 por ar de entrada dinâmico 60a escoando para dentro do trocador de calor secundário 94 e escoando para fora como ar de saída dinâmico 60b que pode ser opcionalmente motivado ainda por um ventilador 76 (ver a FIG. 6). [00082] A FIG. 6 mostra ainda o ar de saída de compressor resfriado 100a escoando através dos dutos 104a, 104b, 104c através do sistema de separação de água 106 compreendendo um trocador de calor de condensador 108 e um coletor de água 110, e escoa através do duto 160 e é descarregado como ar de entrada de primeira turbina 112a. O ar de entrada de primeira turbina 112a (ver a FIG. 6) é expandido através da primeira turbina 74a (ver a FIG. 6) e descarregado como ar de saída de primeira turbina 114a (ver a FIG. 6) para obter o suprimento de ar condicionado 46 (ver a FIG. 6) que escoa através do duto de ar 53 (ver a FIG. 6) para a cabina de aeronave 14 (ver a FIG. 6). Altemativamente, o ar de entrada de primeira turbina 112a (ver a FIG. 6) deriva a primeira turbina 74a (ver a FIG. 6) e escoa como o fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 6) através de um duto de desvio 161 (ver a FIG. 6) para a segunda turbina 74b (ver a FIG. 6), tal como na forma de TC turbina 77 (ver a FIG. 6). O fluxo de ar de desvio 172a (ver a FIG. 6) escoa através da segunda turbina 74b (ver a FIG. 6) e através da PTV 86a (ver a FIG. 6) e para a MCA 42 (ver a FIG. 6) e da primeira turbina ar de saída 114a (ver a FIG. 6) para obter o suprimento de ar condicionado 46 que escoa através do duto de ar 53 (ver a FIG. 6) para a cabina de aeronave 14 (ver a FIG. 6). [00083] Em outra modalidade é provida uma aeronave 12 tendo uma modalidade do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, discutido acima. A FIG. 7 é uma ilustração de um diagrama de blocos funcional de uma das modalidades da aeronave 12 mostrando o sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 que pode incluir uma ou mais modalidades do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10. [00084] Como mostrado na FIG. 7, a aeronave 12 compreende um ou mais motores de aeronave 32, cada motor de aeronave 32 tendo preferencialmente um sistema de sangria de ar 34 para gerar ar sangrado 50. A aeronave 12 pode compreender pelo menos uma asa 30. Todavia, a aeronave 12 pode também compreender aeronave com pás rotativas com rotores e sem asas. Como mostrado na FIG. 7, a aeronave 12 compreende uma fuselagem 13 definindo um volume interno 15 (ver a FIG. 1) tendo uma cabina de aeronave 14 e um compartimento de conjunto 36 separado da cabina de aeronave 14. Como ainda mostrado na FIG. 7, a aeronave 12 compreende um sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 posicionado no compartimento de conjunto 36 e em comunicação fluida com a cabina de aeronave 14. O sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 compreende um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10. [00085] O sistema de conjunto de MCA 10, como discutido acima, compreende uma máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreendendo pelo menos um compressor 72 mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina 74 em série sobre um eixo de MCA 78a. O sistema de conjunto de MCA 10 compreende um trocador de calor de conjunto 44 acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor 72 da MCA 42. O sistema de conjunto de MCA 10 compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) acoplado em um trajeto de operação paralelo 84 à MCA 42. A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) tem uma válvula de turbina paralela 86a. A unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) para a MCA 42 para ajudar o sistema de conjunto de MCA 10 no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada 167 (ver a FIG. 7), tal como uma baixa pressão de ar de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada 168 (ver a FIG. 7) do sistema de conjunto de MCA 10. [00086] Como discutido acima, em uma modalidade como mostrada na FIG. 2, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende um conjunto de três rodas 70 tendo um compressor 72 mecanicamente acoplado a uma turbina 74 em série sobre o eixo de MCA 78. Em outra modalidade, como mostrada na FIG. 3, a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 compreende um conjunto de quatro rodas 120 com um compressor 72, uma primeira turbina 74a, e uma segunda turbina 74b mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA 78a. [00087] Em uma modalidade como mostrada na FIG. 2, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 compreende uma turbina paralela 75 acoplada a um eixo de turbina 78b. Nesta modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 compreende um elemento de acionamento mecânico 80 conectando o eixo de turbina 78b ao eixo de MCA 78a para acionar a turbina 74 da MCA 42 e a turbina paralela 75 da unidade de fluxo de ar de desvio 11 no trajeto de operação paralelo 84 e para transferir energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42. O elemento de acionamento mecânico 80 pode compreender um eixo mecânico 80a, um eixo com engrenagem 80b, ou outro elemento apropriado para acionar mecanicamente a turbina 74 da MCA 42 e a turbina paralela 75. Nesta modalidade, preferencialmente, o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86, tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a, é acoplado à turbina paralela 75. [00088] Em outra modalidade, como mostrada na FIG. 3, a unidade de fluxo de ar de desvio 11, tal como na forma de unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia mecânica de derivação 11a, compreende uma unidade de válvula de turbina paralela 118 acoplada à MCA 42, onde a MCA 42 é um conjunto de quatro rodas 120. A unidade de válvula de turbina paralela 118 preferencialmente compreende uma válvula de desvio de compressor (CBV) 122, uma válvula de isolamento (ISOV) 128, uma válvula de retenção 132a, e a válvula de turbina paralela (PTV) 86a. A unidade de válvula de turbina paralela 118 transfere energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42, [00089] Em outra modalidade, como mostrada na FIG. 4, a unidade de fluxo de ar de desvio 11, tal como na forma de unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático 1 lb, compreende uma unidade de turbocompressor 150 acoplado a um trocador de calor de regeneração 156 e uma válvula de retenção 132b, que são todos acoplados à MCA 42. Nesta modalidade, o elemento de regulagem de fluxo 86, tal como na forma de válvula de turbina paralela (PTV) 86a, é acoplado a uma unidade de turbocompressor 150. Nesta modalidade, uma unidade de turbocompressor 150 transfere energia pneumática 170b a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 para a MCA 42. [00090] Em outra modalidade é provido um método 250 para melhorar 0 desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada 168 (ver a FIG. 7) de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10 (ver as FIGS. 1 a 7). A FIG. 8 é uma ilustração de um fluxograma mostrando uma modalidade do método 250 da descrição. [00091] Como mostrado na FIG. 8, o método 250 compreende a etapa 252 de instalar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 1 a 7) no sistema de condicionamento de ar de aeronave 40 (ver a FIG. 7) de uma aeronave (ver as FIGS. 1, 7). Como discutido em detalhe acima, o sistema de conjunto de MCA 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 1 a 7) compreende a máquina de ciclo de ar (MCA) 42 (ver as FIGS. 1 a 7) compreendendo pelo menos um compressor 72 (ver a FIG. 2 a 7) mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina 74 (ver as FIGS. 2 a 7) em série sobre um eixo de MCA 78a (ver as FIGS. 2 a 7). O sistema de conjunto de MCA 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 1 a 7) compreende um trocador de calor de conjunto (HX) 44 (ver as FIGS. 1 a 7) acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor 72 (ver a FIG. 2 a 7) da MCA 42 (ver a FIG. 1 a 7). O sistema de conjunto de MCA 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 1 a 7) compreende uma unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) configurado para acoplamento à MCA (ver a FIG. 1 a 7) e tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86 (ver as FIGS. 2 a 7). [00092] Em uma modalidade, a etapa de instalação 252 compreende instalar uma MCA 42 (ver as FIGS. 2, 4 a 6) compreendendo um conjunto de três rodas 70 (ver as FIGS. 2, 4 a 6) tendo um compressor 72 (ver as FIGS. 2, 4 a 6) mecanicamente acoplado em série a uma turbina 74 (ver as FIGS. 2, 4 a 6) sobre o eixo de MCA 78a (ver as FIGS. 2, 4 a 6). A etapa de instalação 252 pode compreender instalar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2, 4 a 6) para o conjunto de três rodas 70 (ver as FIGS. 2, 4 a 6). Em uma modalidade, a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) compreende uma turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) acoplada a um eixo de turbina 78b (ver a FIG. 2). Um elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) é preferencialmente instalado entre a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) e a MCA 42 (ver a FIG. 2). Mais preferencialmente, uma primeira extremidade 82a (ver a FIG. 2) do elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) é conectada ao eixo de turbina 78b (ver a FIG. 2), e uma segunda extremidade 82b (ver a FIG. 2) do elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) é conectada ao eixo de MCA 78a (ver a FIG. 2) para acionar a turbina 74 (ver a FIG. 2) da MCA 42 (ver a FIG. 2) e a turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) no trajeto de operação paralelo 84 (ver a FIG. 2) e para transferir energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 2) para a MCA 42(ver a FIG. 2). [00093] Em outra modalidade de instalar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 4 a 6) no conjunto de três rodas 70 (ver as FIGS. 4 a 6), a etapa de instalação 252 pode compreender instalar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 4 a 7) compreendendo uma unidade de turbocompressor (TC) 150 (ver as FIGS. 4 a 6) no conjunto de três rodas 70 (ver as FIGS. 4 a 6). A unidade de TC 150 (ver as FIGS. 4 a 6) é preferencialmente acoplado a um trocador de calor de regeneração (HX) 156 (ver as FIGS. 4 a 6) e uma válvula de retenção 132b (ver as FIGS. 4 a 6), todos acoplados à MCA 42 (ver as FIGS. 4 a 6). Ainda, o elemento de regulagem de fluxo 86 (ver as FIGS. 4 a 6) compreendendo uma válvula de turbina paralela 86a (ver as FIGS. 4 a 6) é acoplado aa unidade de TC 150 (ver as FIGS. 4 a 6). [00094] Em outra modalidade, a etapa de instalação 252 compreende instalar uma MCA 42 (ver a FIG. 3) compreendendo um conjunto de quatro rodas 70 (ver a FIG. 3) tendo um compressor 72 (ver a FIG. 3), uma primeira turbina 74a (ver a FIG. 3), e uma segunda turbina 74b (ver a FIG. 3) mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA 78a (ver a FIG. 3). Nesta modalidade, a etapa de instalação 252 compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 3) compreendendo uma unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) e acoplar a unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) à MCA 42 (ver a FIG. 3). A unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) compreende uma válvula de desvio de compressor 122 (ver a FIG. 3), uma válvula de isolamento 130 (ver a FIG. 3), uma válvula de retenção 132a (ver a FIG. 2), e o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio 86 (ver a FIG. 3) compreendendo uma válvula de turbina paralela 86a (ver a FIG. 3). A unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) transfere energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver a FIG. 3) para a MCA 42 (ver a FIG. 3). Como ainda mostrado na FIG. 3, uma válvula de alta altitude (HAV) 138 pode ser instalada. [00095] Como mostrado na FIG. 8, o método 250 compreende a etapa 254 de acoplar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) e a MCA 42 (ver as FIGS. 1 a 7) em um trajeto de operação paralelo 84 (ver as FIGS. 2 a 7). Como mostrado na FIG. 8, o método 250 compreende a etapa 256 de usar a unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) para extrair energia a partir de um fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 7) escoando através da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) para obter energia extraída 170 (ver a FIG. 7). [00096] Como mostrado na FIG. 8, o método 250 compreende a etapa 258 de transferir a energia extraída 170 (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2 a 7) para a MCA 42 (ver as FIGS. 1 a 7) para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 1 a 7) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada (ver a FIG. 7), tal como uma baixa pressão de entrada de ar, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada 168 (ver a FIG. 7) do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, lOa-lOe (ver as FIGS. 1 a 7). A etapa de transferir 258 compreende ou transferir energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 2, 3) para a MCA 42 (ver as FIGS. 2, 3), ou transferir energia pneumática 170b (ver as FIGS. 4 a 6) a partir da unidade de fluxo de ar de desvio 11 (ver as FIGS. 4 a 6) para a MCA 42 (ver as FIGS. 4 a 6). [00097] A FIG. 9 é uma ilustração de um fluxograma de uma produção de aeronave e método de serviço 300. A FIG. 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma aeronave 316. Com referência a as FIGS. 9 a 10, as modalidades da descrição podem ser descritas no contexto do método de produção e serviço de aeronave 300, como mostrado na FIG. 9, e a aeronave 316, como mostrado na FIG. 10. Durante a pré-produção, o método de produção e serviço de aeronave 300, de exemplo, pode incluir especificação e projeto 302 da aeronave 316 e aquisição de material 304. Durante a produção, a fabricação de componentes e de subunidades 306 e a integração de sistemas 308 da aeronave 316 têm lugar. Em seguida, a aeronave 316 pode passar através de certificação e fornecimento 310 a fim de ser colocada em serviço 312. Enquanto no serviço 312 por um cliente, a aeronave 316 pode ser programada para manutenção e serviço de rotina 314, que pode também incluir modificação, reconfiguração, remodelação, e outros serviços apropriados. [00098] Cada um dos processos do método de produção e serviço de aeronave 300 pode ser realizado ou executado pelo integrador de sistema, um terceirizado e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para as finalidades desta descrição, o integrador de sistema pode incluir sem limitação qualquer número de fabricantes de aeronave e subcontratados de sistema principal; um terceirizado pode incluir sem limitação qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e, um operador pode ser uma companhia aérea, companhia de leasing, organização militar, organização de serviço e outros operadores apropriados. [00099] Como mostrado na FIG. 10, a aeronave 316 produzida pelo método de produção e serviço de aeronave 300, de exemplo, pode incluir uma fuselagem 318 com uma pluralidade de sistemas de alto-nível 320 e um interior 322. Exemplos da pluralidade de sistemas de alto-nível 320 podem incluir um ou mais de um sistema de propulsão 324, um sistema elétrico 326, um sistema hidráulico 328, e um sistema ambiental 330. Qualquer número de outros sistemas pode também ser incluído. Embora um exemplo aeroespacial seja mostrado, os princípios da invenção podem ser aplicados a outras indústrias, tais como a indústria automotiva. [000100] Métodos e sistemas incorporados aqui podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método de produção e serviço 300. Por exemplo, componentes ou subunidades correspondentes à fabricação de componentes e de subunidades 306 podem ser fabricados ou produzidos de uma maneira similar aos componentes ou subunidades produzidos enquanto a aeronave 316 está em serviço 312. Também, uma ou mais modalidades de aparelho, as modalidades de método, ou uma combinação das mesmas, podem ser utilizadas durante a fabricação de componentes e de subunidades 306 e a integração de sistemas 308, por exemplo, por substancialmente agilizar a montagem da, ou reduzir o custo da, aeronave 316. Similarmente, uma ou mais das modalidades de aparelho, as modalidades de método, ou uma combinação das mesmas, podem ser utilizadas enquanto a aeronave 316 está em serviço 312, por exemplo, e sem limitação, para manutenção e serviço de rotina 314. [000101] As modalidades descritas do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 2 a 7) e método 250 (ver a FIG. 8) provêm um meio para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada com a adição de uma turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) para um conjunto de três rodas 70 (ver a FIG. 2), uma unidade de turbocompressor 150 (ver as FIGS. 4 a 6) para um conjunto de três rodas 70 (ver as FIGS. 4 a 6), ou a adição de uma unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) para um conjunto de quatro rodas 120 (ver a FIG. 3) para encaminhar fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 7), tal como o fluxo de derivação de turbina principal, através da turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) ao invés de pura derivação. O encaminhamento do fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 7) através desta turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) tanto extrai energia adicional para o acionamento do compressor 72 (ver a FIG. 2) quanto resfria o ar de saída, tanto ajudando o desempenho de refrigeração de conjunto. Adicionalmente, fazendo com que o fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 2) derive o compressor 72 (ver a FIG. 2) também permite que o compressor 72 opere mais eficientemente sob condições de baixa pressão de entrada, tal como condições de baixa pressão de entrada de ar, que também melhora o desempenho de refrigeração do sistema de conjunto de MCA 10. [000102] Em adição, as modalidades descritas do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 2 a 7) e método 250 (ver a FIG. 8) permitem que o compressor 72 (ver a FIG. 2) opere em um ajuste de projeto mais eficiente. Quando mais fluxo de ar é provido por ar sangrado 50 (ver a FIG. 2), ele é desviado para uma turbina paralela 75 (ver a FIG. 2) e energia mecânica 170a (ver a FIG. 7) pode ser recuperada para ser usada para operar o compressor 72 (ver a FIG. 2) ou outros componentes no sistema de conjunto de MCA 10. Por extração de potência ou energia a partir de um fluxo de ar de desvio de turbina, o aumento global na temperatura de saída de conjunto pode ser parcialmente mitigado devido ao efeito de resfriamento a partir da extração de energia. Além disso, se um fluxo de ar de desvio de turbina derivar o também o compressor, o compressor pode operar em uma eficiência mais alta e maior relação de pressão para a mesma alimentação de energia, evitando ainda que o desempenho caia. Para sistemas de conjunto de MCA 10 com uma turbina 74 (ver a FIG. 2), uma turbina paralela adicional 75 (ver a FIG. 1) pode ser acrescentada para extrair a energia do fluxo de ar de desvio 172 (ver a FIG. 7), ou em um eixo comum ou em um elemento de acionamento mecânico 80 (ver a FIG. 2) para transferir a potência ou energia extraída 170 (ver a FIG. 7) para o compressor 72 (ver a FIG. 2), ou mecanicamente ou pneumaticamente com um segundo compressor 72b (ver as FIGS. 4 a 6). [000103] Para conjuntos com duas turbinas, uma turbina 74a (ver a FIG. 3) é provável que não seja usada em altitudes mais altas devido às mais baixas pressões de entrada já existentes e falta de umidade no ar externo, em cujo caso o uso de uma unidade de válvula de turbina paralela 118 (ver a FIG. 3) pode ser usado para acionar a primeira turbina 74a de outra maneira não usada (ver a FIG. 3) com fluxo de ar de desvio 172 (ver a FTG. 7). O uso de uma segunda turbina 74b (ver a FIG. 3) em paralelo melhora grandemente o desempenho de refrigeração a baixa pressão sobre aquele de simples fluxo de ar de desvio de turbina. [000104] Em adição, as modalidades descritas do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) 10, 10a-lOe (ver as FIGS. 2 a 7) e método 250 (ver a FIG. 8) proveem um sistema de conjunto de MCA 10 com melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada que pode permitir de melhor forma o cumprimento das exigências da FAR (Regulamentação Federal da Aviação) com relação ao fluxo de ar mínimo por ocupante em uma cabina de passageiros de uma aeronave, sem ter que aumentar o tamanho e peso do sistema de conjunto de MCA 10.

Cláusula 1: Um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) para uma aeronave, o sistema tendo um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada, o sistema compreendendo: uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA; um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA; e, uma unidade de fluxo de ar de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo à MCA, a unidade de fluxo de ar de desvio tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio, em que a unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA).

Cláusula 2: O sistema de acordo com a cláusula 1, em que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de três rodas tendo um compressor mecanicamente acoplado em série a uma turbina sobre o eixo de MCA.

Cláusula 3: O sistema de acordo com a cláusula 2, em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma turbina paralela acoplada a um eixo de turbina, e um elemento de acionamento mecânico conectando o eixo de turbina ao eixo de MCA para acionar a turbina da MCA e a turbina da unidade de fluxo de ar de desvio no trajeto de operação paralelo.

Cláusula 4: O sistema de acordo com a cláusula 3, em que o elemento de acionamento mecânico compreende um eixo mecânico ou um eixo com engrenagem.

Cláusula 5: O sistema de acordo com a cláusula 3, em que o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreende uma válvula de turbina paralela acoplada à turbina paralela.

Cláusula 6: O sistema de acordo com a cláusula 2, em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de turbocompressor acoplado a um trocador de calor de regeneração e uma válvula de retenção, todos acoplados à MCA, e o elemento de regulagem de fluxo compreende uma válvula de turbina paralela acoplada a uma unidade de turbocompressor.

Cláusula 7: O sistema de acordo com a cláusula 1, em que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de quatro rodas com um compressor, uma primeira turbina e uma segunda turbina mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA.

Cláusula 8: O sistema de acordo com a cláusula 7, em que o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreende uma válvula de turbina paralela acoplada entre a primeira turbina e a segunda turbina.

Cláusula 9: O sistema de acordo com a cláusula 8, em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de válvula de turbina paralela acoplada à MCA, a unidade de válvula de turbina paralela compreendendo uma válvula de desvio de compressor, uma válvula de isolamento, uma válvula de retenção, e a válvula de turbina paralela.

Cláusula 10: O sistema de acordo com a cláusula 1, em que a unidade de fluxo de ar de desvio é ou uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia mecânico ou uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático.

Cláusula 11: Uma aeronave compreendendo: um ou mais motores de aeronave, cada um tendo um sistema de sangria de ar para gerar ar sangrado; uma fuselagem definindo um volume interno tendo uma cabina de aeronave e um compartimento de conjunto separado da cabina de aeronave; um sistema de condicionamento de ar de aeronave posicionado no compartimento de conjunto e em comunicação fluida com a cabina de aeronave, o sistema de condicionamento de ar de aeronave tendo um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo: uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA; um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA; e, uma unidade de fluxo de ar de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo à MCA, a unidade de fluxo de ar de desvio tendo uma válvula de turbina paralela, em que a unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de MCA no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de MCA.

Cláusula 12: A aeronave de acordo com a cláusula 11, em que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de três rodas tendo um compressor mecanicamente acoplado em série a uma turbina sobre o eixo de MCA.

Cláusula 13: A aeronave de acordo cora a cláusula 12, em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma turbina paralela acoplada a um eixo de turbina, e um elemento de acionamento mecânico conectando o eixo de turbina ao eixo de MCA para acionar a turbina da MCA e a turbina da unidade de fluxo de ar de desvio no trajeto de operação paralelo e para transferir energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

Cláusula 14: A aeronave de acordo com a cláusula 12, em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de turbocompressor acoplado a um trocador de calor de regeneração e uma válvula de retenção, todos acoplados à MCA, e a válvula de turbina paralela é acoplada a uma unidade de turbocompressor, uma unidade de turbocompressor transferir energia pneumática a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

Cláusula 15: A aeronave de acordo com a cláusula 11, em que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de quatro rodas com um compressor, uma primeira turbina, e uma segunda turbina mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA.

Cláusula 16: A aeronave de acordo com a cláusula 15 em que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de válvula de turbina paralela acoplada à MCA, a unidade de válvula de turbina paralela compreendendo uma válvula de desvio de compressor, uma válvula de isolamento, uma válvula de retenção, e a válvula de turbina paralela, a unidade de válvula de turbina paralela transferindo energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

Cláusula 17: Um método para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA), o método compreendendo as etapas de: instalar um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) em um sistema de condicionamento de ar de aeronave de uma aeronave, o sistema de conjunto de MCA compreendendo: uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA; um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA; e, uma unidade de fluxo de ar de desvio configurado para acoplamento à MCA e tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio, acoplar a unidade de fluxo de ar de desvio e a MCA em um trajeto de operação paralelo; usando a unidade de fluxo de ar de desvio para extrair energia a partir de um fluxo de ar de desvio escoando através da unidade de fluxo de ar de desvio para obter energia extraída; transferir a energia extraída da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA).

Cláusula 18: O método de acordo com a cláusula 17, em que a etapa de transferir compreende ou transferir energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA, ou transferir energia pneumática a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

Cláusula 19: O método de acordo com a cláusula 17, em que a etapa de instalação compreende ainda instalar uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo um conjunto de três rodas tendo um compressor mecanicamente acoplado em série a uma turbina sobre o eixo de MCA.

Cláusula 20: O método de acordo com a cláusula 19, em que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma turbina paralela acoplada a um eixo de turbina, e um elemento de acionamento mecânico conectando o eixo de turbina ao eixo de MCA para acionar a turbina da MCA e a turbina da unidade de fluxo de ar de desvio no trajeto de operação paralelo e para transferir energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

Cláusula 21: O método de acordo com a cláusula 19, em que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma unidade de turbocompressor acoplado a um trocador de calor de regeneração e uma válvula de retenção, todos acoplados à MCA, e acoplar o elemento de regulagem de fluxo compreendendo uma válvula de turbina paralela à unidade de turbocompressor.

Cláusula 22: O método de acordo com a cláusula 17, em que a etapa de instalação compreende ainda instalar uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo um conjunto de quatro rodas com um compressor, uma primeira turbina, e uma segunda turbina mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA.

Cláusula 23: O método de acordo com a cláusula 22, em que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma unidade de válvula de turbina paralela acoplada à MCA, a unidade de válvula de turbina paralela compreendendo uma válvula de desvio de compressor, uma válvula de isolamento, uma válvula de retenção, e o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreendendo uma válvula de turbina paralela, a unidade de válvula de turbina paralela transferindo energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA. [000105] Muitas modificações e outras modalidades da descrição virá à mente para uma pessoa especializada na técnica à qual esta descrição pertence tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições precedentes e nos desenhos associados. As modalidades descritas aqui são destinadas a serem ilustrativas e não são destinadas a serem limitativas ou exaustivas. Embora termos específicos sejam empregados aqui, eles são usados somente em um sentido genérico e descritivo e não para finalidades de limitação.

Claims

1. Sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) para uma aeronave, o sistema tendo um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA; um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA; e, uma unidade de fluxo de ar de desvio acoplado em um trajeto de operação paralelo à MCA, a unidade de fluxo de ar de desvio tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio, em que a unidade de fluxo de ar de desvio transfere energia extraída pela unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de três rodas tendo um compressor mecanicamente acoplado em série a uma turbina sobre o eixo de MCA.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma turbina paralela acoplada a um eixo de turbina, e um elemento de acionamento mecânico conectando o eixo de turbina ao eixo de MCA para acionar a turbina da MCA e a turbina da unidade de fluxo de ar de desvio no trajeto de operação paralelo.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de acionamento mecânico compreende um eixo mecânico ou um eixo com engrenagem.

5. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreende uma válvula de turbina paralela acoplada à turbina paralela.

6. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de turbocompressor acoplado a um trocador de calor de regeneração e uma válvula de retenção, todos acoplados à MCA, e o elemento de regulagem de fluxo compreende uma válvula de turbina paralela acoplada à unidade de turbocompressor.

7. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a máquina de ciclo de ar (MCA) compreende um conjunto de quatro rodas com um compressor, uma primeira turbina e uma segunda turbina mecanicamente acopladas em série sobre o eixo de MCA.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreende uma válvula de turbina paralela acoplada entre a primeira turbina e a segunda turbina.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de fluxo de ar de desvio compreende uma unidade de válvula de turbina paralela acoplado à MCA, a unidade de válvula de turbina paralela compreendendo uma válvula de desvio de compressor, uma válvula de isolamento, uma válvula de retenção, e a válvula de turbina paralela.

10. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 2 ou 7, caracterizado pelo fato de que a unidade de fluxo de ar de desvio é ou uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia mecânico ou uma unidade de fluxo de ar de desvio de transferência de energia pneumático.

11. Método para melhorar o desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada de um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA), o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: instalar um sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) em um sistema de condicionamento de ar de aeronave de uma aeronave, o sistema de conjunto de MCA compreendendo: uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo pelo menos um compressor mecanicamente acoplado a pelo menos uma turbina em série sobre um eixo de MCA; um trocador de calor de conjunto acoplado a, e em comunicação fluída com, o pelo menos um compressor da MCA; e, uma unidade de fluxo de ar de desvio configurado para acoplamento à MCA e tendo um elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio, acoplar a unidade de fluxo de ar de desvio e a MCA em um trajeto de operação paralelo; usar a unidade de fluxo de ar de desvio para extrair energia a partir de um fluxo de ar de desvio escoando através da unidade de fluxo de ar de desvio para obter energia extraída; transferir a energia extraída da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA para ajudar o sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA) no desempenho de refrigeração em uma baixa pressão de entrada, resultando em um melhorado desempenho de refrigeração de baixa pressão de entrada do sistema de conjunto de máquina de ciclo de ar (MCA).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de transferir compreende ou transferir energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA, ou transferir energia pneumática a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

13. Método de acordo com qualquer das reivindicações 11a 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação compreende ainda instalar uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo um conjunto de três rodas tendo um compressor mecanicamente acoplado em série a uma turbina sobre o eixo de MCA.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma turbina paralela acoplada a um eixo de turbina, e um elemento de acionamento mecânico conectando o eixo de turbina ao eixo de MCA para acionar a turbina da MCA e a turbina da unidade de fluxo de ar de desvio no trajeto de operação paralelo e para transferir energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.

15. Método de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma unidade de turbocompressor acoplado a um trocador de calor de regeneração e uma válvula de retenção, todos acoplados à MCA, e acoplar o elemento de regulagem de fluxo compreendendo uma válvula de turbina paralela aa unidade de turbocompressor.

16. Método de acordo com qualquer das reivindicações 11a 13, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação compreende ainda instalar uma máquina de ciclo de ar (MCA) compreendendo um conjunto de quatro rodas com um compressor, uma primeira turbina, e uma segunda turbina mecanicamente acoplada em série sobre o eixo de MCA.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de instalação compreende ainda instalar a unidade de fluxo de ar de desvio compreendendo uma unidade de válvula de turbina paralela acoplada à MCA, a unidade de válvula de turbina paralela compreendendo uma válvula de desvio de compressor, uma válvula de isolamento, uma válvula de retenção, e o elemento de regulagem de fluxo de ar de desvio compreendendo uma válvula de turbina paralela, a unidade de válvula de turbina paralela transferindo energia mecânica a partir da unidade de fluxo de ar de desvio para a MCA.