CN104925260A - 用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统 - Google Patents

用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104925260A
CN104925260A CN201510125082.7A CN201510125082A CN104925260A CN 104925260 A CN104925260 A CN 104925260A CN 201510125082 A CN201510125082 A CN 201510125082A CN 104925260 A CN104925260 A CN 104925260A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aircraft
pressure
flow
valve
cockpit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510125082.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104925260B (zh
Inventor
塞巴斯蒂安·克里蒂安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of CN104925260A publication Critical patent/CN104925260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104925260B publication Critical patent/CN104925260B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/02—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being pressurised
    • B64D13/04—Automatic control of pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/02—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being pressurised
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Abstract

公开一种用于控制飞机座舱(11)中的压力的方法和系统。在该方法中，在飞机飞行操作期间，至少一个出流阀(12)的有效流横截面面积受控，以调节通过出流阀(12)离开飞机座舱(11)的气流，使得飞机座舱(11)内的压力根据预定的座舱压力控制策略受控。此外，在飞机飞行操作期间，至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积受控，以调节通过负安全阀(14)进入飞机座舱(11)的气流，从而避免飞机座舱(11)内的压力和飞机座舱(11)外主导的环境压力之间的负压差超过预定阈值。在飞机的地面操作期间，至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积受控，以使飞机座舱(11)内的压力和飞机外主导的环境压力均衡。

Description

用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统。
背景技术
在飞机座舱中，例如从DE102006016541A1或WO2007/115811A1已知的飞机空调系统确保必要的空气交换、座舱温度和座舱增压的控制。座舱内部压力通过座舱压力控制系统控制，该座舱压力控制系统包括布置在飞机机身蒙皮区域中的可控的空气出口阀。座舱压力控制系统通常包括至少一个出流阀。典型地，现代客机的座舱压力控制系统配备有设置在飞机的前腹部和后腹部区域中的两个或更多出流阀。
在飞机飞行操作期间，座舱压力根据需要通过适当地控制至少一个出流阀的有效出流面积来调节。在飞机的地面操作期间，出流阀完全打开以使飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力均衡。具体地，出流阀通常被设计为确保当飞机在地面上时，飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压差不超过2hPa。出流阀在飞机的地面操作期间的压力控制作用对于出流阀的设计是决定性的，特别是出流阀的最大有效出流面积以及因此出流阀的总体尺寸和重量。
座舱压力控制系统还包括至少一个负安全阀。如果在飞机飞行操作期间，例如在飞机快速下降期间，环境压力超过座舱压力，则该负安全阀被打开以允许环境空气进入飞机座舱。在飞机的地面操作期间，负安全阀不起作用并保持关闭。
发明内容
本发明目标旨在提供用于控制飞机座舱中的压力的可靠方法和系统，该方法和系统能够得到更轻型且更灵活的座舱压力控制系统的设计。
该目标通过如下限定的用于控制飞机座舱中的压力的方法并通过如下限定的用于控制飞机座舱中的压力的系统实现。
在用于控制飞机座舱中的压力的方法中，在飞机飞行操作期间，至少一个出流阀的有效流横截面面积受到控制，以便调节通过出流阀离开飞机座舱的气流，使得飞机座舱内的压力根据预定的座舱压力控制策略受到控制。在用于控制飞机座舱中的压力的方法中，在飞机飞行操作期间，出流阀的有效流横截面面积因此以与在传统的飞机座舱压力控制方法中类似的方式受到控制，以便调节飞机座舱内所需的压力。预定的控制策略可涉及例如依据飞机座舱内的压力的设定压力值控制出流阀的有效流横截面面积，该设定压力值可根据例如飞机的巡航高度改变。例如，根据预定的控制策略，出流阀的有效流横截面面积可根据需要增加或减小，以将飞机座舱内的实际压力调节至与巡航高度相关的设定压力值。
此外，在用于控制飞机座舱中的压力的方法中，在飞机飞行操作期间，至少一个负安全阀的有效流横截面面积受到控制，以便调节通过负安全阀进入飞机座舱的气流，从而防止飞机座舱内的压力和飞机座舱外主导的环境压力之间的负压差超过预定的阈值。因此，类似于出流阀的有效流横截面面积，负安全阀的有效流横截面面积也以与在传统的飞机座舱压力控制方法中类似的方式受到控制，以便防止飞机座舱内的压力和环境压力之间形成不期望的负压差。例如，在飞机快速下降期间，负安全阀的有效流横截面面积可被增加，以使环境空气能够进入飞机座舱，从而使(较高的)环境压力和(较低的)座舱压力之间均衡。
负安全阀可被设计为当飞机座舱内的压力和环境压力之间的负压差超过预定的阈值时被动地打开。然而，也可以想到例如通过适合的驱动单元主动打开负安全阀，以便在飞机座舱内的压力和环境压力之间的负压差超过预定的阈值时使(较高的)环境压力和(较低的)座舱压力之间均衡。然而，如果座舱压力比环境压力高，负安全阀通常保持在其关闭状态，即负安全阀的有效流横截面面积被设定为零，以防止飞机座舱和环境之间通过负安全阀进行空气交换。
最后，在飞机的地面操作期间，用于控制飞机座舱中的压力的方法涉及控制至少一个负安全阀的有效流横截面面积，以使飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。因此，与传统的飞机座舱压力控制方法不同，在根据本发明的用于控制飞机座舱中的压力的方法中，在飞机的地面操作期间，负安全阀用于使飞机座舱内的压力和环境压力均衡，即假如当飞机在地面上时，存在飞机座舱内的压力和环境压力之间的压力差，负安全阀被打开直到达到足够的压力均衡，例如，直到飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压力差降至预定的阈值以下。
在用于控制飞机座舱中的压力的方法中，负安全阀因此实现双重功能，一方面在飞机飞行期间防止飞机座舱内的压力和环境压力之间形成不期望的负压差，而另一方面在飞机的地面操作期间提供飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间的均衡。换句话说，当飞机在地面上时，负安全阀被打开，优选地为主动打开，而在飞机飞行操作期间，负安全阀如上所述地被控制，即通常为关闭的，但当飞机座舱内的压力和环境压力之间的负压差超过预定的阈值时被打开，优选地被动打开。因此，设计用于地面操作的情况的出流阀不再是必须的，仅仅在地面操作的情况中，出流阀必须提供飞机座舱内的压力和环境压力的均衡。相反，当出流阀用来调节离开飞机座舱的气流以适当地控制飞机座舱内的压力时，出流阀的设计可根据在飞机的飞行操作期间的流横截面面积的需求进行调节。这使得能够关于在飞机的飞行操作期间的飞机座舱内的压力控制而优化流阀的设计。
同时，负安全阀的设计不需要过多的调整，因为负安全阀的最大有效流横截面面积通常是根据负安全阀在飞机飞行操作期间所需的压力均衡特性设计的，也足以在飞机的地面操作期间提供飞机座舱内的压力和环境压力之间所需的均衡。因此，用于控制飞机座舱中的压力的方法不需要显著改变座舱压力控制系统的整体系统结构。
当基于飞机飞行操作期间的流横截面面积需求设计出流阀时，出流阀可以为更小且更轻型的设计。这不仅有利地使出流阀的重量减小，并且使必须提供在飞机的外蒙皮中用以安装出流阀的切口的尺寸减小，还使出流阀的定位更加灵活。出流阀更灵活的定位可使得将出流阀直接置于需要空气抽出之处成为可能，从而使管道和诸如风扇的附加输送装置能够省去。此外，除了诸如座舱置换通风系统的座舱压力控制系统，出流阀更灵活的定位可使出流阀用在飞机系统中更具吸引力。如果需要，除了座舱压力控制系统，飞机可被配备以多个出流阀用以支撑飞机系统和/或用以增加座舱压力控制系统的系统整体可靠性而不增加太多重量。最后，用于防止飞机座舱的不期望的降压的出流阀的所谓逸出保护可被省去。
另外，较小的出流阀可以实现为具有较小量的移动部分，这使得必要的维护工作减少和出流阀的操作可靠性增加。而且，出流阀可被设计为如将在下面更详细解释那样的能够使推力恢复。关于出流阀在飞行期间操作的出流阀的设计优化可进一步实现更稳定的优化的座舱压力控制并减小由出流阀在某些操作条件下产生的宽频和音频噪声。因此，飞机座舱内的舒适度可增加。最后，考虑到飞机座舱可能的失压，由于出流阀故障的重大影响较少，包括具有较小的最大流横截面面积的出流阀的座舱压力控制系统的总体操作可靠性增加。
基本上，在用于控制飞机座舱中的压力的方法中，在飞机的地面操作期间，飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间的均衡可排他地通过适当地控制负安全阀来实现，例如通过控制负安全阀到完全打开状态。然而，也可以想到在飞机的地面操作期间控制至少一个出流阀和/或诸如至少一个空气抽出阀的另一阀进入完全打开状态，以使飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。在飞机的地面操作期间所需的压力均衡仍主要通过负安全阀发生，但通过出流阀的空气交换支持。在飞机的地面操作期间可更快且更可靠地达到压力均衡。另外，即使出流阀的最大流横截面面积的尺寸比传统出流阀的最大流横截面面积的尺寸小，在设计负安全阀时也可考虑出流阀对于压力均衡过程的贡献。
在用于控制飞机座舱中的压力的方法的优选的实施例中，在飞机的地面操作期间，至少一个负安全阀的有效流横截面面积受到控制，以确保飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压差不超过2hPa。飞机座舱内的压力和环境压力之间的压差的阈值为2hPa符合目前的安全需求。在飞机的地面操作期间，如果出流阀如上所述受到控制进入其完全打开状态，优选地在控制负安全阀的有效流横截面面积时考虑出流阀对压力均衡过程的贡献，以确保飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压差不超过2hPa。换句话说，在飞机的地面操作期间，如果出流阀如上所述受到控制进入其完全打开状态，负安全阀的有效流横截面面积可根据出流阀对压力均衡过程的贡献受到控制，以确保通过负安全阀和出流阀的压力均衡使飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压差低于2hPa。
负安全阀可包括开口襟翼(opening flap)，该开口襟翼被偏压机构以预定的偏压力偏压到关闭位置。偏压机构可包括例如至少一个弹簧元件。优选地，该开口襟翼在其关闭位置被布置为与飞机蒙皮的围绕该开口襟翼的区域齐平。在其打开位置，该开口襟翼可相对于飞机蒙皮的围绕该开口襟翼的区域向内延伸，即该开口襟翼在其打开位置可延伸到飞机内部中。开口襟翼的这个设计确保在飞机飞行操作期间，负安全阀是关闭的，除非飞机座舱内的压力和飞机座舱外主导的环境压力之间的负压差超过由偏压机构施加到开口襟翼的偏压力。然而，如果飞机座舱内的压力和环境压力之间的负压差超过由偏压机构施加到开口襟翼的偏压力，由于与作用于开口襟翼的内表面上的较低的座舱压力相比，作用于开口襟翼的外表面上的环境压力较高，开口襟翼反抗偏压机构的偏压力向内枢转，即向飞机内部枢转。通过因此打开的负安全阀的流横截面面积，环境空气可进入飞机座舱，以提供飞机座舱和环境之间的压力均衡。
然而，也可想到对负安全阀提供以下开口襟翼，该开口襟翼在其打开位置相对于飞机蒙皮的围绕该开口襟翼的区域向外延伸，即在飞机飞行操作期间，在其打开位置延伸到沿飞机蒙皮的外表面流动的气流中。负安全阀还将适合于同时接管紧急冲压空气入口的至少一部分的功能，该紧急冲压空气入口在紧急情况下，例如在发生飞机空调系统故障时用于向飞机座舱供应环境空气。
优选地，负安全阀进一步包括驱动机构，在飞机的地面操作期间，该驱动机构反抗由偏压机构施加于开口襟翼的偏压力将开口襟翼驱动到打开位置。基本上，在飞机的地面操作期间，该驱动机构可简单地将开口襟翼驱动进入完全打开位置，以使得尽可能快地发生飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间所需的均衡。然而，也可以想到，在飞机的地面操作期间，驱动机构将开口襟翼驱动进入不同位置以改变负安全阀的有效流横截面面积，从而根据需要控制飞机座舱和环境之间的压力均衡过程。开口襟翼的移动可以是分步的或是连续的。
至少一个出流阀可包括具有加速部分的空气出流通道。在流过出流通道的加速部分时，通过出流阀离开飞机座舱的气流可被加速。通过在出流通道的加速部分对通过出流阀离开飞机座舱的气流进行加速，可实现出流阀的推力恢复功能。出流通道的加速部分可包括文丘里管，即在其中心区段具有流横截面面积减少的部分的固定管。因此，通过出流阀离开飞机座舱的气流可通过固定部分被加速，然而，传统的出流阀配备有移动部分。因此，关于通过出流阀离开飞机座舱的气流的加速，具有固定部分的出流阀带来更好的效果。
优选地，在流过出流通道的加速部分时，通过出流阀离开飞机座舱的气流被加速到接近超音速。这提供在低压力损失风险下的宽范围的操作。
离开飞机座舱并进入出流通道的加速部分的气流可通过设置在加速部分上游的控制襟翼来控制。该控制襟翼可以是蝶形阀，其可被设计为在气动声学和速度方面优化气流。该控制襟翼可主动控制离开飞机座舱并进入出流通道的加速部分的气流，即可被分步地或连续地移动到不同位置中以改变出流阀的有效流横截面面积。然而，也可以想到对出流阀提供以下控制襟翼，该控制襟翼仅能够在完全关闭和完全打开位置之间移动。
优选地，通过出流通道的加速部分的气流方向基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮的外表面的气流方向。这可通过布置出流通道的加速部分以使其纵向轴线基本平行于飞机蒙皮延伸而实现。出流通道的加速部分的开口区域可基本垂直于通过加速部分的气流延伸，从而使无阻碍且未偏转的气流离开加速部分进入环境，以提供有效的推力恢复。加速部分可被连接到提供在飞机蒙皮中的开口，以通过连接部分从飞机内部排出座舱空气，该连接部分的纵向轴线可以以相对于通过加速部分的气流方向大约成25°至65°角延伸。因此，在该连接部分中，离开提供在飞机蒙皮中的开口的座舱空气可被偏转，以获得沿基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮的外表面的气流方向的方向通过加速部分的所需气流。
用于控制飞机座舱中的压力的系统包括至少一个出流阀、至少一个负安全阀和控制单元。该控制单元适于在飞机飞行操作期间控制至少一个出流阀的有效流横截面面积，以便调节通过出流阀离开飞机座舱的气流，使得飞机座舱内的压力根据预定的座舱压力控制策略受到控制。而且，该控制单元适于在飞机飞行操作期间控制至少一个负安全阀的有效流横截面面积，以便调节通过负安全阀进入飞机座舱的气流，从而防止飞机座舱内的压力和飞机座舱外主导的环境压力之间的负压差超过预定的阈值。另外，该控制单元适于在飞机的地面操作期间控制至少一个负安全阀的有效流横截面面积，以便使飞机座舱内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。
该控制单元还可适于在飞机的地面操作期间控制至少一个出流阀进入完全打开状态，以使飞机座舱内的压力与飞机外主导的环境压力均衡。
另外，该控制单元可适于在飞机的地面操作期间控制至少一个负安全阀的有效流横截面面积，以便确保飞机座舱内的压力和环境压力之间的残留压差不超过2hPa。
负安全阀可包括开口襟翼，该开口襟翼包括适于以预定的偏压力将开口襟翼偏压到关闭位置的偏压机构。此外，负安全阀可包括驱动机构，该驱动机构适于在飞机的地面操作期间反抗由偏压机构施加到开口襟翼的偏压力将开口襟翼驱动到打开位置。
至少一个出流阀可包括空气出流通道，该空气出流通道具有适于对通过出流阀离开飞机座舱的气流进行加速的加速部分。
出流通道的加速部分可适于将通过出流阀离开飞机座舱的气流加速到接近超音速。另外，至少一个出流阀还可包括控制襟翼，该控制襟翼设置在加速部分的上游，并适于控制离开飞机座舱并进入出流通道的加速部分的气流。
出流通道的加速部分可包括文丘里管。
优选地，出流通道的加速部分被设计为使得通过加速部分的气流方向基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮的外表面的气流方向。
附图说明
现在将参照所附示意图更详细地描述本发明的优选实施例，其中
图1示出用于控制飞机座舱中的压力的系统的示意图，
图2示出根据图1的系统中采用的负安全阀，
图3示出根据图1的系统中采用的出流阀，以及
图4示出多个根据图3的出流阀在飞机中的布置。
具体实施方式
如图1所示，用于控制飞机座舱11中的压力的系统10包括两个出流阀12、两个负安全阀14和过压安全阀16。出流阀12和负安全阀14的操作通过控制单元18控制。在飞机飞行操作期间，出流阀12的有效流横截面面积通过控制单元18控制，以便调节通过出流阀12离开飞机座舱11的气流，以使飞机座舱11内的压力根据预定的座舱压力控制策略受到控制。具体地，出流阀12的有效流横截面面积根据需要增大或减小，以将飞机座舱11内的实际压力调节到预定的设定压力值，该设定压力值取决于飞机的实际巡航高度并存储在控制单元18的内存中。
此外，在飞机飞行操作期间，负安全阀14的有效流横截面面积被动地被调节或通过控制单元18受到控制，以便调节通过负安全阀14进入飞机座舱11的气流，从而防止飞机座舱11内的压力和飞机座舱11外主导的环境压力之间的负压差超过预定的阈值。具体地，在飞机飞行操作期间，例如在飞机快速下降期间，如果环境压力超过座舱压力，负安全阀14被控制进入打开状态以便使环境空气能够进入飞机座舱11，并因此使(较高的)环境压力和(较低的)座舱压力之间达到均衡。然而，在飞机飞行操作期间，如果座舱压力比环境压力高，则负安全阀14保持关闭以便防止座舱11和环境之间通过负安全阀14进行空气交换。
最后，在飞机的飞行或地面操作期间，如果座舱压力和飞机座舱11外主导的环境压力之间的正压差，例如由于出流阀12故障超过预定的阈值，常闭被动设计的过压安全阀16被打开以使空气能够离开飞机座舱11。否则，过压安全阀16保持关闭。
在飞机的地面操作期间，负安全阀14的有效流横截面面积通过控制单元18受到控制，以便使飞机座舱11内的压力和飞机外主导的环境压力之间能够均衡。具体地，在飞机的地面操作期间，控制单元18以这样的方式控制负安全阀14的有效流横截面面积，即飞机座舱11内的压力和环境压力之间的残留压差不超过2hPa，飞机座舱11内的压力和环境压力之间的压差的阈值为2hPa符合目前的安全需求。例如，负安全阀14可被控制进入完全打开状态，以使负安全阀14的最大流横截面面积能够被流过。
同时，出流阀12也被控制进入其完全打开状态。因此在图1中所描绘的系统10中，在飞机的地面操作期间，负安全阀14主要用于均衡飞机座舱11内的压力和环境压力，然而，通过负安全阀14的压力均衡由通过同时打开的出流阀12产生的附加的空气交换支持。控制单元18在控制负安全阀14的有效流横截面面积时考虑出流阀12对压力均衡过程的贡献。
图2中描绘了根据图1的用于控制飞机座舱11中的压力的系统10中采用的负安全阀14的更详细的视图。该负安全阀14包括开口襟翼20，该开口襟翼20在其关闭位置布置为与飞机蒙皮22的围绕开口襟翼20的区域齐平。在根据图2的负安全阀14的示例性实施例中，负安全阀14的开口襟翼20在其打开位置相对于飞机蒙皮22的围绕开口襟翼20的区域向内延伸，即进入飞机内部。然而，也可以想到对负安全阀14提供以下开口襟翼20，开口襟翼20在其打开位置相对于飞机蒙皮22的围绕开口襟翼20的区域向外延伸。
负安全阀14的开口襟翼20通过偏压机构24以预定的偏压力被偏压到关闭位置中。偏压机构24包括两个弹簧元件26a、26b，弹簧元件26a、26b向开口襟翼20施加弹簧力，以促使开口襟翼20进入其关闭位置。开口襟翼20的该设计确保在飞机飞行操作期间负安全阀14是闭合的，除非飞机座舱11内的压力和环境压力之间的负压差超过由偏压机构24的弹簧元件26a、26b施加到开口襟翼20上的弹簧力。然而，如果飞机座舱11内的压力和环境压力之间的负压差超过由偏压机构24的弹簧元件26a、26b施加到开口襟翼20上的弹簧力，由于与作用于开口襟翼20的内表面上的较低的座舱压力相比，作用于开口襟翼20的外表面上的环境压力较高，如图2所示开口襟翼20反抗由偏压机构24的弹簧元件26a、26b施加到开口襟翼20上的弹簧力向内枢转。通过因此打开的负安全阀14的流横截面面积，环境空气可进入飞机座舱11，以便使飞机座舱11和环境之间达到压力均衡。
负安全阀14还包括驱动机构28，在飞机的地面操作期间，驱动机构28在控制单元18的控制下反抗由偏压机构24施加到开口襟翼20上的偏压力将开口襟翼20驱动到打开位置。在图2所示的负安全阀14的实施例中，驱动机构28适于将开口襟翼20驱动到特定数量的不同固定位置中，以便以分步的方式改变负安全阀14的有效流横截面面积，从而根据需要控制飞机座舱11和环境之间的压力均衡过程。然而，也可以想到对负安全阀14配备以下驱动机构28，该驱动机构28被配置为仅在完全打开位置和完全关闭位置之间驱动开口襟翼20。
图3中描绘了出流阀12的示例性实施例，其适合于用在用于控制根据图1的飞机座舱11中的压力的系统10中，图3的出流阀12包括具有加速部分32的空气出流通道30，加速部分32适于加速通过出流阀12离开飞机座舱11的气流。通过在出流通道30的加速部分32中加速通过出流阀12离开飞机座舱11的气流，出流阀12的推力恢复功能得以实现。在图3的出流阀12中，加速部分32包括文丘里管34，即在其中心区段具有流横截面面积减少的部分62的固定管。图3中描绘的出流阀12的加速部分32适于在气流流过加速部分32时将通过出流阀12离开飞机座舱11的气流加速到接近超音速。
此外，出流阀12包括控制襟翼38，控制襟翼38设置在加速部分32的上游并且用来控制离开飞机座舱11并进入出流通道30的加速部分32的气流。控制襟翼38被设计为蝶形阀的形式，其适于在气动声学和速度方面优化气流，并且通过在不同位置之间可连续移动以改变出流阀12的有效流横截面面积，其能够主动控制离开飞机座舱11并进入出流通道30的加速部分32的气流。然而，也可以想到对出流阀12提供以下控制襟翼38，该控制襟翼38仅可在完全关闭和完全打开位置之间移动。
出流通道30的加速部分32被布置为使得其纵向轴线L1基本平行于飞机蒙皮22延伸。因此，通过加速部分32的气流方向A1基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮22的外表面的气流方向A2。加速部分32的开口区域40基本垂直于通过加速部分32的气流延伸，从而使无阻碍且未偏转的气流离开加速部分32进入环境以提供有效的推力恢复。
加速部分32连接到提供在飞机蒙皮22中的开口42，以通过连接部分44从飞机内部排出座舱空气。该连接部分的纵向轴线L2相对于通过加速部分32的气流方向大约成40°角延伸。在连接部分44中，离开开口42的座舱空气被偏转，以获得以基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮22的外表面的气流方向A2的方向A1通过加速部分32的所需气流。
因为，在用于控制飞机座舱11中的压力的系统10中，负安全阀14主要用来使飞机座舱11内的压力和飞机外当时的环境压力之间达到均衡，出流阀12可以为小而轻的设计。这使得出流阀12的重量能够有利地减小，并使必须提供在飞机的外蒙皮22中用以安装出流阀12的切口的尺寸也能够减小。此外，出流阀12更加灵活的定位成为可能。
因此，如图4所示，飞机可被配备以多个出流阀12而不增加太多重量。在图4的布置中，示出正确操作的7个出流阀12和处于故障操作状态中的一个出流阀12F。由于存在7个正确操作的出流阀12，故障的出流阀12F的失效可被补偿，从而增加座舱压力控制系统的总体系统可靠性。此外，由于出流阀12能够以灵活的方式定位，除了座舱压力控制系统，出流阀12可被直接置于需要空气抽出之处以支持飞机系统，而管道和诸如风扇的附加的输送装置可被省去。在图4的布置中，所选的出流阀12用来从厨房或卫生间模块46抽出空气，而其他出流阀支持座舱置换通风系统48。

Claims (17)

1.一种用于控制飞机座舱(11)中的压力的方法，具有以下步骤：
在飞机飞行操作期间，控制至少一个出流阀(12)的有效流横截面面积，以调节通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流，使得所述飞机座舱(11)内的压力根据预定的座舱压力控制策略受到控制，
在飞机飞行操作期间，控制至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积，以调节通过所述负安全阀(14)进入所述飞机座舱(11)的气流，从而防止所述飞机座舱(11)内的压力和所述飞机座舱(11)外主导的环境压力之间的负压差超过预定的阈值，和
在飞机的地面操作期间，控制所述至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积，以使所述飞机座舱(11)内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
在飞机的地面操作期间，控制所述至少一个出流阀(12)中的至少一个和至少一个其他阀进入完全打开状态，以使所述飞机座舱(11)内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在飞机的地面操作期间，所述至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积受到控制，以确保所述飞机座舱(11)内的压力和所述环境压力之间的残留压差不超过2hPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述负安全阀(14)包括：
开口襟翼(20)，该开口襟翼通过偏压机构(24)以预定的偏压力被偏压到关闭位置，和
驱动机构(28)，在飞机的地面操作期间，所述驱动机构(28)反抗由所述偏压机构(24)施加在所述开口襟翼(20)上的偏压力将所述开口襟翼(20)驱动到打开位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个出流阀(12)包括具有加速部分(32)的空气出流通道(30)，并且其中通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流在流过所述出流通道(30)的所述加速部分(32)时被加速。
6.根据权利要求5所述的方法，其中通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流在流过所述出流通道(30)的所述加速部分(32)时被加速到接近超音速。
7.根据权利要求5所述的方法，其中离开所述飞机座舱(11)并进入所述出流通道(30)的所述加速部分(32)的气流通过设置在所述加速部分(32)上游的控制襟翼(38)受到控制。
8.根据权利要求5所述的方法，其中通过所述出流通道(30)的所述加速部分(32)的气流方向(A1)基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮(22)的外表面的气流方向(A2)。
9.一种用于控制飞机座舱(11)中的压力的系统，包括：
至少一个出流阀(12)，
至少一个负安全阀(14)，和
至少一个控制单元(18)，适于在飞机飞行操作期间控制所述至少一个出流阀(12)的有效流横截面面积，以调节通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流，使得所述飞机座舱(11)内的压力根据预定的座舱压力控制策略受到控制，并且适于在飞机飞行操作期间控制所述至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积，以调节通过所述负安全阀(14)进入所述飞机座舱(11)的气流，从而防止所述飞机座舱(11)内的压力和所述飞机座舱(11)外主导的环境压力之间的负压差超过预定的阈值，
其中所述控制单元(18)进一步适于在飞机的地面操作期间控制所述至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积，以使所述飞机座舱(11)内的压力和飞机外主导的环境压力之间均衡。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制单元(18)进一步适于在飞机的地面操作期间控制所述至少一个出流阀(12)中的至少一个和至少一个其他阀进入完全打开状态，以使所述飞机座舱(11)内的压力和飞机外主导的环境压力均衡。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制单元(18)进一步适于在飞机的地面操作期间控制所述至少一个负安全阀(14)的有效流横截面面积，以确保所述飞机座舱(11)内的压力和所述环境压力之间的残留压差不超过2hPa。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述负安全阀(14)包括：
开口襟翼(20)，包括偏压机构(24)，所述偏压机构(24)适于以预定的偏压力将所述开口襟翼(20)偏压到关闭位置，和
驱动机构(28)，在飞机的地面操作期间，所述驱动机构(28)适于反抗由所述偏压机构(24)施加在所述开口襟翼(20)上的偏压力将所述开口襟翼(20)驱动到打开位置。
13.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个出流阀(12)包括空气出流通道(30)，所述出流通道(30)具有适于对通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流进行加速的加速部分(32)。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述出流通道(30)的所述加速部分(32)适于将通过所述出流阀(12)离开所述飞机座舱(11)的气流加速到接近超音速。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个出流阀(12)进一步包括控制襟翼(38)，所述控制襟翼(38)设置在所述加速部分(32)上游，并适于控制离开所述飞机座舱(11)并进入所述出流通道(30)的所述加速部分(32)的气流。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述出流通道(30)的所述加速部分(32)包括文丘里管(34)。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述出流通道(30)的所述加速部分(32)被设计为使得通过所述加速部分(32)的气流方向(A1)基本平行于在飞机飞行操作期间沿飞机蒙皮(22)的外表面的气流方向(A2)。
CN201510125082.7A 2014-03-21 2015-03-20 用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统 Active CN104925260B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14161066.7A EP2921408B1 (en) 2014-03-21 2014-03-21 Method and system for controlling the pressure in an aircraft cabin
EP14161066.7 2014-03-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104925260A true CN104925260A (zh) 2015-09-23
CN104925260B CN104925260B (zh) 2017-07-14

Family

ID=50423978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510125082.7A Active CN104925260B (zh) 2014-03-21 2015-03-20 用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10710729B2 (zh)
EP (1) EP2921408B1 (zh)
CN (1) CN104925260B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106628242A (zh) * 2015-10-23 2017-05-10 中国飞行试验研究院 一种飞机压调负压差性能试飞方法
CN107235152A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 波音公司 用于与飞行器一起使用的推力恢复出流阀
CN107357323A (zh) * 2017-08-03 2017-11-17 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种座舱压力自适应控制系统
CN107738751A (zh) * 2017-09-25 2018-02-27 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种座舱压力变化率显示方法
CN107813940A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 中国商用飞机有限责任公司 飞机电子设备舱排气装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610151C1 (ru) * 2015-12-07 2017-02-08 Юлия Алексеевна Щепочкина Фюзеляж самолета
RU2609617C1 (ru) * 2015-12-25 2017-02-02 Юлия Алексеевна Щепочкина Фюзеляж самолета
USD786419S1 (en) * 2016-05-16 2017-05-09 Kewaunee Scientific Corporation Baffle for fume hoods
GB201704841D0 (en) * 2017-03-27 2017-05-10 Rolls Royce Plc Gas Turbine Engine
RU2682758C1 (ru) * 2017-12-04 2019-03-21 Акционерное общество Производственно-конструкторское объединение "Теплообменник" (АО ПКО "Теплообменник") Комплексная система кондиционирования воздуха летательного аппарата
US10988262B2 (en) 2018-03-14 2021-04-27 Honeywell International Inc. Cabin pressure control system architecture using cabin pressure air for inlet to APU core compressor
CN112189224B (zh) * 2018-05-15 2022-10-14 日产自动车株式会社 上下车位置决定方法、上下车位置决定装置以及上下车位置决定系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB734631A (en) * 1952-04-15 1955-08-03 Garrett Corp Pressure regulating mechanism for enclosures such as aircraft cabins
GB1348748A (en) * 1971-07-29 1974-03-20 United Aircraft Corp Aircraft having cabin outflow valves
CN1386103A (zh) * 2000-07-20 2002-12-18 北方微机股份公司 控制舱压的控制装置、舱压控制系统以及方法
US20040216792A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Bunn Andrew D. Fully integrated aircraft cabin pressure control system valve
US20060019594A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-26 Honeywell International, Inc. Cabin pressure control system and method
CN101415606A (zh) * 2006-04-07 2009-04-22 空中客车德国有限公司 用于飞行器的空气调节系统
US20090308978A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Airbus Deutschland Gmbh Relief valve for being arranged on an opening of a fuselage shell of an aircraft, fuselage part with such a relief valve and aircraft fuselage
US20100203819A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Darrell Wayne Horner Variable set point all-electric pressure relief valve and control, independent from the automatic cabin pressure control system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2249914A (en) * 1939-08-22 1941-07-22 Bendix Aviat Corp Speed control of rotor gyroscopes
US2701514A (en) * 1946-05-13 1955-02-08 Douglas Aircraft Co Inc Safety device for pressurizable aircraft cabins
US2641986A (en) * 1948-12-20 1953-06-16 Garrett Corp Auxiliary pressure relief, vacuum relief, and dump valve
DE10313729B4 (de) * 2003-03-27 2007-11-29 Airbus Deutschland Gmbh Luftauslaßventil für ein Flugzeug
US7871038B2 (en) * 2007-05-17 2011-01-18 The Boeing Company Systems and methods for providing airflow in an aerospace vehicle
DE102007036999A1 (de) * 2007-08-06 2009-02-19 Nord-Micro Ag & Co. Ohg Ausströmventil für ein Luftfahrzeug
DE102007045755A1 (de) * 2007-09-25 2009-04-09 Nord-Micro Ag & Co. Ohg Auslassventil für ein Flugzeug
US8342920B2 (en) * 2008-10-20 2013-01-01 Honeywell International Inc. Outflow valve having J-shaped bellmouth and cabin pressure control system employing the same
US8209066B2 (en) * 2010-02-11 2012-06-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Environmental control system for precision airborne payloads
DE102012204217B4 (de) * 2012-03-16 2015-02-12 Nord-Micro Ag & Co. Ohg Ventil zur Steuerung des Innendrucks in einer Kabine eines Luftfahrzeugs
JP6032980B2 (ja) * 2012-07-12 2016-11-30 三菱航空機株式会社 航空機の水流入防止装置、航空機

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB734631A (en) * 1952-04-15 1955-08-03 Garrett Corp Pressure regulating mechanism for enclosures such as aircraft cabins
GB1348748A (en) * 1971-07-29 1974-03-20 United Aircraft Corp Aircraft having cabin outflow valves
CN1386103A (zh) * 2000-07-20 2002-12-18 北方微机股份公司 控制舱压的控制装置、舱压控制系统以及方法
US20040216792A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Bunn Andrew D. Fully integrated aircraft cabin pressure control system valve
US20060019594A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-26 Honeywell International, Inc. Cabin pressure control system and method
CN101415606A (zh) * 2006-04-07 2009-04-22 空中客车德国有限公司 用于飞行器的空气调节系统
US20090308978A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Airbus Deutschland Gmbh Relief valve for being arranged on an opening of a fuselage shell of an aircraft, fuselage part with such a relief valve and aircraft fuselage
US20100203819A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Darrell Wayne Horner Variable set point all-electric pressure relief valve and control, independent from the automatic cabin pressure control system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106628242A (zh) * 2015-10-23 2017-05-10 中国飞行试验研究院 一种飞机压调负压差性能试飞方法
CN107235152A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 波音公司 用于与飞行器一起使用的推力恢复出流阀
CN107235152B (zh) * 2016-03-28 2022-05-06 波音公司 用于与飞行器一起使用的推力恢复出流阀
CN107357323A (zh) * 2017-08-03 2017-11-17 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种座舱压力自适应控制系统
CN107738751A (zh) * 2017-09-25 2018-02-27 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种座舱压力变化率显示方法
CN107813940A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 中国商用飞机有限责任公司 飞机电子设备舱排气装置
CN107813940B (zh) * 2017-10-31 2020-11-24 中国商用飞机有限责任公司 飞机电子设备舱排气装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104925260B (zh) 2017-07-14
US10710729B2 (en) 2020-07-14
US20150266585A1 (en) 2015-09-24
EP2921408A1 (en) 2015-09-23
EP2921408B1 (en) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104925260A (zh) 用于控制飞机座舱中的压力的方法和系统
EP3225553B1 (en) Thrust recovery outflow valves for use with aircraft
EP3259508B1 (en) Redundant valve system
EP2886453B1 (en) Boundary layer control system and aircraft having such a boundary layer control system
US7988102B2 (en) Aircraft with a fluid-duct-system
CN104097777B (zh) 冲压空气通道组件和用于操作冲压空气通道组件的方法
US20100210201A1 (en) Outlet valve for an airplane
US8843253B1 (en) Aircraft ice protection control system and method for mitigating engine over-bleed
US10377495B2 (en) Ram air channel arrangement and method for operating a ram air channel arrangement
EP3170750B1 (en) Bi-fold thrust recovery outflow valve with a ram air flap
US20160153309A1 (en) Aircraft turbomachine having an air inlet of variable section
CN102083689B (zh) 冷却航空器空调系统的废气的装置和方法
CN103958347A (zh) 用于冷却飞行器机翼的系统和方法
DE102008056417B4 (de) Verfahren und System zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine
RU2449925C2 (ru) Система охлаждения и вентиляции набегающим потоком воздуха для воздушного судна
US20070144729A1 (en) Device and process for heating an aircraft cabin
US20170341763A1 (en) None
EP2574553B1 (en) Aircraft outflow valve
US20170036755A1 (en) Gust Alleviator
US20100258655A1 (en) Ram air outlet duct
CN105292492A (zh) 一种座舱压力调节器
DE102015216499A1 (de) Verfahren und System zur Ventilation eines Flugzeugbereichs

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant