CN103939626B - 双闸门风扇空气调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双闸门风扇空气调节阀,该风扇空气调节阀(FAMV)采用可转动地附连在预冷却器的风扇旁通空气出口处的一对闸门。致动器接合闸门以便从第一闭合位置通过一定范围的运动同时转动到第二打开位置,其中所述闸门的后缘在第一闭合位置中密封地接合从预冷却器延伸的通风出口,并且风扇旁通气流通过将闸门定位在第一和第二位置间的运动范围内而被调节。

Description

双闸门风扇空气调节阀
技术领域
本发明的实施例一般涉及用于飞机环境控制预冷却器系统的风扇空气调节领域,并且更具体地涉及用于预冷却器的空气调节阀,该空气调节阀具有双闸门,该双闸门由单个致动器激励以镜像转动,从而用于流体的重新定向。
背景技术
大型商用飞机采用针对机舱气压和温度的环境控制系统(ECS),其依赖于来自发动机压缩机部分的放气。在具有涡轮风扇发动机的飞机中,压缩机放气经由称为预冷却器的热交换器通过转向的风扇旁通气流被冷却并且然后被传输到ECS系统以及使用该放气的任意其它系统。在紧密(约束)的发动机安装的情况下,自预冷却器的排气可非常接近其它硬件,如发动机附件、发动机后置固定件或支柱结构。可以相当高的马赫数流量运行的预冷却器排气对发动机的后置固定件的靠近还可产生不期望的高压损耗。这些压力损耗可对预冷却器性能和ECS系统的设计优化不利,特别是对现代的更高旁通率的涡轮风扇不利,在所述更高旁通率的涡轮风扇中,风扇旁通管的供给压力低于早先的涡轮风扇。现有技术的系统运用预冷却器上游的用于流量调节的风扇空气调节阀与安装在预冷却器的后面上的固定位置的通气孔的组合来使流体转向。
因此需要提供更高效的系统来通过减少来自热交换器排气流的压力损耗而控制风扇旁通气流并且还控制排气流的方向和模式。
发明内容
本文公开的实施例提供了风扇空气调节阀(FAMV),其使用可转动地附连在预冷却器的风扇旁通空气出口处的一对闸门。致动器接合所述闸门,以便同时从第一闭合位置转动到第二打开位置,在第一闭合位置处,所述闸门的后缘密封地接合自预冷却器延伸的通风出口,在第二打开位置处,通风出口的表面和所述闸门形成流动路径,以便在期望方向上引导排气流。
预冷却器系统中的风扇旁通空气的流动路径包含接收流入的风扇旁通空气的通风进口,并且预冷却器可操作地连接到通风进口以接收用于冷却压缩机放气的风扇旁通空气。通风出口可操作地连接到预冷却器以接收排出的风扇旁通空气。风扇空气调节阀(FAMV)具有可转动地连接到通风出口的一对闸门。致动器接合闸门,以便从第一闭合位置同时镜像转动到第二打开位置,其中所述闸门的后缘在闭合位置中密封地接合通风出口。
用于调节风扇旁通气流并且控制预冷却器系统中的排出的风扇旁通空气的方向和模式的方法由本文的实施例通过以下方式实现,即通过铰接位于预冷却器的出口处的双闸门以镜像转动。所述闸门接合从单个致动器延伸的拉杆,并且所述闸门被推进到闭合位置,在该位置中,该闸门的后缘密封地接合通风出口。闸门由单个致动器通过一定范围的运动到达完全打开位置而被驱动,以便使闸门从闭合位置转动到打开位置。流动体积由所述范围的运动内的闸门的位置调节,并且排出的风扇旁通气流的方向和流动模式由闸门控制。
本发明可包含风扇空气调节阀(FAMV),其可以包括转动地连接在风扇旁通空气冷却装置的空气出口处的至少一对闸门;以及接合闸门以便其同时从闭合位置转动到打开位置的致动器,其中所述闸门密封地接合从预冷却器延伸的通风出口。该FAMV还可包括容纳在每个闸门的前缘内以支撑闸门的转动的铰链杆。闸门从闭合位置到打开位置的转动可由致动器通过一定范围的运动控制,以便调节风扇旁通空气。所述致动器可包含可从相应于闭合位置的第一位置延伸到相应于打开位置的第二位置的推杆,并且该FAMV进一步包括拉杆,其连接在推杆上的单个铰接点处并且延伸到闸门上的铰接接头。该闸门可具有翼面形状,并且在每个闸门上的铰接接头大致位于中间翼弦。所述闸门可具有翼面形状。该闸门可包含翼面形状并且进一步包括:位于闸门的前缘间的气动中心体;容纳在每个闸门内用于转动闸门的铰链杆,基于闸门的转动建立的在第一个闸门和通风出口间的第一弦内流动路径以及在气动中心体和第一个闸门间的第二弦内流动路径,以及在第二个闸门和通风出口间的第一弦外流动路径和在气动中心体和第二个闸门间的第二弦外流动路径。铰链杆可位于接近翼面的1/4翼弦处。铰链杆可以被定位为最小化致动力。闸门可包括两个对称地相对的第一和第二闸门,每个闸门包含容纳在前缘内以支撑闸门的转动的铰链杆,并且进一步包括第二对闸门,其包括用腹板连接至第一闸门且与第一闸门间隔开的第三闸门,以及用腹板连接至第二闸门且与第二闸门间隔开的第四闸门,第一和第三闸门从闭合位置的转动在第二闸门和通风出口间产生第一弦外流动路径并且在第二闸门和第一闸门间产生第二弦外流动路径,并且第二闸门从闭合位置的转动在第四闸门和通风出口间产生第一弦内流动路径并且在第三闸门和第二闸门间产生第二弦内流动路径,并且其中密封接合通风出口的后缘包括第三和第四闸门的后缘,且第三闸门的前缘在闭合位置中与第四闸门的前缘密封。腹板包含多个流动通道。风扇旁通空气冷却装置可位于支柱整流罩内,并且弦内和弦外流动路径在支柱整流罩内横向引导流体,而多个流动通道垂直引导流体。流动通道可以向上和向下地引导流体。
本发明可包含预冷却器系统,其可包括接收流入的风扇旁通空气的通风进口;预冷却器,其可操作地连接到通风进口以接收风扇旁通空气;从预冷却器延伸以接收排出的风扇旁通空气的通风出口;风扇空气调节阀(FAMV),其具有可转动地连接在通风出口处的一对闸门;以及致动器,其接合闸门,以便同时从闭合位置同时转动到打开位置,其中所述闸门密封地接合通风出口。预冷却器系统还可包括在每个闸门中用以支撑闸门的转动的铰链杆。
闸门从闭合位置到打开位置的转动可由致动器通过一定范围的运动控制,以便调节风扇旁通空气。
所述致动器可包含可从相应于闭合位置的第一位置延伸到相应于打开位置的第二位置的推杆,并且该FAMV进一步包括拉杆,其连接在推杆上的单个铰接点处并且延伸到闸门上的铰接接头。闸门可以具有翼面形状。闸门可以具有翼面形状,并且在每个闸门上的铰接接头可位于中间翼弦附近。如果闸门具有翼面形状且可包括位于闸门的前缘间的气动中心体;容纳在每个闸门内用来转动闸门的铰链杆,基于闸门的转动建立的在第一个闸门和通风出口间的第一弦内流动路径以及在气动中心体和第一个闸门间的第二弦内流动路径,以及在第二个闸门和通风出口间的第一弦外流动路径,以及在气动中心体和第二个闸门间的第二弦外流动路径。铰链杆可定位为最小化致动力。
本发明可涉及用于调节和引导预冷却器中的风扇旁通空气的方法,该方法包括:推进位于预冷却器的出口处并且被铰接以便同时转动的双闸门到密封地接合通风出口的闭合位置;驱动接合到闸门的单个致动器通过一定范围的运动到达完全打开位置,从而使所述闸门从闭合位置转动到打开位置;通过在所述范围的运动内的闸门的位置而调节流动体积;以及用闸门偏转风扇旁通流动空气。
在上文中讨论的特征、功能和优点可以在本发明的各种实施例中独立实现,或者可以在其他实施例中结合,将参考以下说明和附图看出所述实施例的进一步的细节。
附图说明
图1是商用飞机的绘图,其显示了文中公开的风扇空气调节阀(FAMV)的实施例的放置;
图2是应用文中公开的实施例的飞机环境控制系统(ECS)的示意图;
图3是引用了涡轮风扇发动机和支撑结构的文中公开的实施例的安装细节的侧视图;
图4是图3的安装细节的俯视图;
图5是应用处于闭合位置的FAMV的第一实施例的热交换器系统的俯视截面图;
图6是图5中的热交换器系统的俯视截面图,其中FAMV处于打开位置中;
图7是用作图6和图7中的实施例的闸门的示例性翼面结构的等大的隐藏线示图;
图8是应用处于闭合位置的FAMV的第二实施例的热交换器系统的俯视截面图;
图9是图8中的热交换器系统的俯视截面图,其中FAMV处于打开位置;
图10是用作图8和图9中的实施例的闸门的示例性翼面结构的等大的隐藏线示图;
图11是FAMV处于闭合位置中的热交换器系统的第三实施例的俯视截面图;
图12是图11的实施例的俯视截面图,其中FAMV处于完全打开位置;以及
图13A是沿着线13-13的侧截面图,其显示了在闸门间连接腹板,所述闸门用作单个流动方向的垂直的流动控制叶片;
图13B是沿着线13-13的侧截面图,其显示了双流动方向的垂直的流动控制叶片;以及,
图14是用于调节和偏移排出预冷却器的风扇旁通气流的实施例的操作顺序的流程图。
具体实施方式
文中公开的实施例提供了风扇空气调节阀(FAMV),其在单个集成系统中结合了流量控制阀功能和分流器功能,以便控制来自预冷却器中的风扇旁通气流出口的具有最小化压力损耗的流动方向和流动模式。该实施例允许以比应用短促/欠缺致动的或固定的通气孔的现有技术的系统更少的移动部件、更低的成本以及更好的可靠性来转换/转向排气流。
参照图示,图1显示了商用飞机10,其具有经由结构支柱38(在图3中详细显示)安装到机翼的发动机12,所述结构支柱38被封闭在支柱整流罩14内。如图2、3、4所示,安装在支柱38下面且在支柱整流罩14内的预冷却器16通过管道20a和20b接收来自发动机的压缩机部分18的放气流。用于预冷却器16的冷却流从发动机风扇部分22中的旁通流中提取并且通过图2中示意性示出的管道24提供给预冷却器,管道24在图3中还被示为进口40。虽然在实施例中说明为用于空调系统的预冷却器,但FAMV可用于类似的风扇旁通空气冷却器,所述风扇旁通空气冷却器用于油冷却或用于风扇旁通空气冷却装置的其他应用。
如图2详细显示的,预冷却器16接收来自压缩机18的低压部分18a的流体和由高压阀19a调节的高压部分18b的流体,并且将来自压缩机放气的加压空气通过预冷却器16的阀19b提供到空调(AC)包26。在一个示例中,飞机压缩机放气还通过歧管31被供给到飞机中的后置货舱加热器28和散装货舱加热器30。大致由端口32a-32c表示的额外的出口可以被提供以便为如机翼防冰装置、发动机起动机、液压存储器增压装置和饮用水加压装置等系统传输所述放气。连接到歧管31的气动液压泵34还可由供给的放气提供动力。歧管31还可连接到飞机的辅助动力单元(APU),从而通过管道33a提供APU起动空气,并且通过管道33b从APU空气供给装置接收空气,以便提供空气到由阀35控制的其它飞机系统。这些系统是应用来自典型的预冷却器装置的放气的示例性系统,并且不意图限制或定义目前公开的实施例的操作。预冷却器16使用通过管道24提供的风扇部分旁通流来冷却放气,且提供到预冷却器的旁通流量由预冷却器出口处的FAMV36控制,将在下文更详细地说明FAMV36。进入预冷却器的压缩机放气的初始温度可在华氏300度到1000度的范围内。所引起的用于冷却预冷却器中的放气的风扇旁通空气的输出温度可达到华氏300度到600度的范围内的温度。因此,排出的风扇旁通空气的方向控制被保持在结构和操作约束内是至关重要的。
对于多发动机飞机,与关于图2描述的系统相似的系统可被表示为每个额外的发动机或一个额外的发动机通过适当的阀连接到歧管31中。
如图3以不实际描述结构附件的示意的形式所示,发动机12通过支柱整流罩14内的发动机支柱38安装到飞机。预冷却器16通过通风进口40连接,以从发动机12的风扇部分22接收旁通空气。对于所示的示例,如果通过预冷却器的风扇旁通空气被允许继续直接向后流动,则其会撞击到后置发动机固定件42,所述后置发动机固定件将发动机12的后端连接到支柱38。与预冷却器14的出口相接的FAMV36作为阀以控制风扇旁通空气通过预冷却器的流动,且另外作为分流器来引导后置发动机固定件42周围的排出流体,如图4最佳地显示。
图5示出了FAMV36关于预冷却器16的第一实施例的俯视图。通风进口40为预冷却器提供接收风扇旁通空气的接口。通风出口44从预冷却器16向后延伸。该通风出口可由足够容纳FAMV的热交换器后部的预冷却器的壁的延伸形成且不需要包含单独的组件。FAMV36包括流动控制和导向闸门46a和46b,其可绕中心铰链48转动。具有推杆52的致动器50从单个枢轴55通过拉杆54a和54b分别连接到闸门46a和46b以便同时运动。对于所示的实施例,闸门具有空气动力学形状或翼面形状,而拉杆54a和54b连接到翼面的大约中间翼弦处的铰接接头56a和56b。在如图5所示的闭合位置中,闸门46a和46b的后缘58a和58b分别抵靠通风出口44的后缘容纳,以便切断通过预冷却器16的风扇旁通空气流。未示出用于放气的流动管道的细节。
图6示出了在完全打开位置中的FAMV36。箭头60指示了风扇旁通空气流进预冷却器。致动器杆52延伸以同时将拉杆54a和54b从闭合位置向外拉出,使得闸门46a和46b围绕铰链48反向转动或镜像转动。箭头62表示的自预冷却器的排出流体通过闸门46a和46b从轴向流动方向转向为在弦内和弦外横向地通过预冷却器,以便绕后置发动机固定件42或其他热敏系统偏转(如图4最佳地显示)。风扇旁通空气的流动体积可通过以下方式由FAMV控制,即通过使用致动器50将闸门定位在沿图5中的完全闭合位置和图6中的完全打开位置之间的弧线63的任意期望的转动位置。来自压缩机部分的放气被传输通过预冷却器,该预冷却器基本垂直于箭头60表示的风扇旁通空气的流动方向(如进入和离开附图页的方向)。用于放气的流动管道的细节未示出。
图7示出了用于图5和图6的FAMV实施例的示例性翼面结构。闸门46a、46b的翼面运用铰链杆64,其被安装到通风出口的上部和下部结构。虽然图示的实施例提供了延伸完全通过该结构的铰链杆,但在可替换的实施例中,可以使用通过杆端部承受负载的硬壳式结构。每个闸门的前缘通过退切(relief)65而交替地缩进,从而容纳第二闸门的匹配的前缘元件。在前缘中的轴向孔67内支撑的轴承66容纳在铰链杆64之上,以便转动闸门。在结构上处于翼面的前缘68处的轴向孔可以构成翼面前缘的一部分或支撑所述前缘蒙皮以最小化缩进的退切。铰接接头56a、56b被提供以如前所述地附连到拉杆54a和54b。
图8示出了处于完全闭合位置的FAMV36的第二实施例。具有通风进口40和通风出口44的预冷却器16可以基本等同于关于图5和图6描述的最初的实施例。闸门70a和70b分别绕铰链72a和72b可转动。闸门70a和70b再次使用选择的翼面形状,并且本实施例中示出铰链72a和72b被安置在约1/4弦点处。具有推杆76的致动器74附连到闸门70a和70b,其中拉杆78a和78b位于铰接接头80a和80b处。拉杆78a和78b在铰接接头81连接到推杆76。气动中心体82位于闸门70a和70b的前缘间。如第一实施例中所述,当致动器处于杆76延伸的第一闭合位置时,闸门70a和70b转动并且其后缘密封在通风出口44的边缘上。此外,闸门70a和70b的前缘密封地接合气动中心体,因此阻断风扇旁通空气流动通过预冷却器16。
图9示出了处于完全打开位置的FAMV36的第二实施例。通过致动器74因杆76的缩回而处于第二打开位置,闸门70a和70b绕其各自的铰链72a和72b通过拉杆78a和78b转动,从而在闸门和通风出口之间以及在闸门和中央气动中心体之间产生风扇旁通空气的4个流动路径;两个弦外流动路径由箭头84a和84b指示,而两个弦内流动路径由箭头86a和86b指示。闸门70a和70b的气动形状提供了风扇旁通气流的高压和低压转向,从而实现期望的流体的弦外偏转。中心体82的后部延伸件88可用来进一步定义当闸门处于打开状态时流动路径的弦内极限位置。如第一实施例中所述,风扇旁通空气的流动体积可由FAMV通过以下方式控制,即通过使用致动器74将闸门定位在沿图8中的完全闭合位置和图9中的完全打开位置之间的弧线90的任意期望的转动位置。
铰链72a和72b在闸门的翼面形状中的定位可被完成以提供闸门通过操作范围的气动平衡。此外,铰接接头80a和80b以及铰链72a和72b的相对放置可被建立以最小化操作闸门通过从闭合位置到打开位置的运动范围所需的致动器力。
图10示出了应用在第二实施例中的闸门70a、70b的示例。铰链杆92延伸通过闸门的翼面形状并且位于约1/4弦点处或者否则如前所述由气动平衡考虑确定。虽然图中示出的实施例提供了延伸完全穿过该结构的铰链杆,但如前关于图7的示例性实施例所述,在可替换的实施例中,可以使用通过杆端部承受负载的硬壳式结构。转动轴承94被用来将闸门附连到从预冷却器出口(如通风出口的上壁和下壁)延伸的相关联的结构。铰接接头80a和80b为拉杆78a和78b提供连接点。
所说明的实施例中的拉杆被显示为刚性杆。在可替换的实施例中,可以使用具有适当的路线和附件的推拉缆绳附件,其具有或不具有弹簧复位元件。此外,虽然图中所示的拉杆被附连到中心定位的铰接点,但也可以通过从致动器推杆延伸的适当的横向固定件扩展,或通过使用V形拉杆而使用附连到闸门外围附近的铰接点的分叉杆。在其他实施例中,转动致动器可直接或通过齿轮系作用在铰链杆上。
如图11和图12所示,上述第一和第二实施例可结合在一个FAMV中,从而提供额外的方向控制和功能。如图11所示,在闭合位置中,FAMV36包含第一对流动控制和导向闸门100a和100b,其绕中心铰链102可转动。具有推杆106的致动器104自单个枢轴110通过拉杆108a和108b分别连接到闸门100a和100b,以便同时运动。闸门100a和100b的结构可与关于图7描述的结构比较。对于所示的实施例,闸门具有气动或翼面形状,并且拉杆108a和108b连接在翼面的大致中间翼弦的铰接接头112a和112b中。第二对闸门114a和114b通过中间腹板116刚性地连接到第一对闸门100a和100b,其将在随后作更详细描述。闸门114a和114b的结构可与关于图10所述的结构类似,但不具有铰链杆和轴承。在如图11中所示的闭合位置中,第二对闸门114a和114b的后缘118a和118b各自抵靠通风出口44的后缘被容纳。此外,前缘120a和120b相互接触以密封闭合,从而阻断风扇旁通气流通过预冷却器16。
在如图12中示出的完全打开位置中,绕铰链102转动的第一对闸门100a和100b替换了第二实施例中的中心体,产生了风扇旁通空气的四个流动路径;两个弦外流动路径由箭头122a和122b指示,而两个弦内流动路径由箭头124a和124b指示,其在第一对闸门100a和100b以及第二对闸门114a和114b之间。闸门114a和114b的气动形状提供了风扇旁通气流的高压和低压转向,从而结合闸门100a和100b产生的导向流来实现流体的期望的弦外偏转。再一次地,风扇旁通空气的流动体积可由FAMV通过以下方式控制,即通过使用致动器104将闸门定位在沿图11中的完全闭合位置和图12中的完全打开位置之间的弧线90的任意期望的转动位置。与之前的实施例相同的是,风扇旁通气流的调节通过在完全打开和完全闭合位置之间的范围内控制致动器而实现。
如图13A和图13B所示,中间腹板116可用来增加气流稳定性且可额外提供在向上或向下方向上的流体转向以进一步定向控制支柱整流罩14内的流动模式。腹板116产生多个通道126以在向下方向上引导如图13A中的箭头128所示的流体(在可替换的实施例中,还可提供单个向上的流体转向方向)。图13B说明了通过通道132和134产生的如箭头136和138所示的向上和向下的双向流动。
在操作中,本发明的实施例提供了如图14所示的方法,该方法用于通过在步骤1402铰接位于预冷却器的出口处的双闸门以便镜像转动,从而对风扇旁通空气进行流量控制。在步骤1404将闸门与从单个致动器延伸的拉杆接合,从而在步骤1406允许将闸门推进到闭合位置,并且后缘密封地接合通风出口。在步骤1408,致动单个致动器通过一定范围的运动到达完全打开位置允许闸门从闭合位置转动到打开位置。在步骤1410,通过闸门在所述范围的运动内的位置而调节流动体积,并且在步骤1412用闸门引导风扇旁通气流,从而允许气流的单作用控制按需要调节和偏转以及引导气流,从而避免敏感结构或组件以及在支柱整流罩内实现流场控制。
已按照专利法规的要求详细地说明了本公开的各个实施例,本领域技术人员将认识到对本文公开的具体实施例的改进和替换。这种改进在由所附权利要求定义的本发明的范围和意图内。

Claims (13)

1.一种风扇空气调节阀(FAMV),包括:
至少一对闸门,其可转动地附连在预冷却器的空气出口处;以及,
致动器,其接合所述闸门以便所述闸门从闭合位置同时镜像转动到打开位置,其中所述闸门密封地接合从预冷却器延伸的通风出口,其中所述致动器包含推杆,该推杆可从相应于所述闭合位置的第一位置延伸到相应于所述打开位置的第二位置,并且所述FAMV进一步包括拉杆,该拉杆连接在所述推杆上的单个铰接点处并且延伸到所述闸门上的铰接接头。
2.根据权利要求1所述的FAMV,进一步包括容纳在每个所述闸门的前缘内以支撑所述闸门的转动的铰链杆。
3.根据权利要求1或2所述的FAMV,其中所述闸门从所述闭合位置到所述打开位置的转动可由所述致动器通过一定范围的运动来控制,以便调节风扇旁通空气。
4.根据权利要求1所述的FAMV,其中所述闸门具有翼面形状,并且每个闸门上的所述铰接接头大致位于中间翼弦处。
5.根据权利要求1或2所述的FAMV,其中所述闸门具有翼面形状。
6.根据权利要求1或2所述的FAMV,其中所述闸门包含翼面形状,并且所述FAMV进一步包括:
位于所述闸门的前缘之间的气动中心体;
容纳在每个所述闸门内以用于所述闸门的转动的铰链杆,基于所述闸门的转动而建立的第一弦内流动路径、第二弦内流动路径、第一弦外流动路径和第二弦外流动路径,所述第一弦内流动路径在第一个闸门和所述通风出口之间,并且所述第二弦内流动路径在所述气动中心体和所述第一个闸门之间,并且所述第一弦外流动路径在第二个闸门和所述通风出口之间,并且所述第二弦外流动路径在所述气动中心体和所述第二个闸门之间。
7.根据权利要求6所述的FAMV,其中所述铰链杆位于靠近所述翼面的1/4翼弦处。
8.根据权利要求6所述的FAMV,其中所述铰链杆定位为使致动力最小化。
9.根据权利要求1所述的FAMV,其中所述至少一对闸门包括两个对称地相对的第一闸门和第二闸门,每个闸门包含容纳在前缘内以支撑所述闸门的转动的铰链杆,并且所述FAMV进一步包括:
第二对闸门,其包括由腹板附连至所述第一闸门并且与所述第一闸门间隔开的第三闸门以及由腹板附连至所述第二闸门并且与所述第二闸门间隔开的第四闸门,所述第一闸门和第三闸门从所述闭合位置的转动在所述第二闸门和所述通风出口之间产生第一弦外流动路径,并且在所述第二闸门和所述第一闸门之间产生第二弦外流动路径,并且所述第二闸门从所述闭合位置的转动在所述第四闸门和所述通风出口之间产生第一弦内流动路径,并且在所述第三闸门和第二闸门之间产生第二弦内流动路径,并且其中密封地接合所述通风出口的所述后缘包括所述第三闸门和第四闸门的后缘,并且所述第三闸门的前缘在所述闭合位置中与所述第四闸门的前缘密封。
10.根据权利要求9所述的FAMV,其中所述腹板包含多个流动通道。
11.根据权利要求10所述的FAMV,其中所述预冷却器位于支柱整流罩中,并且所述弦内流动路径和弦外流动路径在所述支柱整流罩内横向引导流体,而所述多个流动通道垂直引导流体。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的FAMV,其中所述流动通道向上和向下地引导流体。
13.一种用于在预冷却器中调节和引导风扇旁通空气的方法,其包括:
推进位于预冷却器的出口处并且被铰接以便同时镜像转动的双闸门到密封地接合通风出口的闭合位置;
驱动接合到所述闸门的单个致动器通过一定范围的运动到达完全打开位置,从而使所述闸门从所述闭合位置转动到打开位置,其中所述致动器包含推杆,该推杆可从相应于所述闭合位置的第一位置延伸到相应于所述打开位置的第二位置,并且所述FAMV进一步包括拉杆,该拉杆连接在所述推杆上的单个铰接点处并且延伸到所述闸门上的铰接接头;
通过在所述范围的运动内的闸门的位置而调节流动体积;以及
用所述闸门偏转风扇旁通流动空气。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3015573B1 (fr) * 2013-12-19 2015-12-11 Snecma Turbomachine d'aeronef comportant un echangeur de chaleur du type pre-refroidisseur
US10487690B2 (en) * 2014-08-18 2019-11-26 Rohr, Inc. Actively controlled cooling air exhaust door on an aircraft engine nacelle
US10087884B2 (en) 2014-12-15 2018-10-02 United Technologies Corporation Stepped fairing modulated exhaust cooling
DE102015201619B3 (de) 2015-01-30 2016-07-14 Ford Global Technologies, Llc Ladeluftkühler
FR3034139B1 (fr) * 2015-03-25 2018-07-27 Airbus Operations (S.A.S.) Turbomachine d'aeronef comprenant un systeme de prelevement d'air
CA3000736A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Bombardier Inc. Aircraft cabin air temperature sensing apparatus and system using passive air flow
USD791299S1 (en) * 2016-01-08 2017-07-04 Edwin S. Neuberger Duct puller
US10557416B2 (en) * 2017-06-12 2020-02-11 United Technologies Corporation Flow modulating airfoil apparatus
FR3071551B1 (fr) * 2017-09-26 2019-11-01 Safran Aircraft Engines Echangeur de chaleur de type air/fluide
US11378009B2 (en) * 2019-05-15 2022-07-05 Raytheon Technologies Corporation Multi-mode heat rejection system for a gas turbine engine
EP3741678A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-25 Airbus SAS Regulating valve for a heat exchanger system of an aircraft propulsion system
EP3851659B1 (en) * 2020-01-15 2022-08-17 Airbus Operations (S.A.S.) Cold regulating valve for a heat exchanger system of an aircraft propulsion system
CN112460489B (zh) * 2020-11-03 2022-08-30 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种自适应流量分配调节装置
CN112460490B (zh) * 2020-11-03 2022-09-02 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 一种自适应流量分配调节装置设计方法
FR3117149B1 (fr) * 2020-12-03 2022-10-21 Safran Aircraft Engines Ecope pour une turbomachine d’aeronef
CN114776402A (zh) * 2021-01-22 2022-07-22 中国航发商用航空发动机有限责任公司 航空发动机的轴承腔封严系统及其控制方法
US11384649B1 (en) 2021-02-11 2022-07-12 General Electric Company Heat exchanger and flow modulation system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706649A (en) * 1995-04-03 1998-01-13 Boeing North American, Inc. Multi axis thrust vectoring for turbo fan engines
CN100542894C (zh) * 2005-09-26 2009-09-23 法国空中巴士公司 提供有预冷却器的双流涡轮发动机
JP2010203715A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Panasonic Corp 加熱調理器
CN101875397A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 同济大学 一种飞艇用函道结构

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1568410A (en) * 1925-02-17 1926-01-05 Clarke C Minter Charge-supply means for internal-combustion engines and means for maintaining uniform mixture conditions of the charge
US5184461A (en) * 1990-05-11 1993-02-09 General Electric Company Method and apparatus for automatic bypass operation
US5113649A (en) * 1990-05-11 1992-05-19 General Electric Company Passive bypass valve assembly
GB9027782D0 (en) * 1990-12-21 1991-02-13 Rolls Royce Plc Heat exchanger apparatus
US5269135A (en) * 1991-10-28 1993-12-14 General Electric Company Gas turbine engine fan cooled heat exchanger
GB9215316D0 (en) * 1992-07-18 1992-09-02 Rolls Royce Plc Ducted fan gas turbine engine
US7493770B2 (en) * 2004-08-09 2009-02-24 General Electric Company Methods and apparatus for regulating airflow supply systems
US20070101731A1 (en) 2005-09-07 2007-05-10 United Technologies Corporation Deoxygenated fuel-cooled environmental control system pre-cooler for an aircraft
US20070077880A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Focxonn Technology Co., Ltd. Computer system airflow-guiding device
GB0607771D0 (en) * 2006-04-20 2006-05-31 Rolls Royce Plc A heat exchanger arrangement
GB2437295B (en) * 2006-04-20 2008-06-25 Rolls Royce Plc Aeroengine ventilation system
US20080083218A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 Arvin Technologies, Inc. Passive throttling valve outside of muffler
EP2085600B1 (en) * 2008-01-25 2012-06-27 United Technologies Corporation Thermal management system integrated pylon
US9062604B2 (en) 2011-01-14 2015-06-23 Hamilton Sundstrand Corporation Low pressure bleed architecture
US8397487B2 (en) 2011-02-28 2013-03-19 General Electric Company Environmental control system supply precooler bypass
US8904753B2 (en) * 2011-04-28 2014-12-09 United Technologies Corporation Thermal management system for gas turbine engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706649A (en) * 1995-04-03 1998-01-13 Boeing North American, Inc. Multi axis thrust vectoring for turbo fan engines
CN100542894C (zh) * 2005-09-26 2009-09-23 法国空中巴士公司 提供有预冷却器的双流涡轮发动机
JP2010203715A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Panasonic Corp 加熱調理器
CN101875397A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 同济大学 一种飞艇用函道结构

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Publication number Publication date
CN103939626A (zh) 2014-07-23
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US9206912B2 (en) 2015-12-08
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CA2831524C (en) 2017-03-07

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