BR102019006476B1

BR102019006476B1 - Stema para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio em uma aeronave, e, aeronave

Info

Publication number: BR102019006476B1
Application number: BR102019006476-5A
Authority: BR
Inventors: Richard A. Himmelmann
Original assignee: Kidde Technologies, Inc
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2022-08-16
Also published as: US20190300184A1; EP3549642A1; BR102019006476A2; EP3549642B1; US11084594B2; US20210331808A1; CA3036455A1

Abstract

Um sistema inclui uma turbobomba que converte um gás comprimido em energia e um tanque de armazenamento configurado para armazenar o gás comprimido. O sistema também inclui uma válvula de controle de supressão de incêndio configurada para ser acoplada entre o tanque de armazenamento e um compartimento de carga da aeronave, tendo uma posição fechada de supressão na qual o gás comprimido é impedido de fluir para o compartimento de carga e uma posição de supressão aberta na qual o gás comprimido flui para o compartimento de carga para suprimir um incêndio. O sistema também inclui uma válvula de controle de bomba configurada para ser acoplada entre a turbobomba e o tanque de armazenamento, tendo uma posição fechada na qual o gás comprimido é impedido de fluir para a turbobomba e uma posição aberta na qual o gás comprimido flui para a turbobomba para fazer com que a turbobomba converta o gás comprimido em energia.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente divulgação é direcionada a sistemas e métodos para fornecimento de energia suplementar e extinção de fogo a uma aeronave.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] As aeronaves convencionais podem incluir uma turbina de ar comprimido (RAT) que pode ser usada para fornecer energia suplementar caso a aeronave perca energia elétrica ou hidráulica. As RATs podem ser relativamente grandes e podem ter uma massa relativamente grande, pesando de forma indesejável a aeronave para baixo e utilizando o volume dentro da aeronave que pode ser usado para outros propósitos.

[003] As aeronaves convencionais podem ainda incluir sistemas de extinção de incêndio de halon. Em resposta a um potencial incêndio em um compartimento de carga da aeronave, o halon, que é um gás inerte (halon pode se referir a haloalcano ou halogenoalcano, um grupo de compostos consistindo de alcanos com halogênios ligados) pode ser direcionado para o compartimento de carga para suprimir o fogo. O halon pode ser prejudicial para a atmosfera e, portanto, pode ser indesejável para uso.

SUMÁRIO

[004] É descrito neste documento um sistema para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio em uma aeronave. O sistema inclui uma turbobomba configurada para converter um gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática. O sistema também inclui um tanque de armazenamento configurado para armazenar o gás comprimido. O sistema também inclui uma válvula de controle de extinção de incêndio configurada para ser acoplada entre o tanque de armazenamento e um compartimento de carga da aeronave, tendo uma posição fechada de extinção na qual o gás comprimido é impedido de fluir para o compartimento de carga e uma posição de extinção aberta na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle de extinção de incêndio para o compartimento de carga para suprimir um incêndio. O sistema também inclui uma válvula de controle de bomba configurada para ser acoplada entre a turbobomba e o tanque de armazenamento e em uma posição fechada da bomba na qual o gás comprimido é impedido de fluir para a turbobomba e uma posição aberta da bomba na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle da bomba para a turbobomba para fazer com que a turbobomba converta o gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática.

[005] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir um controlador acoplado à válvula de controle de extinção de incêndio e à válvula de controle da bomba e configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar da posição fechada de extinção para a posição aberta de extinção em resposta a determinação de que o incêndio existe no compartimento de carga e para controlar a válvula de controle de bomba para estar na posição aberta da bomba em resposta a determinação de que falta energia à aeronave.

[006] Em qualquer uma das modalidades anteriores, a válvula de controle de extinção de incêndio tem uma posição de extinção parcialmente aberta na qual o gás comprimido pode fluir do compartimento de carga em uma taxa mais baixa do que na posição aberta de extinção, em que o controlador é ainda configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar da posição aberta de extinção para a posição parcialmente aberta de extinção após um período predeterminado de tempo do controle da válvula de controle de extinção de incêndio da posição fechada de extinção para a posição aberta de extinção.

[007] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir uma válvula seletora de exaustor de turbina localizada entre a turbobomba e o compartimento de carga, com uma posição externa na qual o escape do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionado para fora da aeronave e uma posição de carga na qual a exaustão do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionada para dentro do compartimento de carga para suprimir o incêndio.

[008] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir um controlador acoplado à válvula seletora de escape da turbina e configurado para controlar a válvula seletora de escape da turbina para mudar da posição externa para a posição da carga em resposta à determinação de que existe um incêndio no compartimento de carga.

[009] Em qualquer uma das modalidades anteriores, o gás comprimido inclui hélio comprimido.

[0010] Em qualquer uma das modalidades anteriores, o tanque de armazenamento inclui pelo menos um tanque de armazenamento e é configurado para armazenar uma quantidade suficiente de gás comprimido para que a turbina forneça pelo menos 20 quilowatts de energia elétrica por pelo menos meia hora.

[0011] Qualquer uma das modalidades anteriores pode também incluir um dispositivo de entrada configurado para receber uma entrada do usuário correspondente a uma posição desejada de pelo menos uma das válvulas de controle de extinção de incêndio ou da válvula de controle da bomba e um controlador acoplado a pelo menos uma dentre a válvula de controle ou válvula de controle da bomba e configurado para fazer com que pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio ou a válvula de controle da bomba tenha a posição desejada com base na entrada do usuário.

[0012] Também divulgado é uma aeronave. A aeronave inclui um compartimento de carga. A aeronave também inclui uma turbobomba configurada para converter um gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática. A aeronave também inclui um tanque de armazenamento configurado para armazenar o gás comprimido. A aeronave também inclui uma válvula de controle de extinção de incêndio configurada para ser acoplada entre o tanque de armazenamento e o compartimento de carga, tendo uma posição fechada de extinção na qual o gás comprimido é impedido de fluir para o compartimento de carga e uma posição de extinção aberta na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle de extinção de incêndio para o compartimento de carga para suprimir um incêndio. A aeronave também inclui uma válvula de controle de bomba configurada para ser acoplada entre a turbobomba e o tanque de armazenamento e em uma posição fechada da bomba na qual o gás comprimido é impedido de fluir para a turbobomba e uma posição aberta da bomba na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle da bomba para a turbobomba para fazer com que a turbobomba converta o gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática.

[0013] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir um controlador acoplado à válvula de controle de extinção de incêndio e à válvula de controle da bomba e configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar da posição fechada de extinção para a posição aberta de extinção em resposta a determinação de que o incêndio existe no compartimento de carga e para controlar a válvula de controle de bomba para estar na posição aberta da bomba em resposta a determinação de que falta energia à aeronave.

[0014] Em qualquer uma das modalidades anteriores, a válvula de controle de extinção de incêndio tem uma posição de extinção parcialmente aberta na qual o gás comprimido pode fluir do compartimento de carga em uma taxa mais baixa do que na posição aberta de extinção, em que o controlador é ainda configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar da posição aberta de extinção para a posição parcialmente aberta de extinção após um período predeterminado de tempo do controle da válvula de controle de extinção de incêndio da posição fechada de extinção para a posição aberta de extinção.

[0015] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir uma válvula seletora de exaustor de turbina localizada entre a turbobomba e o compartimento de carga, com uma posição externa na qual o escape do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionado para fora da aeronave e uma posição de carga na qual a exaustão do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionada para dentro do compartimento de carga para suprimir o incêndio.

[0016] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir um controlador acoplado à válvula seletora de escape da turbina e configurado para controlar a válvula seletora de escape da turbina para mudar da posição externa para a posição da carga em resposta à determinação de que existe um incêndio no compartimento de carga.

[0017] Em qualquer uma das modalidades anteriores, o gás comprimido inclui hélio comprimido.

[0018] Em qualquer uma das modalidades anteriores, o tanque de armazenamento inclui pelo menos um tanque de armazenamento e é configurado para armazenar uma quantidade suficiente de gás comprimido para que a turbina forneça pelo menos 20 quilowatts de energia por pelo menos meia hora.

[0019] Qualquer uma das modalidades anteriores pode também incluir um dispositivo de entrada configurado para receber uma entrada do usuário correspondente a uma posição desejada de pelo menos uma das válvulas de controle de extinção de incêndio ou da válvula de controle da bomba e um controlador acoplado a pelo menos uma dentre a válvula de controle ou válvula de controle da bomba e configurado para fazer com que pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio ou a válvula de controle da bomba tenha a posição desejada com base na entrada do usuário.

[0020] Também é divulgado um método para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio em uma aeronave. O método inclui a identificação, por um controlador, de pelo menos uma dentre: uma condição de incêndio na qual um incêndio está presente em um compartimento de carga da aeronave ou uma condição de energia quando a aeronave tenha perdido sua energia. O método também inclui o controle, pelo controlador, de uma válvula de controle de extinção de incêndio para mudar de uma posição fechada de extinção na qual o gás comprimido armazenado em um tanque de armazenamento é impedido de fluir para o compartimento de carga até uma posição de extinção aberta na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle de extinção de incêndio para o compartimento de carga para suprimir o fogo em resposta à identificação da condição de incêndio. O método também inclui o controle, pelo controlador, de uma válvula de controle da bomba para mudar de uma posição fechada da bomba na qual o gás comprimido é impedido de fluir para uma turbobomba para uma posição aberta da bomba na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle da bomba para a turbobomba para fazer com que a turbobomba converta o gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática em resposta à identificação da condição de energia.

[0021] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir o controle, pelo controlador, da válvula de controle de extinção para mudar da posição aberta de extinção para uma posição parcialmente aberta de extinção na qual o gás comprimido pode fluir para o compartimento de carga em uma taxa mais lenta do que na posição aberta de extinção de uma quantidade predeterminada de tempo após o controle da válvula de controle de extinção de incêndio da posição fechada de extinção para a posição aberta de extinção.

[0022] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir o controle, pelo controlador, de uma válvula seletora de turbina para mudar de uma posição externa na qual o escape do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionado para fora da aeronave para uma posição de carga na qual o escape do gás comprimido usado pela turbobomba é direcionado para o compartimento de carga para suprimir o incêndio em resposta a identificação da condição de incêndio e a condição e energia.

[0023] Qualquer uma das modalidades anteriores também pode incluir o recebimento, por um dispositivo de entrada, de uma entrada de usuário correspondendo a uma posição desejada de pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio ou válvula de controle de bomba; e controle, pelo controlador, de pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio ou válvula de controle da bomba para ter a posição desejada com base na entrada do usuário.

[0024] Os recursos e elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma neste documento. Esses recursos e elementos, bem como a operação das modalidades divulgadas, tornar-se-ão mais evidentes à luz da seguinte descrição e das figuras em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0025] O objeto da presente divulgação é particularmente salientado e distintamente reivindicado na porção conclusiva do relatório descritivo. Uma compreensão mais completa da presente divulgação, no entanto, pode ser melhor obtida por referência à descrição detalhada e as reivindicações quando consideradas em conexão com as figuras desenhadas, em que números indicam elementos semelhantes.

[0026] A FIG. 1 é uma figura de uma aeronave com um sistema para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio, de acordo com várias modalidades da presente divulgação; A FIG. 2 ilustra o sistema para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio da aeronave da FIG. 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação; e A FIG. 3 é um fluxograma que ilustra um método para fornecer energia suplementar e extinção de incêndio a uma aeronave, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] A descrição detalhada de modalidades exemplificativas neste documento faz referência as figuras anexas, que mostram exemplos de modalidades a título de ilustração e o melhor modo destas. Embora estas modalidades exemplificativas sejam descritas em detalhe suficiente para permitir aos versados na técnica praticarem a divulgação, deve ser entendido que outras modalidades podem ser realizadas e que as mudanças de lógica, químicas e mecânicas podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da divulgação. Assim, a descrição detalhada neste documento é apresentada para fins de ilustração somente e não de limitação. Por exemplo, as etapas citadas em qualquer uma das descrições de método ou de processo podem ser executadas em qualquer ordem e não se limitam necessariamente à ordem apresentada. Além disso, qualquer referência ao singular inclui modalidades plurais e qualquer referência a mais do que um componente ou etapa pode incluir uma modalidade ou etapa singular. Além disso, qualquer referência a ligação, fixação, conexão ou semelhante pode incluir outra opção de ligação permanente, removível, temporária, parcial e/ou completa possível. Adicionalmente, qualquer referência à falta de contato (ou frases semelhantes) também pode incluir contato reduzido ou contato mínimo.

[0028] Com referência à FIG. 1, uma aeronave 100 inclui um compartimento de carga 102 no qual a carga pode ser armazenada. A aeronave 100 pode ainda incluir um sistema 104 para fornecer energia suplementar a vários componentes da aeronave 100 e para fornecer extinção de incêndio para o compartimento de carga 102. O sistema 104 pode ser usado para fornecer a funcionalidade que é fornecida tanto por turbinas de ar comprimido (RATs) como por sistemas de extinção de incêndio por halon. O sistema 104 pode incluir um controlador 106, um dispositivo de entrada 108, um sensor elétrico 110 e um sensor de incêndio 112.

[0029] O controlador 106 pode incluir um dispositivo lógico, tal como uma ou mais de uma unidade de processamento central (CPU), uma unidade de processamento acelerada (APU), um processador de sinal digital (DSP), uma matriz de portas programáveis em campo (FPGA), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou similar. Em várias modalidades, o controlador 106 pode incluir ainda qualquer memória não transitória conhecida na técnica. A memória pode armazenar instruções utilizáveis pelo dispositivo lógico para executar operações como descrito neste documento.

[0030] O dispositivo de entrada 108 pode incluir qualquer dispositivo de entrada capaz de receber uma entrada do usuário, tal como um teclado, um joystick, um mouse, um microfone ou semelhante.

[0031] O sensor elétrico 110 pode incluir qualquer sensor capaz de detectar energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática. Por exemplo, o sensor elétrico 110 pode incluir um sensor de voltagem, um sensor de corrente, um sensor de pressão ou semelhante.

[0032] O sensor de incêndio 112 pode estar localizado no compartimento de carga 102 e pode incluir qualquer sensor capaz de detectar um incêndio, tal como um detector de chamas (por exemplo, um detector de chamas infravermelho), um detector de fumaça ou algo semelhante.

[0033] O controlador 106 pode identificar uma condição de energia com base nos dados recebidos do sensor elétrico 110. Por exemplo, se o sensor elétrico 110 detectar uma falta de energia elétrica ou hidráulica em uma parte da aeronave 100, então o controlador 106 pode identificar a condição de energia.

[0034] O controlador 106 pode identificar uma condição de incêndio no compartimento de carga 102 com base nos dados recebidos do sensor de incêndio 112. Por exemplo, se o sensor de incêndio 112 detectar a presença de um incêndio no compartimento de carga 102, então o controlador 106 pode identificar a condição de incêndio.

[0035] O controlador 106 pode controlar vários aspectos do sistema 104 para fornecer energia suplementar ou para suprimir um incêndio em resposta à identificação de pelo menos uma das condições de incêndio ou da condição de energia.

[0036] Voltando agora para a FIG. 2, detalhes adicionais do sistema 104 são mostrados. Particularmente, o sistema 104 pode incluir um ou mais tanques de armazenamento 200 incluindo um primeiro tanque de armazenamento 202 e um segundo tanque de armazenamento 204. Em várias modalidades, os tanques de armazenamento 200 podem incluir um único tanque de armazenamento ou podem incluir qualquer quantidade de tanques de armazenamento. Os tanques de armazenamento 200 podem ser concebidos para armazenar um gás comprimido, tal como hélio, nitrogênio, hidrogênio ou semelhante. Em várias modalidades, os tanques de armazenamento 200 podem ser concebidos para armazenar um gás inerte comprimido. Em várias modalidades, os tanques de armazenamento 200 em conjunto podem ser capazes de armazenar uma massa de 90 libras de hélio. A massa de 90 libras de hélio pode ser armazenada em 10.000 libras por polegada quadrada (68,9 Megapascal) em dois tanques de armazenamento com 16 polegadas (41 centímetros) de diâmetro e 44 polegadas (112 cm) de comprimento, embora outras dimensões de tanque de armazenamento sejam contempladas neste documento. Em várias modalidades, os tanques de armazenamento 200 podem incluir vários tanques esféricos que podem ser capazes de armazenar gás a uma pressão mais alta do que os tanques cilíndricos.

[0037] O sistema 104 pode ainda incluir uma turbobomba 206. A turbobomba 206 é projetada para converter gás comprimido (ou seja, energia pneumática) em uma ou mais dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática. Em relação a isto, a turbobomba 206 pode funcionar como uma turbina. Em várias modalidades, a turbobomba 206 pode incluir uma turbina. A energia elétrica, a energia hidráulica ou a energia pneumática podem ser convertidas em uma forma diferente de energia por outros subsistemas da aeronave, tais como bombas de motor, compressores de motor ou semelhantes.

[0038] A turbobomba 206 pode ter dimensões que são significativamente menores do que as de uma turbina de ar comprimido convencional. Em relação a isto, o uso da turbobomba 206 pode ser desejável com o uso de uma turbina de ar comprimido.

[0039] O sistema 104 pode incluir ainda uma válvula de controle de extinção de incêndio 208. Com referência às FIGS. 1 e 2, a válvula de controle de extinção de incêndio 208 pode estar localizada entre os tanques de armazenamento 200 e o compartimento de carga 102. A válvula de controle de extinção de incêndio 208 pode ter uma posição de extinção fechada na qual o gás comprimido pode falhar a fluir através da válvula de controle de extinção de incêndio 208. A válvula de controle de extinção de incêndio 208 pode ainda ter uma posição de extinção aberta na qual o gás comprimido pode fluir através da válvula de controle de extinção de incêndio 208 e através de uma linha de extinção 210 para o compartimento de carga 102.

[0040] A válvula de controle de extinção de incêndio 208 pode ainda ter uma posição parcialmente aberta de extinção. O gás comprimido pode fluir através da válvula de controle de extinção de incêndio 208 ao compartimento de carga 102 em uma taxa mais lenta em resposta a válvula de controle de extinção de incêndio 208 estando na posição parcialmente aberta de extinção do que em resposta a válvula de controle de extinção 208 estando na posição aberta de extinção.

[0041] Em resposta à identificação de uma condição de incêndio, o controlador 106 pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio 208 para estar na posição de extinção aberta para permitir que um volume relativamente grande de gás flua para dentro do compartimento de carga 102 dos tanques de armazenamento 200 para suprimir o incêndio. Esta transferência de gás dos tanques de armazenamento 200 para o compartimento de carga 102 pode ser referida como uma queda inicial de incêndio. Por exemplo, 1.300 pés cúbicos (36,8 metros cúbicos) de pressão atmosférica do gás podem ser inicialmente fornecidos ao compartimento de carga 102 durante a queda inicial do fogo. Isso pode corresponder a uma taxa de purga de 50 porcento (50%).

[0042] Após o término de um período de tempo predeterminado, o controlador 106 pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio 208 para estar na posição parcialmente aberta de extinção para continuar a fornecer o gás inerte ao compartimento de carga 102 a uma taxa mais lenta. Isto pode ser referido como uma fase de extinção de incêndio com baixa taxa de descarga (low rate discharge (LRD)). Em várias modalidades, presumindo-se uma taxa de vazamento da aeronave de 1.000 pés cúbicos por hora (28,3 metros cúbicos), os tanques de armazenamento 200 podem incluir uma quantidade suficiente de gás comprimido para fornecer o primeiro incêndio, juntamente com aproximadamente 8 horas de extinção de incêndio com LRD. Quando utilizado neste contexto, o termo “aproximadamente” refere-se ao valor declarado mais ou menos 10% do valor declarado.

[0043] O sistema 104 pode incluir ainda uma válvula de controle de bomba 212. A válvula de controle de bomba 212 pode ser acoplada entre os tanques de armazenamento 200 e a turbobomba 206. A válvula de controle da bomba 212 pode ter uma posição fechada de bomba, na qual o gás comprimido é impedido de fluir dos tanques de armazenamento 200 para a turbobomba 206. A válvula de controle de bomba 212 pode ainda ter uma posição aberta de bomba na qual o gás comprimido flui dos tanques de armazenamento 200 para a turbobomba 206 através de uma linha de bomba 214.

[0044] Em resposta à determinação da condição de energia, o controlador 106 pode controlar a válvula de controle da bomba 212 para estar na posição aberta de bomba para permitir que o gás comprimido flua dos tanques de armazenamento 200 para a turbobomba 206. Em resposta ao recebimento do gás comprimido, a turbobomba 206 pode gerar uma ou mais dentre eletricidade, energia hidráulica ou energia pneumática. Em várias modalidades, a turbobomba 206 pode ser controlada pelo controlador 106 para gerar uma ou mais dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática com base nos dados detectados pelo sensor elétrico 110.

[0045] Os tanques de armazenamento 200 podem armazenar uma quantidade suficiente de gás comprimido para a bomba turbo 206 para fornecer uma média de 20 quilowatts de energia durante pelo menos metade de uma hora. Isto pode ser uma quantidade suficiente de energia para que a aeronave 100 pouse com segurança em resposta à falha de todos os motores da aeronave 100.

[0046] O sistema 104 pode incluir ainda uma válvula seletora de escape da turbina 216. A válvula de seleção de escape de turbina 216 pode receber escape da turbobomba 206 que corresponde ao gás comprimido utilizado pela turbobomba 206. A válvula seletora de escape da turbina 216 pode ter uma posição externa na qual o escape é direcionado para fora da aeronave 100 através de uma linha externa 218. A válvula seletora de escape da turbina 216 pode ainda ter uma posição de carga na qual o escape é direcionado para o compartimento de carga 102 através de uma linha de carga 220. O controlador 106 pode controlar a válvula seletora de escape da turbina 216 para estar na posição externa em resposta à identificação da condição de energia e identificar uma não existência da condição de incêndio, podendo controlar a válvula seletora de escape da turbina 216 para estar na posição de carga em resposta para identificar a condição de energia e a condição de incêndio.

[0047] Em várias modalidades, em resposta à identificação da condição de energia e da condição de incêndio, o controlador 106 pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio 208 como estando na posição aberta de extinção para fornecer a queda no incêndio, podendo controlar simultaneamente a válvula de controle de bomba 212 para estar na posição aberta da bomba para permitir que o gás comprimido ligue a turbobomba 206. O controlador 106 pode ainda controlar a válvula seletora de escape da turbina 216 para estar na posição de carga para permitir que o escape inerte flua para o compartimento de carga 102. Após a fase de queda do incêndio, o controlador 106 pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio 208 para estar na posição desligada de extinção, de modo que a extinção de incêndio com LRD é fornecida ao compartimento de carga 102 através da linha de carga 220 para reduzir o desperdício do gás comprimido.

[0048] Em várias modalidades, uma ou mais a dentre válvula de controle de extinção de incêndio 208, a válvula de controle da bomba 212 ou a válvula seletora de escape da turbina 216 podem ser operadas ou controladas manualmente adicionalmente a ou em vez de serem controladas pelo controlador 106. Em várias modalidades, o dispositivo de entrada 108 pode receber uma posição desejada de uma ou mais dentre a válvula de controle de extinção de incêndio 208, a válvula de controle de bomba 212 ou a válvula seletora de escape da turbina 216 e o controlador 106 podem controlar uma ou mais dentre a válvula de controle de extinção de incêndio 208, válvula de controle de bomba 212 ou válvula seletora de escape da turbina 216 para estar na posição desejada com base na entrada do usuário.

[0049] Com referência agora a FIG. 3, é mostrado um método 300 para fornecer energia suplementar e extinção de incêndio a uma aeronave. O método 300 pode ser realizado por um sistema semelhante ao sistema 104 das FIGS. 1 e 2. Por exemplo, o método 300 pode ser realizado por um controlador similar ao controlador 106 da FIG. 1.

[0050] No bloco 302, o controlador pode receber dados de incêndio de um sensor de incêndio e pode identificar uma condição de incêndio em um compartimento de carga de uma aeronave com base nos dados de incêndio. Por exemplo, se os dados de incêndio indicarem que o incêndio está presente no compartimento de carga, o controlador pode identificar a condição de incêndio.

[0051] No bloco 304, o controlador pode controlar uma válvula de controle de extinção de incêndio para mudar de uma posição de extinção fechada na qual o gás comprimido é impedido de fluir de um tanque de armazenamento para o compartimento de carga para uma posição aberta de extinção para permitir que o gás comprimido (inerte) flua do tanque de armazenamento para o compartimento de carga para fornecer uma primeira queda no incêndio. O controlador pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar para a posição aberta de extinção em resposta à identificação da condição de incêndio.

[0052] No bloco 306, o controlador pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para mudar da posição aberta de extinção para uma posição parcialmente aberta de extinção após um período de tempo predeterminado correspondente à fase de queda do incêndio ter expirado. A válvula de controle de extinção de incêndio pode fornecer extinção de incêndio com LRD em resposta a estar na posição parcialmente aberta de extinção.

[0053] No bloco 308, o controlador pode receber dados de energia detectados de um sensor elétrico da aeronave e pode identificar uma condição de energia com base nos dados de energia detectados. Por exemplo, o controlador pode identificar a condição de energia em resposta aos dados de potência, indicando que a aeronave perdeu energia (como, pelo menos, uma dentre a energia elétrica ou hidráulica).

[0054] No bloco 310, o controlador pode controlar uma válvula de controle de bomba para estar em uma posição aberta de bomba para permitir que o gás comprimido do tanque de armazenamento flua para uma turbobomba. A esse respeito, o gás comprimido pode ser usado pela turbobomba para gerar pelo menos uma dentre a energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática para suplementar a energia que foi perdida na condição de energia.

[0055] Em várias modalidades, o controlador pode identificar se a energia elétrica ou hidráulica foi perdida e pode controlar a turbobomba para fornecer o tipo de energia que foi perdida. Em várias modalidades, o controlador pode controlar a turbobomba para fornecer qualquer uma ou mais dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática e pode controlar um componente secundário para converter um ou mais dos tipos de energia em um tipo diferente de energia.

[0056] No bloco 312, em resposta à identificação da condição de incêndio e da condição de energia, o controlador pode controlar uma válvula seletora de escape da turbina para estar em uma posição de carga para permitir o escape do fluxo da turbobomba no compartimento de carga. A esse respeito, o escape da bomba turbo pode fornecer uma extinção de incêndio com LRD para o compartimento de carga, já que o escape da turbobomba pode estar inerte.

[0057] No bloco 314, o controlador pode receber entrada do usuário de um dispositivo de entrada que corresponde a uma posição de válvula desejada de uma ou mais das válvulas de controle de extinção de incêndio, da válvula de controle da bomba ou da válvula seletora de escape da turbina.

[0058] No bloco 316, o controlador pode controlar uma ou mais das válvulas de controle de extinção de incêndio correspondentes, a válvula de controle da bomba ou a válvula seletora de escape da turbina para ter a posição desejada da válvula. Em várias modalidades, a entrada do usuário pode anular qualquer decisão tomada pelo controlador em relação à posição da válvula. Por exemplo, se o controlador identificar que não há uma condição de incêndio, um usuário ainda pode controlar a válvula de controle de extinção de incêndio para estar em uma posição aberta de extinção pela seleção da posição aberta de extinção como a posição desejada usando o dispositivo de entrada.

[0059] Benefícios, outras vantagens e soluções para problemas foram descritos neste documento em respeito a modalidades específicas. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras contidas neste documento destinam-se a representar exemplos de relações funcionais e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve ser notado que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou ligações físicas podem estar presentes em um sistema prático. No entanto, os benefícios, vantagens, soluções para problemas e quaisquer elementos que possam fazer com que qualquer benefício, vantagem, ou solução ocorra ou se pronuncie não serão interpretados como recursos ou elementos críticos, necessários ou essenciais da divulgação. O escopo da divulgação é, por conseguinte, limitado por nada mais do que as reivindicações anexas, nas quais referência a um elemento no singular não se destina a significar "um e apenas um" a menos que explicitamente declarado, mas, ao invés disso, "um ou mais". Além disso, quando uma frase semelhante a "pelo menos um dentre A, B, ou C" é utilizada nas reivindicações, pretende-se que a expressão seja interpretada para significar que um por si só pode estar presente em uma modalidade, B por si só pode estar presente em uma modalidade, C por si só pode estar presente em uma modalidade ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C pode estar presente em uma única modalidade; Por exemplo, A e B, A e C, B e C, ou A e B e C. Uma hachura diferente é utilizada ao longo das figuras para designar partes diferentes, mas não necessariamente para designar os mesmos ou diferentes materiais.

[0060] Sistemas, métodos e aparelhos são providos neste documento. Na descrição detalhada neste documento, referências a "uma modalidade", "uma modalidade", "um exemplo de modalidade", etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um recurso, estrutura ou determinada característica, mas toda modalidade pode não necessariamente incluir o recurso, estrutura ou determinada característica. Além disso, tais frases não necessariamente se referem à mesma modalidade. Adicionalmente, quando um recurso, estrutura, ou característica em particular é descrito em conexão com uma modalidade, alega-se que é de conhecimento daqueles versados na técnica pressupor tal recurso, estrutura ou característica em conexão com outras modalidades explicitamente descritas ou não. Após a leitura do relatório descritivo, será evidente para aqueles versados na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar a divulgação em modalidades alternativas.

[0061] Além disso, nenhum elemento, componente ou etapa do método na presente divulgação se destina a ser dedicado ao público, independentemente do elemento, componente ou etapa do método ser expressamente recitado nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação neste documento deve ser interpretado de acordo com as provisões de 35 U.S.C. 112(f), a menos que o elemento seja expressamente recitado usando a frase "meios para." Como utilizados neste documento, os termos "compreende", "compreendendo" ou qualquer outra variação dos mesmos, destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva, de modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não inclui apenas os elementos mas pode incluir outros elementos que não estejam expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.

Claims

1. Sistema para fornecimento de energia suplementar e extinção de incêndio em uma aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende: uma turbina (206) configurada para converter um gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática, o gás comprimido incluindo nitrogênio ou hélio; um tanque de armazenamento (202) configurado para armazenar o gás comprimido; uma válvula de controle de extinção de incêndio (208) configurada para ser acoplada entre o tanque de armazenamento (202) e um compartimento de carga (102) da aeronave, tendo uma posição fechada de supressão na qual o gás comprimido é impedido de fluir para o compartimento de carga (102), e uma posição aberta de supressão na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle de extinção de incêndio (208) para o compartimento de carga (102) para suprimir um incêndio; uma válvula de controle de bomba (212) configurada para ser acoplada entre a turbina (206) e o tanque de armazenamento (202) e tendo uma posição fechada da bomba na qual o gás comprimido é impedido de fluir para a turbina (206), e uma posição aberta da bomba na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle da bomba para a turbina (206) para fazer com que a turbina (206) converta o gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática; e uma válvula seletora de escape de turbina (216) tendo uma entrada configurada para receber o escape da turbina (206), uma primeira saída configurada para conduzir o escape da turbina (206) para fora da aeronave, e uma segunda saída configurada para conduzir o escape para dentro do compartimento de carga (102) para suprimir o fogo e tendo uma posição externa na qual o escapamento flui através da primeira saída para fora da aeronave, e uma posição de carga na qual o escapamento flui através da segunda saída para o compartimento de carga (102) para suprimir o fogo, em que o tanque de armazenamento (202) é configurado para estar a montante do compartimento de carga (102) e da turbina (206) simultaneamente.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador (106) acoplado à válvula de controle de extinção de incêndio (208) e à válvula de controle da bomba (212) e configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio (208) para mudar da posição fechada de supressão para a posição aberta de supressão em resposta à determinação de que o incêndio existe no compartimento de carga (102), e para controlar a válvula de controle de bomba (212) para estar na posição aberta da bomba em resposta à determinação de que a aeronave perdeu energia.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle de extinção de incêndio (208) tem uma posição de supressão parcialmente aberta na qual o gás comprimido pode fluir do compartimento de carga (102) em uma taxa mais baixa do que na posição aberta de supressão, em que o controlador (106) é ainda configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio (208) para mudar da posição aberta de supressão para a posição parcialmente aberta de supressão após um período predeterminado de tempo do controle da válvula de controle de extinção de incêndio (208) da posição fechada de supressão para a posição aberta de supressão.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador (106) acoplado à válvula seletora de escape da turbina (216) e configurado para controlar a válvula seletora de escape da turbina (216) para mudar da posição externa para a posição da carga em resposta à determinação de que existe um incêndio no compartimento de carga (102).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás comprimido inclui hélio comprimido.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tanque de armazenamento (202) inclui pelo menos um tanque de armazenamento (202) e é configurado para armazenar uma quantidade suficiente de gás comprimido para que a turbina (206) forneça pelo menos 20 quilowatts de energia elétrica por pelo menos meia hora.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de entrada (108) configurado para receber uma entrada do usuário correspondente a uma posição desejada de pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou a válvula de controle da bomba (212), e um controlador (106) acoplado a pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou a válvula de controle da bomba (212) e configurado para fazer com que pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou a válvula de controle da bomba (212) tenha a posição desejada com base na entrada do usuário.

8. Aeronave, caracterizada pelo fato de que compreende: um compartimento de carga (102); uma turbina (206) configurada para converter um gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática, o gás comprimido incluindo nitrogênio ou hélio; um tanque de armazenamento (202) configurado para armazenar o gás comprimido; uma válvula de controle de extinção de incêndio (208) configurada para ser acoplada entre o tanque de armazenamento (202) e o compartimento de carga (102), tendo uma posição fechada de supressão na qual o gás comprimido é impedido de fluir para o compartimento de carga (102) e uma posição aberta de supressão na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle de extinção de incêndio (208) para o compartimento de carga (102) para suprimir um incêndio; uma válvula de controle de bomba (212) configurada para ser acoplada entre a turbina (206) e o tanque de armazenamento (202) e tendo uma posição fechada da bomba na qual o gás comprimido é impedido de fluir para a turbina (206) e uma posição aberta da bomba na qual o gás comprimido flui através da válvula de controle da bomba (212) para a turbina (206) para fazer com que a turbina (206) converta o gás comprimido em pelo menos uma dentre energia elétrica, energia hidráulica ou energia pneumática; e uma válvula seletora de escape de turbina (216) tendo uma entrada configurada para receber o escape da turbina (206), uma primeira saída configurada para conduzir o escape da turbina (206) para fora da aeronave, e uma segunda saída configurada para conduzir o escape para dentro do compartimento de carga (102) para suprimir o fogo e tendo uma posição externa na qual o escapamento flui através da primeira saída para fora da aeronave, e uma posição de carga na qual o escapamento flui através da segunda saída para o compartimento de carga (102) para suprimir o fogo, em que o tanque de armazenamento (202) é configurado para estar a montante do compartimento de carga (102) e da turbina (206).

9. Aeronave de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador (106) acoplado à válvula de controle de extinção de incêndio (208) e à válvula de controle da bomba (212) e configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio (208) para mudar da posição fechada de supressão para a posição aberta de supressão em resposta a determinação de que o incêndio existe no compartimento de carga (102), e para controlar a válvula de controle de bomba (212) para estar na posição aberta da bomba em resposta à determinação de que a aeronave perdeu energia.

10. Aeronave de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a válvula de controle de extinção de incêndio (208) tem uma posição de supressão parcialmente aberta na qual o gás comprimido pode fluir do compartimento de carga (102) em uma taxa mais baixa do que na posição aberta de supressão, em que o controlador (106) é ainda configurado para controlar a válvula de controle de extinção de incêndio (208) para mudar da posição aberta de supressão para a posição parcialmente aberta de supressão após um período predeterminado de tempo do controle da válvula de controle de extinção de incêndio (208) da posição fechada de supressão para a posição aberta de supressão.

11. Aeronave de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um controlador (106) acoplado à válvula seletora de escape da turbina (216) e configurado para controlar a válvula seletora de escape da turbina (216) para mudar da posição externa para a posição da carga em resposta à determinação de que existe um incêndio no compartimento de carga (102).

12. Aeronave de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o gás comprimido inclui hélio comprimido.

13. Aeronave de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o tanque de armazenamento (202) inclui pelo menos um tanque de armazenamento (202) e é configurado para armazenar uma quantidade suficiente de gás comprimido para que a turbina (206) forneça pelo menos 20 quilowatts de energia por pelo menos meia hora.

14. Aeronave de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de entrada (108) configurado para receber uma entrada do usuário correspondente a uma posição desejada de pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou a válvula de controle da bomba (212), e um controlador (106) acoplado a pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou válvula de controle da bomba (212), e configurado para fazer com que pelo menos uma dentre a válvula de controle de extinção de incêndio (208) ou a válvula de controle da bomba (212) tenha a posição desejada com base na entrada do usuário.