CN101291848B - 引气供应系统和向飞机供应引气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种引气供应系统和一种用于根据表示多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的开口的报警信号来关闭多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的阀(5、6、7)的安全装置(12)。为了不管引气源的类型如何均停止引气供应，安全装置(12)包括滤波器装置(15)，其用于根据地面连接信号以及根据来自开口信号装置的开口信号来产生报警信号，其中，开口信号表示连接至高压地面连接件(9)的引气供应管线(8)的任何开口。

Description

引气供应系统和向飞机供应引气的方法

技术领域

本发明涉及一种引气供应系统，以及涉及一种用于向飞机供应引气的方法，尤其涉及一种用于根据权利要求1或权利要求8的前序部分的这样一种引气供应系统的安全系统。

背景技术

飞机的气动系统包括引气分配系统，可以通过各种源对该引气分配系统进行供给以在高压下提供温度可控的空气以用于各种用途，其中，诸如(例如)用于对飞机的空调系统进行供给。

在飞行期间，发动机或辅助动力单元被用作引气源组(sources)/源(source)。在地面上，还可以通过从外部连接到引气供应系统的高压地面连接件的外部引气源来对飞机进行供应。分配系统中进行了预处理的引气通常具有约4巴的压力和在150℃和260℃范围之间的温度。

过热检测系统OHDS监控引气系统的热气管线附近的实际温度。过热检测系统被用于防止由于引气系统的热气管线的泄漏或破裂而引起的飞机本体及其组件的损坏。由于热气管线位于发动机悬挂系统的部位中、机翼中、机身中、以及下部导流罩(fairing)中，所以泄漏会迅速造成妨碍主要系统和结构的结果。在本说明书的上下文中没有在管线泄漏和管线破裂之间加以区分，这是因为它们只在管线中的开口的类型上有所不同，而在它们对飞机运行的影响上没有不同。因此，在本文档中术语管线泄漏和管线破裂被用作同义。

为了监控引气供应系统，过热检测系统包括利用离散的管线控制的传感器装置和数据总线。过热检测系统的传感器装置被安排为平行于引气管线，并用于测量这些供应管线附近的温度。以利用测量回路进行阻抗测量的形式来确定周围环境温度。在这样的安排中，测量回路通常包括串联连接的多个同轴传感器，这些传感器规划出(map)所谓的OHDS回路。

在检测到飞机的引气系统中的泄漏的情况下，该系统受影响的区域被隔离，并停止来自相关联的引气源的任何进一步的引气供应。受管线泄漏影响的区域的自动隔离还伴随有驾驶舱中的光学的(visual)或声学的(acoustic)警告信号。在这样的安排中，为了加快目前所需的维护工作，以指定精度将泄漏位置显示在机载维护系统上。

过热检测系统的完善的自动操作要求飞机中的电力供应有效，并且要有可电控的阀。通常，在飞行过程中以及在地面期间都要满足这样的条件，以使在泄漏的情况下，可以停止来自诸如发动机引气系统或辅助动力单元的引气源的进一步的引气供应。然而，如果利用引气供应系统的高压地面连接件从外部引气源来供给引气供应，则由于高压地面连接件被设计为单向阀，所以该引气供应不能自动停止。

发明内容

因此，本发明的目的是创建一种在飞机的引气系统中发生泄漏时使得无论引气源的类型如何均可能停止引气供给的装置。

该目的由用于向飞机供应引气的引气供应系统以及由用于向飞机供应引气的方法来满足。

本发明基于以下思想：当在地面上向飞机供应引气时以测量的方式对特定条件做出反应，以及在来自外部源的供给管线(feed line)中发生泄漏时使来自外部源的引气供应立即切断，和/或产生警报。

根据本发明的用于利用一个或多个引气源和一个或多个消耗装置(consumer)之间的多条引气供应管线向飞机供应引气的引气供应系统，其中，每条引气供应管线都包括：至少一个阀，用于设置通过引气供应管线的流通量；以及安全装置，用于根据表示多条引气供应管线中的至少一条中的开口的报警信号来关闭多条引气供应管线中的至少一条中的阀，引气供应系统的特征在于，安全装置包括：连接显示装置，用于在飞机的引气供应管线连接至高压地面连接件时产生地面连接信号；以及滤波器(filter)装置，用于根据地面连接信号以及根据来自开口信号装置的表示连接至高压地面连接件的引气供应管线的任意开口的开口信号来产生报警信号。

供应系统的优选实施例包括以下一个或(到其在技术上可行的程度)多个特征：

在连接至高压地面连接件的引气供应管线中安排开-关阀，其中，可以根据开口信号来控制开-关阀；

用于将开口信号发射至连接至高压地面连接件的外部引气供应源的信号输出连接件；

在飞机的高压地面连接件中集成信号输出连接件；

信号输出连接件连接至飞机的控制台；

提供用于根据开口信号产生报警信号的警告装置；

在飞机的外部区域中由警告装置发射声学的报警声音和/或光学的报警信号。

根据本发明的用于控制利用一个或多个引气源和一个或多个消耗装置之间的多条引气供应管线向飞机供应引气的引气供应系统的相应方法，其中，每条引气供应管线都包括：至少一个阀，用于设置通过引气供应管线的流通量；以及安全装置，用于根据表示多条引气供应管线中的至少一条中的开口的报警信号来关闭多条引气供应管线中的至少一条中的阀，上述方法的特征在于包括以下步骤：在飞机的引气供应管线被连接至高压地面连接件时，由连接显示装置产生地面连接信号；以及由滤波器装置根据地面连接信号以及根据来自安全装置的开口信号装置的表示连接至高压地面连接件的引气供应管线的开口的开口信号来产生报警信号。

用于控制引气供应系统的该方法的优选实施例包括以下一个或(到其在技术上可行的程度)多个特征：

在连接至高压地面连接件的引气供应管线中安排开-关阀，其中，根据开口信号来关闭开-关阀；

利用信号输出连接件将开口信号发送到连接至高压地面连接件的外部引气供应源；

由警告装置根据开口信号产生报警信号；

在飞机的外部区域中由警告装置发射声学的报警声音和/或光学的报警信号；

由警告装置以指定精度指示泄漏位置。

附图说明

以下通过示例性实施例并参考附图来更加详细地描述本发明，如下：

图1示出了根据现有技术的用于飞机的引气系统的简图；

图2示出了根据本发明的用于飞机的引气供应系统的安全装置；以及

图3示出了根据本发明的根据图2的用于飞机的引气供应系统的安全装置的框图。

具体实施方式

图1中的图示提供了用于飞机的引气系统的设计和功能的概观。引气分配系统用于将从各个引气源获得的引气分配给飞机中的各个消耗系统(诸如例如空调系统)的目的。因此，它也被称为引气供应系统。除了发动机1之外，将辅助动力单元2用作气体发生器并因此用作引气源也是可能的。通过主管线3在飞机中分配引气。引气源1和2通过供给管线4连接至主管线3。在供给管线4中，设置有多个阀，通过这些阀可以设置流经供给管线4从引气源1或2到主管线3的流通量。具体地，可以减小或完全关闭该供应。因此，根据源的生产量，将这些阀设计为用于逐渐设置流通量的可控阀5，或者设计为用于开启或关闭供给管线4的简单的开-关阀6。

为了防止在主管线3中的压力超过发生器系统中的压力的情况下从主管线3到各个发生器系统1或2的任何空气回流，在供给管线4中设置了单向阀7，单向阀只允许操作流体(operating fluid)或供应流体(supply fluid)沿着一个方向流动。

当飞机在地面上时，除了通过飞机内部的发生器之外，还可以通过一个或多个外部引气源(未示出)来提供所需的引气。通过高压地面连接件9以及高压地面连接件9和主管线3之间的相应的连接管线(在图1中被标示为8)来连接外部引气源。高压地面连接件9被设计为防止通过高压地面连接件9从主管线3向外部的任何引气泄漏。

消耗系统10通过各种供给管线11连接至引气系统。这些供给管线通常也包括单向阀7，以防止气体从消耗装置到该系统的回流。另外，或者作为可供选择的办法，可以在到各消耗装置10的供给管线11中安装可控阀5。在图1中的上方的消耗装置10的情况下示出了到消耗装置10的安装有单向阀7的供给管线11。在图1中的下方的两个消耗装置10的情况下示出了到消耗装置10的安装有可控阀5的供给管线11。

消耗装置10可以通过一条或多条供给管线11连接至该系统。这尤其对于必须被连续供应的那种类型的消耗装置10来说是有利的。由于在具有两条或更多条管线11的消耗装置10的情况下必须做得到切断主系统的多个部分，所以在一条链(train)被切断时可以将供应从引气系统的一条链更换到另一条链。在图1的中间示出了包括两条供给管线11的消耗装置10。每条供给管线均具有单向阀7。这两条供给管线连接至引气系统的两条独立的线路(circuit)，它们可以通过开-关阀6而相互分离，从而在图1中形成了左边的和右边的分级回路(graduated circle)，它们均由发动机1来进行供应，或者由发动机1以及另外由辅助动力单元2来进行供应。

为了在引气供应系统中的泄漏或管线破裂的情况下能够快速做出反应或者防止较大的损坏，所有的可控阀5和开-关阀6均被设计为可以由安全装置12进行关闭。特别是利用可以通过监控这些管线附近的温度来检测并定位该系统的热气管线中的泄漏的过热检测系统(未示出)实现了与该系统中的泄漏等有关的监控。过热检测系统直接向安全装置12报告泄漏。由于安全装置12关闭离泄漏最近的阀，从而可以隔离引气供应系统的受泄漏影响的区域。此外，如果必要的话，通过关闭供给管线来停止来自受影响的发动机或辅助发动机的任何进一步的引气供应。为此，安全装置12通过控制管线连接至引气系统中的所有阀。在图1和图2中这些控制管线被示为虚线。

然而，就来自外部引气源的引气供应而言，来自外部源的引气供应不能被干脆痛快地自动停止。尽管通过机载警告系统和机载维护系统将泄漏显示在了飞机的驾驶舱中，但是当飞机在地面上时驾驶舱中没必要有任何人员。此外，显示器没有指示应当停止来自外部引气源的供应。因此，可能只在相当长的延迟后才被通知负责操作引气源的人员，或者可能根本没通知。在这两种情况下，从引气供应系统泄漏的热气可能已经对邻近于泄漏安排的飞机的组件和系统造成了持久的影响，结果会损坏对于飞机的安全运行非常重要的设备。

为了缩短泄漏之后的反应时间，根据本发明，提出了安全装置12评估所有可得到的信号，从而可以更加快速地检测出供应系统中的损坏点，以及可以通过迅速关闭引气的供应来防止严重的损坏。根据本发明，考虑了利用飞机的高压地面连接件9的引气供应期间发生泄漏的信息来评估过热检测系统的信号。图2示出了具有这种安全装置12的供应系统。在优选实施例中，安全装置12连接至高压地面连接件和引气供应系统之间的受控开-关阀6。高压地面连接件9和主管线3之间的开-关阀6以这样的方式被控制：在利用高压地面连接件9进行引气供应期间，引气供应系统中一发生泄漏就关闭该阀。通常，在飞机内部的引气源1和2中，开-关阀6被有利地安排在引气供应系统到高压地面连接件9的入口处。开-关阀6还可以包括多个单独的阀(未示出)，它们可以分别开启和关闭供给管线的各条链。

用于飞机的引气供应系统的安全装置12包括三个组件。这些组件构成了该系统的一部分，但是，和整个系统一样，它们还可以包括其他组件和局部系统。安全装置12的这三个组件是连接显示装置13、开口信号装置14、及滤波器装置15，以下将参考图3对它们加以阐述。

安全装置12的连接显示装置13被用于产生示出通过高压地面连接件9对飞机进行引气供应的的地面连接信号。在最简单的情况下，该信号表示引气源连接至高压地面连接件9。该信号可以利用机械传感器(例如，开关、按钮等)来产生，但也可以利用非接触传感器来产生。为了监控来自外部引气源的实际的引气供应，有利地使用高压地面连接件9上的或其供给管线8上的压力传感器、流量传感器、或温度传感器。各种传感器的组合可以在检测所产生的信号反映实际的外部引气供应时提高可靠性。

开口信号装置14用于产生表示引气供应系统的管线中的泄漏的开口信号。为了产生该信号，该开口信号装置14可以基于过热检测系统的泄漏信号。由于高压，即使在引气系统的冷气管线中出现泄漏的情况下，也可能引起对飞机系统造成损坏，开口信号装置14还可以利用管线系统该部分的泄漏警告信号来产生开口信号。在这种情况下，基于两种泄漏信号的逻辑或(OR)操作来有利地形成开口信号。在上下文中，术语逻辑或操作涉及多种泄漏信号的连接(linkage)，当发生至少一种泄漏时该连接产生显示存在泄漏的控制信号。根据将要处理的信号的形式，该工程逻辑(engineering logic)的技术实施例可以因此绝对不同于技术或操作(technical ORoperation)。

安全装置12的滤波器装置15用于根据地面连接信号以及根据开口信号来产生报警信号。由于第三报警信号的信息内容表示飞机的引气系统中已经发生了泄漏且由利用高压地面连接件9的外部引气源来进行飞机的引气供应，因此，有利地基于地面连接信号与开口信号的逻辑与(AND)操作来产生报警信号。术语逻辑与操作涉及产生只有在存在开口信号装置14的泄漏信号和连接显示装置13的信号的那些情况下才产生表示利用高压地面连接件9的外部引气供应的情况下的泄漏的信号(该信号表示外部引气供应)的操作。根据地面连接信号和开口信号的设计，逻辑与操作也可以被设计为技术或操作等。

可以以电子电路的形式或者以数据处理电路中的自动控制程序的形式来设计所描述的安全装置12的三个组件，即，连接显示装置13、开口信号装置14、及滤波器装置15。

由安全装置12的报警信号来控制高压地面连接件9和主管线3之间的开-关阀6，使得在控制信号的信息内容一反映在利用高压地面连接件9进行引气供应时引气供应系统中出现泄漏该阀就关闭。

作为可供选择的方法或者另外的方法，报警信号还可以用于自动终止向高压地面连接件9供应引气，即，该报警信号可以用于停止从飞机的外部将引气供应到高压地面连接件9中。为此，确保到飞机的外部区域的第三控制信号的传输，并停止进一步将引气供应至高压地面连接件。在优选的实施例中，为了这个目的，在高压地面连接件9上设置电或光插入接点(electrical or optical plug-incontact)(未示出)。该电或光插入接点(未示出)与来自外部引气源的供给管线上的互补插入接点(未示出)配合，使得当供给管线连接至高压地面连接件时自动形成安全的插入连接。

利用以这种方式产生的插入连接传输的报警信号现在可以既用于阻断将引气供应到飞机的高压地面连接件的管线，以及可替换地，或者另外，又用于关闭向飞机的高压地面连接件9供应引气的装置。

优选地在供给管线8中安排开-关阀6作为用于阻断供给管线的装置，该阀被设计为在报警信号一检测到泄漏和外部引气供应的组合时就通过该报警信号关闭。设置用于切断外部引气源的控制电路(未示出)作为用于切断外部引气供应的装置。在报警信号的信息内容表示泄漏和外部引气供应的组合的那些情况下，该控制电路使引气源被切断。该控制电路可以被设计为电子电路的形式或者数据处理电路中的自动控制程序的形式。

在其他优选实施例中，安全装置12连接至包括声学警告装置13a以及光学警告装置13b的连接显示装置13。从而根据本实施例的连接显示装置13在飞机的外部区域产生声学的警告声音和/或光学的警告信号。连接显示装置13是考虑了在来自外部源的引气供应期间引气系统中的泄漏的情况中的特定危险情况的警告装置。该连接显示装置13产生作用于人类感官知觉的警告信号，从而将危险情况通知给负责人员。

有利地，在机载警告/维护系统(未示出)上显示或发射警告信号。为了将危险情况警告给飞机外部区域中的操作人员(尤其是固定的或移动的外部引气供应装置的操作人员)，连接显示装置13有利地包括飞机外壳上的电声或电光变换器(transducer)。在另一个有利的实施例中，连接显示装置13包括能够在操作人员的通信装置上触发声学的和/或光学的警告信号的无线电装置。

根据本发明设计的安全装置12使得可以主要通过以下三种方式来快速中断来自外部源的引气供应，即，由可控制的飞机内部的开-关阀6来启动中断，通过在外部向地面人员发送信号来启动中断，或者通过由可控制的外部装置(可以是用于引气本身的压缩机也可以是外部管线中的阀)来启动中断。各个解决方案的优点或缺点包括：增加飞机重量但另一方面使飞机的该系统独立的可自动控制的内部阀。当将信号发送给地面人员时，后者必须能够作出反应并必须处于装置13a或13b所能及的范围内。另一方面，在外部发送信号提供了特别简单的解决方案，其也可以完全是飞机本身的一部分，使得飞机不依赖外部装置来进行信号发送。最后，在可自动控制的外部装置(即，阀或压缩机)的情况下，需要到外部的电缆连接。为此，需要既在飞机上又在地面上的另外的接口。另一方面，以这种方式，可以节省飞机的重量(开-关阀6的重量)，并且系统运行不依赖于地面人员。

根据给定的应用情况考虑各自的优点和缺点，本领域的普通技术人员将从所描述的解决方案中选出适合的解决方案。

由于本发明显著缩短了停止来自外部引气源的引气供应所用的时间，所以比到目前为止的情况都早地保护了飞机中位于引气供应系统中的泄漏附近的系统，使之免于受到引气的任何破坏作用。因此，所提出的本发明对改善飞机运行安全作出了重要贡献。尽管参考特定实施例来描述本发明，但是本发明只受权利要求的主题的限制。具体地，对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，用于阻断引气管线、用于产生警告信号、以及用于关闭电气或气动可控装置的所有已知装置均可用在本发明的上下文中。

参考标号列表

1发动机

2辅助动力单元

3主供应管线

4来自气体发生器的供给管线

5可控阀

6开关阀

7单向阀

8来自外部引气供应的供给管线

9高压地面连接件

10消耗系统

11到消耗系统的供给管线

12安全装置

13用于产生地面连接信号的连接显示装置

13a声学警告装置，13b光学警告装置

14用于产生开口信号的开口信号装置

15用于产生报警信号的滤波器装置

Claims (11)

1.一种引气供应系统，用于利用一个或多个引气源(1、2)和一个或多个消耗装置(10)之间的多条引气供应管线(3、4、8、11)向飞机供应引气，每条引气供应管线均包括：至少一个阀(5、6、7)，用于设置通过所述引气供应管线的流通量；以及安全装置(12)，用于根据表示所述多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的开口的报警信号来关闭所述多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的所述阀(5、6、7)，

其特征在于，所述安全装置(12)包括：

连接显示装置(13)，用于在所述飞机的引气供应管线(8)连接至高压地面连接件(9)时产生地面连接信号，

开口信号装置(14)，用于产生表示所述引气供应系统的管线泄漏的开口信号，以及

滤波器装置(15)，用于根据所述地面连接信号以及根据所述开口信号产生所述报警信号，以及

开-关阀(6)被安排在连接至所述高压地面连接件(9)的所述引气供应管线(8)中，其中，可以根据所述开口信号来控制所述开-关阀(6)。

2.根据权利要求1所述的供应系统，其特征在于，

信号输出连接件将所述开口信号发射到连接至所述高压地面连接件(9)的外部引气供应源。

3.根据权利要求2所述的供应系统，其特征在于，

所述信号输出连接件被集成在所述飞机的所述高压地面连接件(9)中。

4.根据权利要求2所述的供应系统，其特征在于，

所述信号输出连接件连接至所述飞机的控制台。

5.根据权利要求1所述的供应系统，其特征在于，

所述连接显示装置(13)根据所述开口信号产生警告信号。

6.根据权利要求5所述的供应系统，其特征在于，

所述连接显示装置(13)包括用于产生声学的警告声音的声学警告装置(13a)，和/或包括用于在所述飞机的外部区域中产生光学的警告信号的光学警告装置(13b)。

7.一种用于控制引气供应系统的方法，所述引气供应系统用于利用一个或多个引气源(1、2)和一个或多个消耗装置(10)之间的多条引气供应管线(3、4、8、11)向飞机供应引气，每条引气供应管线均包括：至少一个阀(5、6、7)，用于设置流过所述引气供应管线的量；以及安全装置(12)，用于根据表示所述多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的开口的报警信号来关闭所述多条引气供应管线(3、4、8、11)中的至少一条中的所述阀(5、6、7)，其特征在于，

当所述飞机的引气供应管线(8)连接至高压地面连接件(9)时，由连接显示装置(13)产生地面连接信号；

通过开口信号装置(14)产生表示所述引气供应系统的管线泄露的开口信号，以及

利用滤波器装置(15)根据所述地面连接信号和所述开口信号产生所述报警信号，以及

其中，可以根据所述报警信号来控制连接至所述高压地面连接件(9)的所述引气供应管线(8)中的开-关阀(6)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

通过信号输出连接件将所述开口信号发送至连接至所述高压地面连接件(9)的外部引气供应源。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

由连接显示装置(13)根据所述开口信号产生警告信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述连接显示装置(13)在所述飞机的外部区域中发射声学的警告声音和/或光学的警告信号。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述连接显示装置以指定精度指示泄漏位置。

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