BR102018074609A2

BR102018074609A2 - Sistema de climatização para uma aeronave

Info

Publication number: BR102018074609A2
Application number: BR102018074609-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas Heuer; Patrick Bäumle; Thomas Scherer
Original assignee: Airbus Operations Gmbh
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-06-25
Also published as: RU2018138790A; EP3492382B1; CN109987235A; EP3492382A1; US20190161196A1; DE102017128338A1

Abstract

sistema de climatização para uma aeronave. a presente invenção se refere a um sistema de climatização (2) para uma aeronave apresentando uma linha de ar fresco (6), um dispositivo de recirculação (18), um dispositivo de mistura de ar (12), um sistema de distribuição de ar (24) compreendendo uma pluralidade de saídas de ar de cabine (30) e uma unidade de controle (40). a unidade de controle (40) está configurada para determinar ou para receber parâmetros específicos de voo, que caracterizam o estado de voo da aeronave, assim como para determinar ou para receber parâmetros específicos do meio ambiente que caracterizam uma qualidade de ar no meio ambiente da aeronave. caso seja ultrapassado um valor limite predeterminado de pelo menos um parâmetro específico do meio ambiente é acionado um primeiro estado operacional e durante um segundo estado de voo fora do primeiro estado de voo é acionado um segundo estado operacional do sistema de climatização. no segundo estado operacional a linha de ar fresco (6) está em conexão fluídica com o dispositivo de mistura de ar e no primeiro estado operacional a linha de ar fresco (6) está separada do dispositivo de mistura de ar (12).

Description

“SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO PARA UMA AERONAVE” CAMPO TÉCNICO

[001] A invenção se refere a um sistema de climatização para uma aeronave, assim como a uma aeronave compreendendo um sistema de climatização desta natureza.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As aeronaves e particularmente os aviões comerciais, que voam a altitudes maiores, geralmente apresentam uma fuselagem pressurizada. Por meio da alimentação controlada de ar fresco e da evacuação controlada de ar saturado no interior da cabine pode ser realizada uma pressão, que se situa acima da pressão ambiente à altitude de voo correspondente. O ar fresco pode ser retirado de entradas de ar dinâmico ou dos grupos motores sob a forma de ar sangrado. A qualidade do ar no interior da cabine subsequentemente também varia em função da qualidade do ar que é retirado de um meio ambiente da aeronave e introduzido na cabine.

[003] Nos meios ambiente de aeroportos ou de outras instalações, em que são gerados gases de escape, podem ser geradas tendencialmente de forma local camadas de ar poluídas. Quando uma aeronave passa por estas camadas de ar, também é introduzido ar poluído na cabine dos passageiros. Isto pode causar temporariamente odores indesejados na cabine.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Subsequentemente, pode surgir a necessidade de adotar medidas para melhorar a qualidade do ar, particularmente em estados de voo próximo do solo. Por conseguinte, a invenção tem por objetivo propor um sistema de climatização para uma aeronave capaz de não introduzir uma poluição do ar existente no exterior da aeronave em uma cabine da aeronave.

[005] Este objetivo é alcançado por meio de um sistema de climatização da reivindicação independente 1. As modalidades e os aperfeiçoamentos vantajosos são enunciados nas reivindicações dependentes e na descrição que se segue.

[006] É proposto um sistema de climatização para uma aeronave, apresentando uma linha de ar fresco, um dispositivo de recirculação compreendendo uma entrada de ar de cabine e uma saída de ar recirculado para recircular ar de cabine, um dispositivo de mistura de ar, um sistema de distribuição de ar compreendendo uma pluralidade de saídas de ar de cabine e uma unidade de controle. O dispositivo de mistura de ar pode ser acoplado à saída de recirculação e à linha de ar fresco e apresenta uma saída de ar de mistura, que está acoplada ao sistema de distribuição de ar. A unidade de controle está configurada para determinar ou para receber parâmetros específicos de voo, que caracterizam o estado de voo da aeronave, assim como para determinar ou para receber parâmetros específicos do meio ambiente, que caracterizam uma qualidade de ar no meio ambiente da aeronave. A unidade de controle está configurada para, durante um primeiro estado de voo situado fora de um voo de cruzeiro, e caso seja ultrapassado um valor limite predeterminado de pelo menos um parâmetro específico do meio ambiente, acionar um primeiro estado operacional e durante um segundo estado de voo situado fora do primeiro estado de voo acionar um segundo estado operacional do sistema de climatização. No segundo estado operacional a linha de ar fresco está em conexão fluídica com o dispositivo de mistura de ar e no primeiro estado operacional a linha de ar fresco está separada do dispositivo de mistura de ar.

[007] Os componentes principais estruturais do sistema de climatização podem corresponder essencialmente aos componentes principais de um sistema de climatização convencional para uma aeronave. O princípio de base do sistema de climatização reside na alimentação regulada de ar fresco e na disponibilização de uma mistura de ar fresco e de ar saturado em uma cabine da aeronave. Caso a aeronave seja um avião comercial, também tem de ser realizada uma pressurização e uma regulação de pressão.

[008] O dispositivo de mistura de ar deve ser entendido como um tipo de câmara de mistura, que entre outros apresenta um volume que varia em função da dimensão da cabine e uma pluralidade de conexões de ar. No dispositivo de mistura de ar uma pluralidade de fluxos de ar colide e é misturada. Estes fluxos de ar podem conter particularmente ar fresco preparado e ar saturado previamente retirado da cabine. O objetivo é gerar a partir destes um fluxo de ar homogêneo que possa ser introduzido na cabine da aeronave para a climatização.

[009] O sistema de distribuição de ar é uma disposição de linhas principais e ramificadas, que se estendem essencialmente ao longo da totalidade da cabine da aeronave e desembocam nas saídas de ar de cabine. As linhas de ar estão acopladas umas às outras e ajustadas por meio de diafragmas e de outros dispositivos, de forma a ser possibilitada uma alimentação de ar homogênea na cabine da aeronave.

[010] O dispositivo de recirculação deve ser entendido como um dispositivo que retira ar saturado de uma cabine da aeronave e volta a misturá-lo no ar fresco que flui para a cabine por meio da introdução no dispositivo de mistura de ar. A proporção do ar saturado na totalidade de ar alimentado na cabine pode corresponder a aproximadamente 50%. Por meio da mistura de ar saturado, apesar das relações de fluxo desejadas na cabine, é possível limitar a quantidade necessária de ar fresco e, por conseguinte, o consumo de potência para preparar o ar fresco.

[011] No caso de um sistema de climatização convencional em que é realizada uma evacuação de ar de alimentação de cabine em uma parte superior da cabine, podem estar dispostas entradas de ar recirculado em uma zona inferior, em uma zona lateral exterior da cabine. Para este efeito em uma zona de base de um revestimento lateral podem estar previstas seções transversais de fluxo correspondentes, que permitem a aspiração de ar de cabine saturado.

[012] Em termos gerais, para a modalidade do sistema de climatização de acordo com a presente invenção é irrelevante o tipo de fonte de ar fresco. Além dos dispositivos baseados em ar sangrado também são concebíveis dispositivos baseados em ar pressurizado. Várias destas fontes de ar fresco retiram ar do meio ambiente direto da aeronave.

[013] Conforme é evidente desta estrutura, as contaminações no ar fresco, que são introduzidas no sistema de climatização por meio das saídas de ar de cabine, podem ser distribuídas na totalidade da cabine por meio das saídas de ar de cabine. Por meio da previsão da unidade de controle de acordo com a definição precedente, no entanto, a introdução de ar fresco na cabine pode ser interrompida em determinados estados de voo. Evidentemente, isto deve ser interpretado apenas como medida de curta duração, temporária, que apenas deve ser usada em determinadas situações.

[014] A unidade de controle está configurada para determinar ou para receber parâmetros específicos de voo e parâmetros específicos do meio ambiente. Os parâmetros específicos de voo devem ser entendidos como aqueles parâmetros que permitem à unidade de controle alcançar um conhecimento relativo ao estado de voo atual. O estado de voo tanto pode ser uma fase de voo correspondente, como também uma localização atual ou uma atitude de voo da aeronave. Os parâmetros específicos de voo, entre outros, podem compreender a altitude de voo barométrica, a pressão ambiente, coordenadas atuais em todas as direções espaciais, assim como a distância em relação a um destino desejado. Também é concebível detectar particularmente fases de aproximação em aterrisagem por meio de parâmetros relativos ao trem de pouso (extraído ou retraído). Estes parâmetros podem ser provenientes particularmente de um sistema superior da aeronave, em aviões comerciais, por exemplo, de um FMS (Flight Management System). Uma altitude de voo barométrica ou uma pressão ambiente podem ser determinados de forma autônoma pela unidade de controle, através do acoplamento à unidade de controle de um sensor correspondente, em conexão com o meio ambiente da aeronave. Por meio da determinação ou da recepção dos parâmetros específicos de voo, a unidade de controle pode obter conhecimento relativo ao estado de voo atual. Este estado pode ser dividido em categorias, tais como, por exemplo, voo de cruzeiro, aterrisagem, decolagem e similares.

[015] Os parâmetros específicos do meio ambiente também podem ser determinados ou recebidos, para alcançar um conhecimento relativo ao estado do meio ambiente da aeronave. Por conseguinte, a unidade de controle tem a possibilidade de detectar os indicadores relativos a uma poluição do ar excessiva no exterior da aeronave e, em função do estado de voo, acionar uma interrupção da alimentação de ar fresco.

[016] Além disso, a unidade de controle está configurada para, em todos os outros estados de voo, que não correspondem ao primeiro estado de voo, acionar uma alimentação de ar fresco convencional no segundo estado operacional. A janela de decisão para a unidade de controle subsequentemente está limitada a uma seção limitada de um voo da aeronave. Quando nesta seção se prevê uma poluição do ar excessiva, apenas pode ser realizada uma interrupção da alimentação de ar fresco nesta seção curta. Neste caso é de salientar que o arejamento ou a ventilação da cabine se baseia na recirculação, de forma que seja mantida uma mistura suficiente do ar da cabine e não seja prejudicado o conforto dos passageiros.

[017] De acordo com uma modalidade vantajosa, os parâmetros específicos de voo são selecionados de um grupo de parâmetros, o grupo apresentando altitude barométrica, posição atual, atitude de voo, velocidade, dados aéreos, informações de sistema de outros componentes na aeronave e estado do trem de pouso. Outros componentes na aeronave podem ser, por exemplo, o dispositivo de regulação de pressão, motores principais e motores auxiliares.

[018] Além disso, alternativa ou adicionalmente, pode estar previsto um dispositivo de inércia na unidade de controle, que determina automaticamente a trajetória de uma atitude de voo e, a partir daí, pode acessar o estado de voo correspondente.

[019] Em uma modalidade vantajosa, os parâmetros específicos do meio ambiente são selecionados de um grupo de parâmetros, o grupo apresentando monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, ozono e poeiras finas. São ainda concebíveis outros parâmetros e a enumeração precedente não deve ser considerada conclusiva. A base para a seleção dos parâmetros podem ser registros nacionais e internacionais relativos às emissões de substâncias nocivas em que, entre outros, são detectadas substâncias nocivas para o ar. Estes podem ainda definir valores limite para determinadas substâncias e grupos de substâncias, que, por sua vez, podem ser a base para o valor limite predefinido acima referido. Apenas a título de exemplo podem referir-se o European Pollutant Emission Register (EPER) da Comunidade Europeia, o Pollutant Release and Transfer Register (PRTR) da Alemanha e o Toxic Release Inventory (TRI) dos Estados Unidos. Além disso, é concebível que as contaminações do ar sejam detectadas com o auxílio de um dispositivo de detecção óptico.

[020] Em uma modalidade vantajosa, o sistema de climatização apresenta um dispositivo de preparação de ar conectado à linha de ar fresco compreendendo uma saída de ar fresco, em que o dispositivo de preparação de ar está conectado à linha de ar fresco e está configurado para disponibilizar o ar fresco a uma temperatura predeterminada na saída de ar fresco e em que a saída de ar fresco pode ser conectada ao dispositivo de mistura de ar. A função nuclear do dispositivo de preparação de ar no escopo da presente invenção subsequentemente é a disponibilização de ar preparado na saída de ar fresco por meio da preparação de ar, proveniente de uma entrada de ar fresco conectada à linha de ar fresco.

[021] O dispositivo de preparação de ar pode apresentar qualquer estrutura que permita preparar ar fresco da forma desejada. Além de grupos de climatização pneumáticos, variáveis em função do ar sangrado, que se baseiam essencialmente no uso de máquinas de circulação de ar, também são concebíveis outros dispositivos. O tipo e o modelo do dispositivo de preparação de ar neste caso também podem variar em função do tipo de aeronave. Além da disponibilização de ar a uma determinada temperatura, a função do dispositivo de preparação de ar também pode compreender a pressurização de uma cabine da aeronave. Além disso, são conhecidos dispositivos de preparação de ar em que a função de temperar o ar varia em função da pressurização. O modelo concreto do dispositivo de preparação de ar, no entanto, é irrelevante para a ideia central da presente invenção. De acordo com a invenção pode ser interrompida subsequentemente uma conexão entre a saída de ar fresco e o dispositivo de mistura de ar logo que seja assumido o primeiro estado operacional.

[022] A unidade de controle pode ainda estar configurada de forma a interromper a operação do dispositivo de preparação de ar no primeiro estado operacional. Por conseguinte, pelo menos na fase temporária do primeiro estado operacional, pode ser diminuído o consumo de potência no interior da aeronave. Como alternativa à interrupção total da operação, também pode ser considerada uma diminuição da alimentação de potência eléctrica ou pneumática. Considerando que a fase do primeiro estado operacional deve ser breve, a desconexão total e a nova colocação em funcionamento subsequente depois de um período de tempo relativamente curto em função da modalidade do dispositivo de preparação de ar poderiam não ser prudentes.

[023] A unidade de controle pode ainda estar configurada para monitorar a pressão na cabine no primeiro estado operacional. Isto pode ser realizado por meio do acoplamento a um dispositivo de regulação de pressão na cabine, que pode fornecer uma informação relativa à pressão da cabine atual. Alternativa ou adicionalmente, a unidade de controle também pode estar conectada a um sensor de pressão separado que é capaz de detectar uma pressão da cabine. A unidade de controle está preferencialmente configurada para detectar uma diminuição de pressão no primeiro estado operacional que excede um valor limite predeterminado. A unidade de controle pode gerar um sinal de aviso e, por exemplo, transmiti-lo a uma unidade de exibição em uma cabine de pilotagem. Por outro lado, a unidade de controle também pode estar configurada para voltar a comutar o sistema de climatização para o segundo estado operacional no caso de um excesso de um valor limite desta natureza. Esta função da unidade de controle também pode estar compreendida em um sistema de regulação de pressão da cabine.

[024] Além disso, uma modalidade preferida apresenta pelo menos uma válvula de saída acoplada à unidade de controle que está configurada para evacuar ar de uma cabine da aeronave. A unidade de controle está, além disso, configurada para fechar a pelo menos uma válvula de saída no primeiro estado operacional e, no segundo estado operacional, abri-la para regular uma pressão que varia em função da altitude de voo em una cabine da aeronave. A regulação de pressão de uma fuselagem pressurizada, por exemplo, de um avião comercial, é realizada por meio de uma alimentação de ar e de uma evacuação de ar determinadas uma em função da outra na fuselagem. Por meio de um excesso de ar, que excede inúmeros vazamentos, a pressão no interior da cabine pode ser aumentada. Quando flui mais ar para fora da saída de ar do que para dentro da fuselagem, é diminuída a pressão de cabine. Também neste caso devem ser considerados eventuais vazamentos. Quando no primeiro estado operacional subsequentemente a pelo menos uma válvula de saída é fechada, o sistema de climatização no caso de alimentação de ar fresco deficiente é operado em um modo operacional de ar recirculado. O ar pode escapar ou fluir para dentro da fuselagem apenas por meio de vazamentos.

[025] No caso de fases de aproximação, a pressão no interior da cabine de uma aeronave climatizada por meio do sistema de climatização de acordo com a presente invenção subsequentemente apenas pode aumentar muito lentamente e apenas com base em vazamentos. A velocidade do aumento de pressão que pode ser alcançada desta forma pode situar-se significativamente abaixo daquela que é esperada no caso da regulação de pressão convencional. Por meio da assunção do segundo estado operacional ainda antes da aterrisagem, no entanto, isto pode voltar a ser compensado. Em uma fase de decolagem, a pressão na cabine apenas diminui lentamente e devido a vazamentos, em que a velocidade da diminuição de pressão também pode estar significativamente abaixo daquela que é esperada no caso de uma regulação de pressão convencional. Por meio da comutação para o segundo estado operacional, no entanto, isto também volta a ser compensado.

[026] Preferencialmente, a unidade de controle está configurada para, antes da assunção do primeiro estado operacional, acionar a pelo menos uma válvula de saída, de forma que imediatamente antes do primeiro estado operacional a pressão na cabine corresponda essencialmente a uma pressão final da cabine depois de percorrido o segundo estado operacional em vez do primeiro estado operacional. A alteração de pressão para alcançar a pressão final acima referida pode ser realizada suavemente antes da assunção do primeiro estado operacional e depois de percorrido o primeiro estado operacional apenas é necessária uma alteração de pressão relativamente reduzida para compensar efeitos de vazamento. Isto refere-se particularmente ao primeiro estado operacional em caso de altitude de cabine decrescente, quer dizer, em una fase de aproximação em aterrisagem.

[027] Preferencialmente, o primeiro estado de voo pode compreender uma fase de aproximação em aterrisagem, que se situa entre um voo de cruzeiro e uma aterrisagem, ou uma fase de decolagem, que se situa entre o início e o alcance de uma altitude de voo cruzeiro. Nestas fases de voo, a aeronave pode entrar em contato com contaminações de ar na proximidade do solo, particularmente em uma zona na proximidade de um aeroporto. Por meio da análise dos parâmetros específicos do meio ambiente nestes estados de voo pode ser evitada a introdução mais considerável de contaminações de ar na cabine.

[028] Além disso, a unidade de controle também pode estar configurada para controlar a regulação de pressão de cabine. Isto pode acontecer particularmente no primeiro estado operacional. A unidade de controle neste caso pode ser um componente do dispositivo de regulação de pressão de cabine ou estar conectada a este. Além disso, o dispositivo de regulação de pressão de cabine neste caso pode ser um componente do sistema de climatização. O sistema de climatização subsequentemente é capaz de realizar uma regulação de pressão de cabine adaptativa no primeiro estado operacional. Isto significa que no primeiro estado operacional é interrompida uma intervenção ativa na regulação de pressão. Além disso, no caso da regulação de pressão de cabine adaptativa a regulação de pressão de cabine é adaptada, de forma que no caso de uma altitude de cabine crescente total, a pressão de cabine em um segundo estado operacional seja regulada por meio de uma pressão final de um primeiro estado operacional percorrido. Por conseguinte, podem ser evitadas alterações de pressão abruptas depois de percorrido o primeiro estado operacional. No caso de uma pressão de cabine decrescente total, a regulação de pressão de cabine pode ser realizada de forma que imediatamente antes do primeiro estado operacional a pressão na cabine seja adaptada a um valor que corresponde essencialmente a uma pressão final da cabine depois de percorrido o segundo estado operacional em vez do primeiro estado operacional.

[029] Conforme, entre outros, pode ser observado com base em modelos de propagação atmosférica, a concentração das substâncias nocivas para o ar diminui à medida que aumenta a altitude acima do nível da água do mar. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, o primeiro estado de voo pode compreender no máximo um terço inferior da fase de aproximação em aterrisagem ou da fase de decolagem. Por conseguinte, é adicionalmente limitada a janela temporal de uma eventual comutação para o primeiro estado operacional. Subsequentemente, é possível realizar um modo operacional de ar recirculado de forma quase imperceptível para os passageiros.

[030] Adicionalmente, o sistema de climatização de acordo com a invenção pode apresentar, além disso, um dispositivo de aviso, assim como um meio de desativação acoplado à unidade de controle, em que o dispositivo de aviso está configurado para indicar a assunção do primeiro estado operacional em uma cabine de pilotagem da aeronave e em que o meio de desativação está configurado para enviar um sinal de controle para a unidade de controle, de forma que a unidade de controle anule o primeiro estado operacional. O modo operacional de ar recirculado existente pode ser exibido a um piloto. Por meio do meio de desativação existe a possibilidade de desativar manualmente o modo operacional de ar recirculado.

[031] Conforme acima referido, o sistema de climatização também pode apresentar um dispositivo de deteção óptico para detectar parâmetros específicos do meio ambiente, em que o dispositivo de detecção óptico está acoplado à unidade de controle. Isto pode ser uma câmera, uma câmera por infravermelhos, um LIDAR ou um outro dispositivo de detecção que possa realizar uma detecção óptica, particularmente de componentes específicos no ar.

[032] A invenção também se refere a uma aeronave, apresentando uma fuselagem com uma cabine configurada nesta, assim como pelo menos um sistema de climatização de acordo com a descrição precedente.

[033] A unidade de controle pode ser conectada a uma unidade de processamento a bordo da aeronave, que disponibiliza os parâmetros específicos do meio ambiente e/ou específicos de voo. Isto é, por exemplo, um Flight Management System (FMS).

[034] Além disso, a unidade de processamento também pode estar configurada para receber pelo menos um conjunto de dados relativos a parâmetros específicos do meio ambiente a partir de um dispositivo situado no exterior da aeronave e para disponibilizá-lo para consulta pela unidade de controle em um banco de dados na aeronave. O conjunto de dados pode conter pelo menos dados de resolução em altitude para um local de decolagem ou de aterrisagem previstos relativos a parâmetros específicos do meio ambiente.

Além disso, a aeronave pode ser um avião comercial.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[035] As demais características, vantagens e possibilidades de aplicação da presente invenção são enunciadas na descrição que se segue dos exemplos de realização e das figuras. Neste caso todas as características descritas e/ou representadas através das figuras em si ou em qualquer combinação constituem o objeto da presente invenção mesmo independentemente da respectiva composição nas reivindicações individuais ou nas respectivas referências. Nas figuras os mesmos números de referência assinalam os mesmos objetos ou objetos semelhantes.

[036] Fig. 1 apresenta esquematicamente um diagrama de blocos de um sistema de climatização.

[037] Fig. 2 apresenta um diagrama de altitude com um modo operacional de ar recirculado qualitativamente representado neste.

[038] Fig. 3 apresenta uma aeronave com um sistema de climatização desta natureza.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS

[039] A Fig. 1 apresenta uma modalidade esquemática de um sistema de climatização 2 em uma representação em um diagrama de blocos. Uma cabine de passageiros 4 representada a tracejado é exemplificativamente alimentada com ar preparado por meio do sistema de climatização 2 e pressurizada com uma pressão desejada.

[040] O sistema de climatização 2 apresenta uma linha de ar fresco 6 que disponibiliza ar fresco. A fonte de ar fresco não é evidente na representação e pode ser disponibilizada por meio de ar sangrado, de ar dinâmico ou de outras fontes de ar. Um dispositivo de preparação de ar 8 recebe o ar fresco e pode e prepará-lo de forma desejada. Isto se refere particularmente à disponibilização de uma temperatura desejada e de uma pressão desejada em uma saída de ar fresco 9. O dispositivo de preparação de ar 8 pode ser configurado como máquina de circulação de ar operada por meio de ar sangrado e/ou como compressores particularmente eletricamente operados e um dispositivo de resfriamento por evaporação e/ou outros dispositivos de resfriamento concebíveis. Evidentemente também são concebíveis variantes híbridas de todas estas modalidades.

[041] A título de exemplo, a jusante do dispositivo de preparação de ar 8 está conectada uma válvula de ar fresco 10, que no caso desta representação está totalmente aberta. Subsequentemente, o ar fresco proveniente da linha de ar fresco 6 pode ser conduzido através da válvula de ar fresco 10 na forma preparada. Subsequentemente, esta alcança um dispositivo de mistura 12 que apresenta uma entrada de ar fresco 14 para este efeito.

[042] O dispositivo de mistura 12 também apresenta uma entrada de ar recirculado 16, que está conectada a um dispositivo de recirculação 18. Este está configurado para absorver ar saturado da cabine 4 por meio de uma entrada de ar de cabine 21 esquematicamente assinalada. Neste ponto é de salientar que geralmente não existe qualquer entrada de ar de cabine 21 discreta, mas uma série de várias aberturas de saída, através das quais flui ar para fora da cabine para um ou mais espaços situados abaixo da cabine e a partir daí é evacuado. Por conseguinte, a entrada de ar de cabine 21 pode ser uma abertura de entrada do dispositivo de recirculação 18. O dispositivo de recirculação 18 conduz o ar saturado para um dispositivo de mistura 12 por meio de uma saída de ar recirculado 20.

[043] O dispositivo de mistura 12 está configurado para disponibilizar ar de mistura dos fluxos de ar de entrada em uma saída de ar de mistura 22, que é alimentado em um sistema de distribuição de ar 24. O sistema de distribuição de ar 24 pode apresentar linhas principais 26 e 28, que estão conectadas a uma pluralidade de saídas de ar de cabine 30. O ar de mistura, que influi no sistema de distribuição de ar 24, subsequentemente é encaminhado para as saídas de ar de cabine 30 que, por sua vez, encaminham o ar para a cabine 4.

[044] Para evacuar uma parte do ar de cabine saturado são usadas válvulas de saída 32, que podem estar dispostas em uma parte inferior de uma fuselagem de aeronave. Por meio da regulação do grau de abertura das válvulas de saída 32 é diretamente influenciada a pressão no interior da cabine 4, quando flui continuamente ar para a cabine 4 por meio das saídas de ar de cabine 30. Para regular a pressão de cabine pode estar previsto um dispositivo de regulação de pressão de cabine 34, que está particularmente conectado com as válvulas de saída 32 e os outros componentes do sistema de climatização 2. O dispositivo de regulação de pressão de cabine 34, conforme é habitual em aviões comerciais, apresenta um ou mais sensores próprios 35, que podem detectar a pressão da cabine independentemente de outros dispositivos.

[045] Conforme acima referido é concebível que ao atravessar camadas de ar com poluição estas sejam introduzidas na cabine 4. Esta situação pode ocorrer particularmente em zonas na proximidade do solo, que ocorrem no caso de uma aproximação direta ou depois do arranque e do voo de decolagem em fase inicial.

Os dados relativos à poluição do ar eventualmente existente podem ser armazenados em uma unidade de processamento 36. A título de exemplo, este pode ser um Flight Management System (FMS), uma unidade computadorizada separada prevista para este efeito ou apenas como uma função em um outro dispositivo a bordo da aeronave. A unidade de processamento 36 pode ser alimentada externamente com dados 38 que contêm informações relativas à qualidade do ar sob a forma de parâmetros específicos do meio ambiente.

[046] Está prevista uma unidade de controle 40 para determinar ou para receber parâmetros específicos de voo que caracterizam o estado de voo da aeronave. A unidade de controle 40 pode obter informações relativas ao estado de voo atual, por exemplo, por meio de uma conexão à unidade de processamento 36, que pode ser configurada como FMS. Um estado de voo pode compreender uma indicação relativa a um ângulo de posição de voo, velocidade, aceleração, altitude de voo, localização em uma trajetória de voo planejada ou similar. Por conseguinte, a unidade de controle 40 pode verificar se a aeronave se encontra em uma zona próxima do solo em que possam ocorrer eventuais contaminações no ar.

[047] Uma definição exata de uma zona próxima do solo deve contemplar uma determinada margem, que pode ser adaptada em função da posição de altitude de um aeroporto de origem, de um aeroporto de destino, de uma localização geográfica ou similar. A zona próxima do solo também pode ser igual para todos os destinos comtemplados. Pode ser conveniente definir a zona próxima do solo até um terço ou até metade de uma (primeira) altitude de voo de cruzeiro.

[048] Está previsto que a unidade de controle 40 também pode determinar ou receber dados que caracterizam a qualidade do ar em um meio ambiente da aeronave. O dispositivo computadorizado 36 pode disponibilizar estes dados. A unidade de controle 40 pode, por exemplo, obter permanentemente estes dados durante o voo. É também concebível que a unidade de controle 40 apenas solicite estes dados durante o primeiro estado de voo, para os avaliar subsequentemente.

[049] A unidade de controle 40 está configurada para determinar parâmetros específicos do meio ambiente, para verificar se é excedida uma poluição do ar admissível. Isto pode ser realizado com base em diferentes valores de medição, que foram acima explicados. Quando a unidade de controle 40 realmente detecta um excesso de um valor limite predefinido de pelo menos um parâmetro específico do meio ambiente, a unidade de controle 40 pode acionar um primeiro estado operacional do sistema de climatização 2. Isto refere-se particularmente ao fechamento da válvula de ar fresco 10 e opcionalmente à desativação do dispositivo de preparação de ar 8. Para evitar uma diminuição de pressão também podem ser fechadas as válvulas de saída 32. A cabine 4, no primeiro estado operacional, subsequentemente não apresenta qualquer alimentação de ar fresco, mas é operada em um modo operacional de ar recirculado. Quando é abandonada uma camada de ar com uma poluição do ar inadmissível, a unidade de controle 40 pode acionar a assunção do primeiro estado operacional. Este é apresentado na Figura 1 pela abertura da válvula de ar fresco 10 e das válvulas de saída 32, sendo também acionado o dispositivo de preparação de ar 8. A unidade de controle 40 também pode estar conectada a um dispositivo de aviso 42 que está posicionado, por exemplo, em uma cabine de pilotagem da aeronave (não apresentada). O dispositivo de aviso pode apresentar um meio de desativação 44, com o qual o primeiro estado operacional pode voltar a ser abandonado manualmente.

[050] Na Figura 2, com base em um diagrama de altitude, é mostrado quais são as repercussões da operação da unidade de controle 40 sobre a pressão de cabine ou sobre a regulação de pressão de cabine. Neste caso, a pressão de cabine é representada como chamada altitude de cabine, quer dizer, a altitude, à qual existe uma pressão barométrica idêntica à pressão de cabine.

[051] A altitude de voo atual da aeronave é representada com a curva de altitude 46 (contínua). Depois de uma fase de subida apresentada de forma simplificada, a aeronave voa a uma altitude de voo de cruzeiro constante, para subsequentemente realizar um voo de descida e de aterrisagem. A título de exemplo é marcada uma zona próxima do solo 48, que poderia apresentar uma poluição. Quando a aeronave se encontra nesta zona 48, estamos perante o primeiro estado de voo. Uma zona 50 existente acima desta é considerada como suficientemente limpa. Quando a aeronave se encontra nesta zona estamos perante o segundo estado de voo.

[052] Quando no primeiro estado de voo é detectada uma poluição do ar excessiva no meio ambiente direto da aeronave, a unidade de controle 40 aciona a assunção de um primeiro estado operacional 52, que está assinalado com uma linha tracejada ao longo do eixo X (registro temporal). Neste primeiro estado operacional 52, a alimentação de ar fresco é realizada por meio do fechamento da válvula de ar fresco 10 e a desativação opcional do dispositivo de preparação de ar 8, assim como o fechamento das válvulas de saída 32. Subsequentemente, a cabine 4 apenas é climatizada em um modo de ar recirculado. A detecção da poluição do ar excessiva pode ser realizada por meio da avaliação dos dados específicos do meio ambiente. Neste caso determinados parâmetros são comparados com valores limite predeterminados. Caso seja ultrapassado um valor limite pode ser assumida uma poluição do ar não tolerada.

[053] Subsequentemente, quer dizer, na zona de altitude superior 50, no qual é assumido o segundo estado operacional, a alimentação de ar fresco volta a ser assumida por meio da abertura da válvula de ar fresco 10 e da colocação em funcionamento do dispositivo de preparação de ar 8. Adicionalmente, voltam a ser abertas as válvulas de saída 32. Neste caso, a altitude de cabine sobe mais intensamente até a uma altitude de cabine máxima 60.

[054] Por meio da comparação com uma linha pontilhada, que representa uma operação convencional apenas em um segundo estado operacional 53 sem comutação para o modo de ar recirculado, é evidente que a altitude de cabine no primeiro estado operacional 52 aumenta de forma relativamente lenta até uma pressão final 58. Isto, neste caso, é realizado apenas por meio de eventuais vazamentos na fuselagem, que conduzem a um fluxo de ar de vazamento e, por conseguinte, a uma diminuição de pressão lenta. Depois da comutação do sistema de climatização 2 para um segundo estado operacional 55, a altitude de cabine subsequentemente aumenta até a uma altitude de cabine máxima 60. Depois da iniciação do voo de descida em um determinado momento volta a ser alcançada a zona próxima do solo 48, em que impera o primeiro estado de voo e em que, no caso apresentado, voltam a ser assumidas poluições excessivas no ar que envolve a aeronave. Volta a ser realizado o fechamento das válvulas de saída 32 e a desativação da alimentação de ar fresco por meio do fechamento da válvula de ar fresco 10 e da ativação do dispositivo de preparação de ar 8.

[055] Além disso, na Figura 2 é evidente a particularidade de no caso do reinício do primeiro estado operacional 54 no final de uma missão de voo, quer dizer, em uma fase de descida ou fase de aproximação em aterrisagem, no caso da entrada na zona próxima do solo 48 correspondente, quando existe uma poluição do ar, a título de exemplo, existe uma altitude de cabine 56 negativa. A unidade de controle 40 evidentemente, antes deste primeiro estado operacional adicional 54, com base nos dados relativos a uma poluição do ar existente, pode regular previsionalmente a pressão de cabine na cabine 4. Depois da conclusão do primeiro estado operacional 54 devido a eventuais vazamentos existe uma pressão final ou uma altitude de cabine final 62 correspondente, que corresponderia à pressão final esperada no caso de um uso exclusivo de um segundo estado operacional 55.

[056] A linha pontilhada apresenta a trajetória da altitude de cabine em um modo operacional convencional, quer dizer, sem uma comutação para o modo operacional de ar recirculado.

[057] Finalmente, a Fig. 3 apresenta uma aeronave 64, que apresenta um sistema de climatização 2 da natureza acima referida.

[058] Finalmente é de salientar que “apresentando” não exclui quaisquer outros elementos ou etapas e que “um” ou “uma” não excluem uma pluralidade. Além disso, é de salientar que as características que foram descritas com referência a um dos exemplos de realização acima referidos também podem ser usadas em combinação com outras características de outros exemplos de modalidades acima descritos. Os números de referência nas reivindicações não devem ser vistos como limitação.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de climatização (2) para uma aeronave, CARACTERIZADO por apresentar -uma linha de ar fresco (6), -um dispositivo de recirculação (18) compreendendo uma entrada de ar de cabine (21) e uma saída de ar recirculado (20) para recircular ar de cabine, -um dispositivo de mistura de ar (12), -um sistema de distribuição de ar (24) compreendendo uma pluralidade de saídas de ar de cabine (30), e -uma unidade de controle (40) em que o dispositivo de mistura de ar (12) pode ser acoplado à saída de ar recirculado (20) e com a linha de ar fresco (6) e apresenta uma saída de ar de mistura (22), que está acoplada ao sistema de distribuição de ar (24), em que a unidade de controle (40) está configurada para determinar ou para receber parâmetros específicos de voo, que caracterizam o estado de voo da aeronave (64), assim como para determinar ou para receber parâmetros específicos do meio ambiente, que caracterizam uma qualidade de ar no meio ambiente da aeronave (64), em que a unidade de controle (40) está configurada para, durante um primeiro estado de voo situado fora de um voo de cruzeiro e caso seja ultrapassado um valor limite predeterminado de pelo menos um parâmetro específico do meio ambiente, acionar um primeiro estado operacional (52, 54) e durante um segundo estado de voo situado fora do primeiro estado de voo acionar um segundo estado operacional (53, 55) do sistema de climatização (2), e em que no segundo estado operacional (53, 55) a linha de ar fresco (6) está em conexão fluídica com o dispositivo de mistura de ar (12) e em que no primeiro estado operacional (52, 54) a linha de ar fresco (6) está separada do dispositivo de mistura de ar (12).

2. Sistema de climatização (2), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por em que os parâmetros específicos de voo são selecionados de um grupo de parâmetros, o grupo apresentando: -altitude barométrica, -posição atual, -atitude de voo, -velocidade, -estado do trem de pouso, -dados aéreos, e -informações de sistema de outros componentes.

3. Sistema de climatização (2), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO por em que os parâmetros específicos do meio ambiente são selecionados de um grupo de parâmetros, o grupo apresentando: -monóxido de carbono, -dióxido de enxofre, -óxidos de nitrogênio, -ozono, e -poeiras finas.

4. Sistema de climatização (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, CARACTERIZADO por apresentar ainda um dispositivo de preparação de ar (8) conectado à linha de ar fresco (6) compreendendo uma saída de ar fresco (9), em que o dispositivo de preparação de ar (8) está conectado à linha de ar fresco (6) e está configurado para disponibilizar ar fresco a uma temperatura predeterminada na saída de ar fresco (9), em que a saída de ar fresco (9) pode ser conectada ao dispositivo de mistura de ar (12).

5. Sistema de climatização (2), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO por em que a unidade de controle (40) está configurada para interromper a operação do dispositivo de preparação de ar (8) no primeiro estado operacional (52, 54).

6. Sistema de climatização (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,2, 3, 4 ou 5, CARACTERIZADO por apresentar ainda pelo menos uma válvula de saída (32) acoplada à unidade de controle (40), que está configurada para evacuar ar de uma cabine (4) da aeronave (64), em que a unidade de controle (40) está configurada para fechar a pelo menos uma válvula de saída (32) no primeiro estado operacional (52, 54) e, no segundo estado operacional (53, 55), abri-la para regular uma pressão que varia em função da altitude de voo em uma cabine (4) da aeronave (64).

7. Sistema de climatização (2), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO por em que a unidade de controle (40) está configurada para, antes de assumir o primeiro estado operacional (52, 54), acionar a pelo menos uma válvula de saída (32), de forma que imediatamente antes do primeiro estado operacional (52, 54) a pressão na cabine (4) corresponda essencialmente a uma pressão final da cabine (4) depois de percorrido o segundo estado operacional (53, 55) em vez do primeiro estado operacional (52, 54).

8. Sistema de climatização (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, CARACTERIZADO por em que o primeiro estado de voo compreende uma fase de aproximação em aterrisagem que se situa entre um voo de cruzeiro e uma aterrisagem, ou uma fase de decolagem, que se situa entre o arranque e o alcance de uma altitude de voo cruzeiro.

9. Sistema de climatização (2), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por em que o primeiro estado de voo compreende no máximo um terço inferior da fase de aproximação em aterrisagem ou da fase de decolagem.

10. Sistema de climatização (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, CARACTERIZADO por apresentando ainda um dispositivo de aviso (42), assim como um meio de desativação (44) acoplado com a unidade de controle (40), em que o dispositivo de aviso (42) está configurado para indicar a assunção do primeiro estado operacional (52, 54) em uma cabine de pilotagem da aeronave (64) e em que o meio de desativação (44) está configurado para enviar um sinal de controle para a unidade de controle (40), de forma que a unidade de controle (40) anule o primeiro estado operacional (52, 54).

11. Sistema de climatização, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, CARACTERIZADO por apresentando ainda um dispositivo de detecção óptico para detectar parâmetros específicos do meio ambiente, em que o dispositivo de detecção óptico está acoplado à unidade de controle (40).

12. Aeronave (64), CARACTERIZADO por apresentar uma fuselagem com uma cabine (4) configurada nesta, assim como pelo menos um sistema de climatização (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11.

13. Aeronave (64), de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO por em que a unidade de controle (40) pode ser conectada a uma unidade de processamento (36) a bordo da aeronave (64), que disponibiliza os parâmetros específicos do meio ambiente e/ou específicos de voo.

14. Aeronave (64), de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO por em que a unidade de processamento (36) está configurada para receber pelo menos um conjunto de dados relativos a parâmetros específicos do meio ambiente proveniente de um dispositivo situado fora da aeronave (64) e para os disponibilizar para consulta pela unidade de controle (40) em um banco de dados da aeronave (64), e em que o conjunto de dados contém pelo menos dados de resolução em altitude para um local de decolagem ou de aterrisagem relativos a parâmetros específicos do meio ambiente.

15. Aeronave (64), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12, 13 ou 14, CARACTERIZADO por em que a aeronave (64) é um avião comercial.