CN104487346B - 飞机的应急动力供应装置和配备有这种装置的飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞机(1)的应急动力供应装置(3)，其包括至少一个设计为(在飞机飞行过程中)接收相对气流V的空气吸入管(5)、设置在所述管(5)中，由该相对气流V驱动的涡轮(25)，以及用于产生飞机动力的至少一个装置(31)，所述涡轮(25)与所述动力产生装置(31)相连，以至少在飞机的飞行状态下产生飞机所需的动力。

Description

飞机的应急动力供应装置和配备有这种装置的飞机
技术领域
本发明涉及飞机的应急动力供应装置和配备有这种装置的飞机。
背景技术
通常已知的是，不可以完全机械的方式在极端紧急情况下获得对飞机，尤其是特定尺寸的飞机的控制，其需要与主动力系统独立的电源。此电源必须自主地且无时间限制地传送足够的动力，以确保飞机的控制和飞机安全着陆。
通常，在目前的飞机上，具有辅助螺旋桨的被称为RAT(冲压空气涡轮)的系统作为极端应急电源使用。此系统传送水力或电力或这两种动力的结合，所述动力使飞机的关键系统供应有能量。
然而，RAT系统相对较重，并且必须展开以投入使用。而且，由于除了失效情况外不使用，因此难以测试并可能出现潜在的失效(非立即可见)。
发明内容
本发明专注于提供一种飞机应急动力供应装置，所述装置不需要机械系统展开，并使飞机的重量极大减轻。
提出一种飞机应急动力供应装置，其特征在于，其包括至少一个设计为在飞机飞行过程中容纳相对气流的空气吸入管、设置在所述管中以由相对气流驱动的涡轮以及至少一个发电用于飞机的装置，所述涡轮与所述发电装置相连，以至少在其飞行情况下发电用于飞机，
通过相对气流，我们目的在于由飞机自己的速度生成空气动力学流。
此布置的结果是，在飞行过程中，飞机的应急动力供应装置自主地且与飞机的主电源系统独立地起作用，并且可以安装在飞机上，而不需要展开机械系统，例如包括坚硬且笨重的传送装置的RAT系统。
所述涡轮和/或所述发电机有利地与它们的至少一个辅助驱动装置相连，以在飞机的所有工作状态下(在飞行的或在地面上的飞机)发电用于飞机。
辅助驱动装置有利地是具有由优选地来自飞机的空气源所供应的文丘里管的装置，并被设置或形成在空气吸入管中，以驱动所述涡轮。
此辅助驱动装置可与所述涡轮连接，以驱动所述涡轮或与其中断。
这样，当涡轮不可以由相对气流驱动时，辅助驱动装置可以在飞机在地面上的情况下与所述涡轮连接。而且，辅助驱动装置可在飞机飞行的情况下与涡轮中断，其中相对气流足够以足够的速度驱动涡轮，以提供所需要的动力，而其还可以在飞行中与涡轮相连，以提高飞机的驱动速度以及向飞机供应更大的动力。
所述管有利地包括至少一个空气入口和/或空气出口挡板，所述挡板在关闭位置与打开位置之间，优选是充分地关闭的位置和打开位置之间，以可调节方式移动，此挡板使所述涡轮的速度可进行调节用于所需要的动力。
所述空气吸入管优选地包括单一挡板，空气入口挡板或空气出口挡板。
所述应急动力供应装置有利地包括控制单元，所述控制单元与飞机的所述发电装置、所述辅助驱动装置以及所述空气入口和/或空气出口挡板相连，并可在自动控制所要求的动力时控制该装置，即以可调节的方式移动空气入口和/或空气出口挡板，并进行辅助驱动装置与涡轮的连接和/或中断。
还提出一种飞机，其设置有如以上所定义的应急动力供应装置。
发电装置有利地是飞机的一个发电机，具体地是飞机的一个主发电机，因此，其还使用为飞机的应急电源。
所述辅助驱动装置可以是飞机的电动机、飞机的推进引擎或飞机的APU装置(辅助动力单元)。
于是，所述发电机在名义模式由飞机的一个主电源(飞机马达/引擎，APU系统)中的一个驱动，在应急模式以独立的方式由空气吸入管的所述涡轮驱动，所述涡轮由飞机自己的速度产生的相对气流或空气动力学流致动。此结构限制了绝少使用或测试的总独立应急装置的潜在失效风险。
辅助驱动装置有利地是由飞机的空气源所供应的文丘里管装置，并设置和形成在空气吸入管中，以驱动所述涡轮，所述空气源例如是飞机的空气抽入装置或空调装置。
空气吸入管有利地形成为具有文丘里管的装置，所述文丘里管设置在相对于空气动力学空气流的涡轮的下游。
具有文丘里管的此装置可主要地在飞机在地面的情况下，在工作过程中由所述控制单元所控制，但是如上所述，其还可以在飞行期间进工作，以提高涡轮的速度并因此提高所生成的动力。
空气吸入管有利地包括形成在飞机机身的主体中的入口、形成在飞机机身的主体中的主零件以及形成在所述机身的主体中的出口，所述入口和/或所述出口设置有空气出口挡板，并在所述机身的主体的表面上向外打开。
此结构限制了特别针对于装置的空气动力学阻力，因为空气吸入管的主零件在飞机机身的主体内。
而且，空气吸入管的入口可以与飞机的空气吸入系统相连，例如，飞机的空调系统。
本发明还涉及一种飞机发电机的新利用，具体是作为飞机应急电源的一个飞机主发电机，所述发电机可利用设置在飞机的空气吸入管中以由飞机的飞行相对气流所驱动的至少一个涡轮所驱动，具体是利用例如上述的应急动力供应装置来驱动。
附图说明
目前，参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是根据本发明的实施例的设置有应急动力供应装置的飞机的截面图。
具体实施方式
在附图中所使用的相同的附图标记指的是相同或技术上等效的零件。
术语“较高的”、“中等的”和“较低的”指的是标准利用或组装模式的相对位置。
术语“纵向的”与“横向的”限定分别沿着给定的方向并在垂直于该方向的平面上延伸的零件。
参见图1，所示的包括一应急动力供应装置3的飞机1包括一空气吸入管5，所述空气吸入管5明显地在飞机纵轴d上，沿着飞机机身7的主体设置。此空气吸入管5可在飞机飞行的过程中，通过其入口9获取空气动力学流或相对气流V。
管5包括形成在飞机机身7的主体中的向前入口9(在附图的左侧)、形成在飞机机身7的主体中且与入口9连通的主零件11，以及设置在主零件11的后部并与该主零件11连通的出口13。
入口9包括朝向飞机机身7的主体的内部翻转的管状零件15。
出口13包括管状零件17，所述管状零件17朝向飞机机身7的主体的外部翻转，且在飞机机身7的主体的表面上向外张开。此开口13包括空气出口挡板19，所述挡板19可通过在与飞机机身7的主体相切的关闭位置(点划线)与从飞机机身的主体突出的打开位置之间的一(例如千斤顶型的)致动器21，以可调节的方式移动(如所示出)。
该空气吸入管的主零件11包括一向前展开的零件23，在该零件23中设有一涡轮25，以及具有减小的截面的后管状零件27，所述后管状零件27平行于飞机的纵轴d，并在该管中形成一文丘里管28。
该空气吸入管在此设置为平行于飞机的纵轴，但其也可横向于飞机的纵轴。
一空气喷射管29与飞机的空气源A，例如飞机的空气吸入系统或空调系统(未示出)相连，并设置在涡轮25的后部和该管的展开零件23中。此空气喷射管29将形成一气流，所述气流可驱动与文丘里管28配合的涡轮25。
同轴地设置到飞机机身的主体的轴线d上的涡轮25与飞机的发电机31，特别是飞机的一个主发电机相连。
发电机31还可利用例如飞轮类型的连接装置(未示出)与飞机的主电源，例如飞机的马达/引擎或APU装置(未示出)相连，当相对气流不存在或不足时由此马达/引擎驱动。
将涡轮与发电机相连的动作通过已产生的动力而可对涡轮进行一永久检查。如果该装置仅仅在紧急情况下使用，因而很少使用，则这将补救涡轮发生故障或该装置的潜在故障的问题。
因此，发电机31由该空气吸入管的所述涡轮25驱动，该涡轮由飞行中的飞机的自己的速度所产生的相对气流或空气动力学流V起动。
与飞机的控制面板(未示出)、发电机31、空气喷射管29的供应阀35、空气出口挡板19的致动器21和可能与所述连接装置相连的控制单元33控制应急动力供应装置3。对应于飞机的一给定状态，尤其是飞机的紧急状态，此控制单元33控制装置3，作为一对飞机所需能量的自动控制。因此，此控制单元33促使空气开口挡板19的移动和空气喷射管29的阀35的起动，以在对应于飞机所要求的发电机31的动力的速度下驱动涡轮25，特别是在紧急状态下。
现在描述装置3的功能。其由前述描述所产生。
我们考虑在飞行过程中的紧急情况。当在飞机的主电源装置中检测到故障时，认为出现此情况。通过产生报警，由检测飞机主电源装置的故障的飞机的动力管理装置(未示出)自动地执行飞机的电能供应到紧急模式的切换。
在飞机飞行过程中的紧急情况下，飞机飞行的相对气流V驱动涡轮25，并因此驱动相关联的发电机31，以产生飞机的应急动力。如果此所产生的动力不足够，则控制单元33可以根据空气源A打开空气喷射管的阀35，以提高涡轮25的速度，并因此提高发电机31所产生的动力。
应注意到，在飞机的正常功能中，该装置在飞行过程中通过由相对气流所驱动的涡轮来产生电力，在地面上通过由文丘里管装置的操作所驱动的涡轮来产生电力。
实施例的变型存在于本发明的框架内。
这样，在本发明的精神内，飞机的应急动力供应装置包括至少一个空气吸入管5，该空气吸入管设计为在飞机飞行过程中接收相对气流V；以及涡轮25，该涡轮25设置在所述管中，由相对气流驱动，所述涡轮与至少一个用于产生飞机所需动力的装置31相连，以至少在其飞行情况下产生飞机所需的动力。
由涡轮25驱动的发电机可以是应急动力供应装置3的一部分，也可以不是其一部分，涡轮的辅助驱动装置28，29也一样，使得该装置3可作为一独立单元移送并安装在飞机上。
其致动器未示出的以点划线表示的空气入口挡板37也可安装在空气吸入管的入口9处，此挡板可按照箭头，由控制单元从与机身相切的位置朝向外部打开，以利于获取空气吸入管中的空气。随后，该装置的控制可由入口挡板和/或出口挡板执行。
空气吸入管的入口还可与飞机的空调系统或与飞机的另一空气吸入系统相连。
已经提出的另一可能性通过一飞轮将发电机与APU装置或马达/引擎机械连接，这使发电机可以正常模式由所述马达/引擎驱动，并在故障情况下由涡轮驱动。
还可设想空气吸入管的其他形状。

Claims (8)

1.一种飞机的应急动力供应装置(3)，其特征在于，其包括至少一个设计为在飞机飞行过程中接收相对气流V的空气吸入管(5)、设置在所述空气吸入管(5)中由所述相对气流V驱动的涡轮(25)，以及至少一个动力产生装置(31)，所述涡轮(25)与所述动力产生装置(31)相连，以至少在飞机的飞行状态下产生飞机所需的动力，其中所述涡轮(25)和/或所述动力产生装置(31)与涡轮(25)和/或动力产生装置(31)的至少一个辅助驱动装置(28，29)相连或相联系，所述辅助驱动装置(28，29)是具有在所述涡轮(25)下游，由该飞机的空气源(29)供应的文丘里管(28)的装置，并设置或形成在所述空气吸入管(5)中，以驱动所述涡轮(25)。
2.根据权利要求1所述的飞机的应急动力供应装置(3)，其中所述辅助驱动装置(28，29)可与所述涡轮(25)相连以驱动所述涡轮，或与该涡轮断开。
3.根据权利要求1或2所述的飞机的应急动力供应装置(3)，其中所述空气吸入管(5)包括至少一个空气入口和/或空气出口挡板(19)，所述挡板(19)能够在一关闭位置与一打开位置之间以可调节的方式移动。
4.根据权利要求3所述的飞机的应急动力供应装置(3)，其中所述应急动力供应装置(3)包括一控制单元(33)，所述控制单元(33)与所述飞机的动力产生装置(31)、所述辅助驱动装置(28，29)以及所述空气入口和/或空气出口挡板(19)相连，并可作为所需动力的自动控制来控制该应急动力供应装置(3)。
5.一种配备有根据前述权利要求中任何一项所述的飞机的应急动力供应装置(3)的飞机，其中动力产生装置(31)是该飞机的发电机。
6.根据权利要求5所述的飞机，其中所述空气吸入管(5)包括形成在飞机机身(7)的主体中的入口(9)、形成在飞机机身(7)的主体中的主零件(11)，以及形成在机身的主体中的出口(13)，所述入口和/或所述出口设置有空气出口挡板(19，37)，并在所述机身(7)的主体的表面向外打开。
7.根据权利要求5所述的飞机，其中所述动力产生装置(31)通过一飞轮与所述飞机的APU装置或与一马达/引擎相连，以使该动力产生装置(31)可在正常模式由所述马达/引擎驱动，并在故障情况下由所述涡轮驱动。
8.一种作为飞机的应急电源的飞机(1)的动力产生装置(31)的利用，所述动力产生装置(31)可由设置在所述飞机的空气吸入管(5)中以由该飞机的飞行的相对气流V驱动的至少一个涡轮(25)来驱动，其中所述涡轮(25)和/或所述动力产生装置(31)与该涡轮(25)和/或动力产生装置(31)的至少一个辅助驱动装置(28，29)相连或相联系，所述辅助驱动装置(28，29)是具有文丘里管(28)的装置，所述文丘里管(28)由空气源(29)供应，并设置或形成在所述空气吸入管(5)中，以驱动所述涡轮(25)。
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