CN107635875A - 飞行器的机舱中的气流管理 - Google Patents
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Abstract
在飞行器中依据所限定的空气质量需要、温度控制需要和机舱增压需要的最低要求管理机舱空气。可以依据飞行器或机舱的高度而动态地改变气流，并且可实时地确定对气流的最低气流要求，以便动态设定气流调度计划。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.119(e)要求2015年5月22日提交的名称为“飞行器的机舱中的气流管理”的美国申请第62/165,294号的优先权权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及了飞行器空气管理的领域，并且更具体地，涉及依据机舱中的实际需要而管理机舱内的气流。
技术背景
飞行器的机舱/座舱中的空气质量通过通风系统进行控制，通风系统可以是两个或更多个空气来源(即，引入/压缩空气和被过滤的再循环空气)中的一个或组合。引入空气是从飞行器外部吸取并且被空气压缩机压缩的新鲜空气。压缩空气经由空气调节单元冷却并且管输到机舱中。分布在机舱中的空气的部分最终被吸入再循环系统中并且与新鲜引入空气供应重新混合以循环回机舱内，或者它被释放到飞行器外。典型地，在引入空气与再循环空气之间达成平衡。
所要求的新鲜空气的量取决于在飞行器中的乘客和机组人员的数量。航空公司期望减少从引擎提取的压缩空气(其被称为“新鲜空气”)的量，作为节约成本和提高引擎性能的手段。然而，这只能在维持可接受的空气质量水平的情况下完成。当前适航条例规定给定新鲜空气供应，诸如对于每位乘员是0.55/0.4磅/分(例如FAR25/CS25.831)。因此，飞行器的设计并不允许飞行员将飞行中的新鲜空气与再循环空气的比率调整为低于极限。
发明概要
为了满足对通向所有飞行器增压区域的空气供应的大小设定的多个要求，在飞行器中依据所限定的空气质量需要、温度控制需要和机舱增压需要的最低要求管理机舱空气。可依据飞行器高度而改变气流，并且可实时地确定对气流的最低气流要求，以便动态设定气流调度计划。也可考虑到空气来源的操作状态(例如，空气调节单元的可用性)来确定气流。
根据第一广泛方面，提供一种管理飞行器中的气流的方法，所述方法包括：依据所述飞行器或机舱的高度或依据所述机舱内的制热或制冷需要而获得所述飞行器中的温度控制需要的最低气流要求；依据所述飞行器或机舱的所述高度而获得所述飞行器中的机舱增压需要的最低气流要求；获得所述飞行器的所要空气质量的最低气流要求；以及依据所述飞行器或机舱的所述高度而将所述飞行器中的气流调度计划设定为大于或等于所述温度、压力和空气质量最低气流要求中的最高者。
在一些实施方案中，所述方法还包括：确定所述飞行器或机舱的当前高度；以及根据所述气流调度计划，依据所述当前高度而改变所述机舱中的所述气流。
在一些实施方案中，获得温度控制需要的最低气流要求可以包括：获得所述飞行器的制热的最低气流要求；以及获得所述飞行器的制冷的最低气流要求。获得所要空气质量的最低气流要求可以包括使用所述飞行器的实际的占用率来确定空气质量的最低气流要求。获得温度的最低气流要求可以包括使用所述飞行器外部的大气状况和/或所述机舱内的制热或制冷需要来确定所述温度最低气流要求。
在一些实施方案中，设定所述气流调度计划包括使用当前飞行器高度和实时地获得的其它参数来动态设定所述气流调度计划。
在一些实施方案中，所述方法还包括监测所述飞行器中的空气质量。所述方法另外还可包括：检测所述空气质量低于阈值的下降；以及触发指示所述空气质量下降的警示信号。所述方法另外还可包括依据所述空气质量下降而修改所述气流调度计划。在一些实施方案中，修改所述气流调度计划包括以下各项中的至少一者：关闭至少一个空气来源、关闭再循环系统、打开新的空气来源、改变新鲜空气与分布在所述飞行器中的再循环空气的比率和减小总气流量。
根据另一广泛方面，提供一种管理飞行器中的气流的系统，所述系统包括：存储器；处理器，所述处理器被耦合到所述存储器；以及应用程序，所述应用程序存储在所述存储器上，并且包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：依据所述飞行器或机舱的高度或依据所述机舱内的制热或制冷需要而获得所述飞行器中的温度控制需要的最低气流要求；依据所述飞行器或机舱的所述高度而获得所述飞行器中的机舱增压需要的最低气流要求；获得所述飞行器的所要空气质量的最低气流要求；以及依据所述飞行器或机舱的所述高度而将所述飞行器中的气流调度计划设定为大于或等于所述温度、压力和空气质量最低气流要求中最高者。
在一些实施方案中，所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：确定所述飞行器的当前高度；以及根据所述气流调度计划，依据所述当前高度而改变所述机舱中的所述气流。
在一些实施方案中，获得温度控制需要的最低气流要求可以包括：获得所述飞行器的制热的最低气流要求；以及获得所述飞行器的制冷的最低气流要求。获得所要空气质量的最低气流要求可以包括使用所述飞行器的实际的占用率来确定空气质量的最低气流要求。获得温度的最低气流要求可以包括使用所述飞行器外部的大气状况和根据机舱占用率而改变的实际机舱热负载来确定所述温度最低气流要求。
在一些实施方案中，设定所述气流调度计划包括使用当前飞行器高度和实时地获得的其它参数来动态设定所述气流调度计划。
在一些实施方案中，所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：监测所述飞行器中的空气质量。所述应用程序另外还可包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：检测所述空气质量低于阈值的下降；以及触发指示所述空气质量下降的警示信号。所述应用程序另外还可包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：依据所述空气质量下降而修改所述气流调度计划。
在一些实施方案中，修改所述气流调度计划包括以下各项中的至少一者：关闭至少一个空气来源、关闭再循环系统、打开新的空气来源、改变新鲜空气与分布在所述飞行器中的再循环空气的比率和减小总气流量。
附图简述
本发明的另外特征和优点将从以下结合附图而进行的详细描述显而易见，其中：
图1示出了具有飞行器通风系统和空气管理系统的飞行器的示例性实施方案；
图2a示出了设定气流调度计划的第一示例性情景；
图2b示出了设定气流调度计划的第二示例性情景；
图2c示出了设定气流调度计划的第三示例性情景；
图3是管理飞行器机舱中的气流的示例性方法的流程图；
图4示出了飞行器的示例性实施方案，在飞行器中设有空气质量传感器；
图5示出了飞行器通风系统的示例性实施方案，在飞行器通风系统中设有传感器；
图6是空气管理系统的示例性实施方案的方框图；
图7是在空气管理系统的处理器上运行的示例性应用程序的方框图；
图8是气流调度计划模块的示例性实施方案的方框图。
将会注意，在全部附图中，相似特征由相似参考数字标识。
详细描述
参考图1，示出了包括飞行器通风系统102的飞行器100。通风系统102将低压空气分布到整个飞行器100的内部，包括机舱、飞行甲板、飞行器舱和座舱。为了简单起见，飞行器100的内部在本文中将被称为机舱。供应到机舱的空气主要由来自空气压缩机104的由空气调节器105调节的外部环境空气和经由再循环系统106的被过滤的再循环空气组成。注意，飞行器可以具有或不具有再循环系统106。出于说明目的，本描述将提到具有再循环系统106的飞行器。空气压缩机104可以包括供应引入空气(即，被压缩的外部空气)的一个或多个引擎。空气压缩机104还可包括供应引入空气的一个或多个辅助供电单元(APU)。在一些实施方案中，空气压缩机104包括引擎和APU的组合，它们一起用于供应引入空气，以便分布到机舱中。在其它实施方案(例如多电飞行器应用)中，引入空气可经由机动电机-涡轮压缩机来供应。
分布系统108接收来自空气压缩机104/空气调节器105的压缩空气和来自再循环系统106的再循环空气，并且在机舱中分布空气。压缩空气和再循环空气可以在分布在机舱中前使用将通过空气质量监测确定和/或由空气管理系统112确定的限定比率或可变比率(例如，诸如50/50、60/40、30/70)来组合。空气管理系统112被连接到飞行器通风系统102，以便与之通信。空气管理系统112依据在飞行器内的实际需要而管理机舱内的气流。更具体地，气流调度计划是由空气管理系统112设定，同时考虑到了机舱内的温度、机舱增压需要和机舱中的所限定的空气质量需要的最低要求。
机舱内的温度控制需要可被视为制热需要和制冷需要。为了在机舱中实现所要温度，引入空气可穿过预冷却器(诸如热交换器)并且然后穿过空气调节单元(也被称为气动空气循环机器的“机组”)来调节温度。引入空气来自飞行器外部，经受由空气压缩机进行的压缩循环，并且因此可以依据实际的大气状况和操作条件使温度和压力大大改变。例如，假定标准温度(ISA)，在5000英尺处，外部温度为5℃，并且在10,000英尺时，在相同位置处，温度则改变为接近-5℃。因此，温度要求是由就空气调节单元使飞行器的操作要求得以满足的表现而言需要的方面驱使，并且它们受到飞行器内部和外部的状况影响。例如，当飞行器在40℃的外部温度下在处于海平面的地面上并且太阳照耀在黑色飞行器机身上时，制冷要求可能会非常高。换句话说，要求更多气流才能允许空气调节单元根据其设定而执行。当飞行器增加其高度时，外部温度可典型地降低并且因此制冷要求(以及因此所要求的气流)也会降低，条件是其它因素(诸如大量机载电子器件产生热量耗散，以及乘员身体热量被耗散到机舱环境)不导致它们保持较高。类似地，制热要求也会受到以下因素影响：诸如外部温度(和扩大高度)、占用率、照明需要、窗口面积、机身绝缘等等。
机舱增压需要被限定以实现机舱内的稳定增压控制和增压水平，例如，以便解决乘员生理约束和机身结构负载限制。它们受到飞行器内部和外部的地理状况和控制状况(包括空气密度)影响。例如，满足所要机舱增压需要的最低气流要求可能受到以下因素影响：飞行器的泄漏率、飞行器内部和外部的压差、外流阀的大小(为了稳定压力调节)、基于飞行器的最高操作高度的结构和增压系统设计和大小设定等等。飞行器的高度也将对机舱增压的最低气流要求造成影响。
所限定的空气质量需要可以依据通常被称为“新鲜空气”的东西进行设定。一种使空气污染物(诸如CO2)最小化的方法是利用充分新鲜空气或在环境空气外稀释它们。利用先进空气过滤器，产生等同于新鲜空气的空气也可实现这个目的。某些标准组织(诸如NAAQS、SAE、OSHA和航空认证机构)要求或推荐在所限定的空间内每一人的最少量的新鲜空气。例如，在正常操作时飞行器机舱空气通风当前需要的新鲜外部环境空气的最小量为0.55磅/分(CFR/CS 25.831)。所输送的空气的总体积是进入空间的外部环境空气和再循环空气两者的总体积。外部环境空气的百分比是总体所输送的空气的总体积的％外部环境空气越少，飞行器运行成本就降低得越多并且引擎性能能力更最大化，只要满足气流要求即可。
鉴于可影响机舱中的实际气流要求的变化状况，依据需要设定气流调度计划可以涉及依据各种参数改变机舱中的总气流量。图2a示出了依据相对于飞行器高度或机舱高度调节的需要而设定机舱中的气流调度计划的第一示例性场景。在这幅图的实例中，依据高度而示出了制热206、制冷208、机舱增压202和空气质量/通风204的最低气流要求。当飞行器在地面上时，机舱增压流量要求202被示出为是较低的，并且它们随着飞行器高度的增加而增加。空气质量/通风需要204是基于最大乘员数量恒定的，但是在需要时，它们可以被设定为是变化的。温度需要分成制热要求206和制冷要求208。这个实例中的制冷要求208被示出为高于跨飞行器的高度范围的其它要求202、204、206中的任一者。因此，总气流量控制调度计划210被设定为大于或等于在所有高度下的所有气流要求202、204、206和208。气流调度计划210可以被设定为具有如图2a所示的改变速率，使得在高度变化后，气流发生变化。
图2b和2c示出了依据需要来设定机舱中的气流调度计划的第二示例性场景和第三示例性场景。在图2b中，在低空中(即，当飞行器在地面上时和在起飞后)，制热206的最低气流要求被示出为大于制冷208、机舱增压202和空气质量204的最低气流要求。因此，气流调度计划210被设定为大于或等于制热206的最低气流要求。在这个初始阶段后，制冷208的最低气流要求大于制热206的最低气流要求。因此，气流调度计划210被设定为大于或等于制冷208的最低气流要求。在图2c中，最高最低气流要求依次是制热206、制冷208和机舱压力202，这取决于机舱高度。因此，气流调度计划210被设定为始终保持高于(或等于)要求中的相应的最高者。
图3的流程图300中示出了用于管理飞行器中的气流的示例性方法。步骤302、304和306提及依据飞行器或机舱的高度而获得温度、压力和空气质量的最低气流要求。飞机外的环境温度、机舱乘员数量、对机舱内部温度的选择和空气质量监测是可用于管理飞行器中的气流的其它参数。在一些实施方案中，获得最低气流要求可仅涉及从另一来源接收值。例如，可从与空气管理系统介接或交互的另一装置接收值。另一装置可以是例如环境控制系统(ECS)控制器、引擎指示和机组系统警示(EICAS)或飞行管理系统(FMS)。另一装置也可以是监测再循环空气和其它来源的质量的机舱空气质量监测系统)。还可使用任何其它现有飞行器系统或仪器，它们将向空气管理系统112提供适当输入来实时地确定所调整的气流调度计划。在一些实施方案中，当被适航机构认证和批准时，另一装置可以是可与飞行器管理系统112无线交互的远程装置，诸如由飞行器机组人员/飞行员持有的便携计算机或智能电话。可能已经通过另一装置来确定值，或者另一装置可充当用于从又一来源传输值的中介。或者，可由用户经由在空气管理系统112上、在另一装置上或在与另一装置通信的第三装置上提供的图形用户界面(GUI)来输入值。
在一些实施方案中，获得最低气流要求可以包括使用输入数据确定最低气流要求中的一个或多个。输入数据可以包括从各种传感器(诸如温度传感器、压力传感器、空气质量传感器和可得到用于确定温度、机舱压力和空气质量中的任一者的最低气流要求的数据的其它类型的传感器)获得的传感器数据。其它输入数据可以包括飞行器的占用率数据，诸如为针对给定的飞行器指定的实际的占用率或最大的占用率。输入数据可以包括由各种监管主体规定的新鲜空气要求、新鲜空气与再循环空气的所限定的比率、每一乘客/机组成员的最低新鲜空气组分和/或在空气管理系统或其它飞行器系统故障的情况下的最低新鲜空气组分。输入数据还可包括飞行器的实际操作数据或飞行器规格数据。空气管理系统112可以被配置为基于输入数据而确定温度、机舱压力和空气质量/通风中的任一者的最低要求。
按照步骤308，可以依据飞行器或机舱的高度而将气流调度计划设定为大于或等于温度、压力和空气质量最低气流要求中的最高者。飞机外的环境温度、机舱乘员数量、对机舱内部温度的选择和空气质量监测也可用于设定气流调度计划。在一些实施方案中，空气管理系统112被配置为在飞行前或在飞行开始时设定气流调度计划。例如，飞行器温度、压力和空气质量的最低气流要求在飞行器启动时被提供给系统112，并且气流调度计划使用各种配置参数进行设定。气流是依据当前飞行器或机舱高度而改变，但是在飞行开始前确定任何给定高度的气流的设定值。
在一些实施方案中，可以使用当前高度和实时地获得的其它参数在整个飞行中动态设定气流调度计划。例如，外部温度(或大气状况)可以进行实时感测，并且可以用于在飞行中的任何给定时间上确定飞行器的制热和制冷的最低气流要求。还可考虑来自机舱的用于确定制热需要或制冷需要的实际温度反馈。当这些值被确定时，气流调度计划可以依据飞行器的当前高度而自动调整以保持大于或等于温度、压力和空气质量最低气流要求中的最高者。类似地，实际增压需要可实时地确定，并且气流调度计划可自动调整为所确定的压力。
还可使用其它因素动态设定气流调度计划。例如，可考虑到飞行器的引擎或其它部件的性能。在有机会通过限制引气或从电源取得的电力来节约燃料或电力的情况下，可相应地修改气流。对气流的修改可能涉及使总气流量增加或降低，或者它可涉及改变新鲜空气与再循环空气的比率。也可使用在机舱中或在飞行器通风系统102内的其它位置处的空气的实际质量。可以使用放置在飞行器中的一个或多个位置处的传感器来实时地确定空气质量。
图4是飞行器100的示例性实施方案，在飞行器中设有用于感测空气质量的传感器110a、110b、110c(统称110)。在这个实例中，空气质量在通风系统102与机舱之间的多个空气流动通道中进行感测。这些空气流动通道可以在空气压缩机104/105与分布系统108之间和在再循环系统106与分布系统108之间。或者，可提供单个传感器(诸如在机舱中的传感器110c)来确定其中空气质量。按照图4，第一传感器110a可提供在空气压缩机104与分布系统108之间以监测这两者之间的空气质量。第二传感器110b可提供在再循环系统106与分布系统108之间以监测这两者之间的空气质量。传感器110a，110b可以包括用于识别可能存在于相应进入气流中的预定义的空气中污染物的浓度水平的传感器阵列。它们可以沿着空气来源104、106与机舱之间的进入气流定位在任何位置处。
空气管理系统112可从传感器110a、110b接收目标挥发性有机化合物(VOC)或飞行器中的空气的其它潜在的污染物的浓度水平。因此，传感器110a、110b可以是VOC传感器或其它空气污染物传感器，能够检测各种污染物(诸如臭氧、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和颗粒物质)的ppm浓度。例如，传感器110a、110b可以是加热半导体、非分散红外和/或发光二极管传感器；它们可以基于纳米机电系统(NEMS)和/或无线传感器网络(WSN)技术。可依据所要特性(诸如大小、准确度、电力消耗和检测目标空气污染物中的一种或多种的能力)来选择传感器110a、110b。
在接收传感器数据时，空气管理系统112可以将空气污染物浓度水平与一个或多个阈值进行比较并相应地修改机舱中的气流。例如，可修改新鲜空气与再循环空气的比率来试图增加新鲜空气组分，以便提高空气质量。或者作为另一实例，如果空气质量足够高于目标空气质量水平，那么可类似地减少新鲜空气组分，从而允许潜在能量/燃料SFC节省。减少新鲜空气流量可通过增加再循环空气来补偿，以便维持目标通风速率。
在一些实施方案中，空气管理系统112可以确定需要向机组人员告知关于机舱空气质量的异常。例如，当发现空气质量是处于不可接受水平或低于最佳水平时，可以触发警示信号。可以存在触发警示的单个水平，或者可以存在多个水平。警示信号可经由为飞行机组人员(即，飞行员和/或乘务员)提供的专用图形用户界面(GUI)传输给机组人员。例如，指示器可以直接提供在座舱或飞行甲板中的仪表面板上，以便以信号来表明空气质量问题。或者，空气管理系统112可与现有飞行器设备(诸如EICAS)、管理飞行器气动系统的功能的控制器或其它系统仪器仪表介接，并且警示信号可以显示在现有飞行器设备的GUI上。
在一些实施方案中，空气管理系统112被配置为从传感器数据确定飞行器通风系统102内可能是空气污染物的来源的位置。例如，从传感器110a接收的数据可以指示来自空气压缩机104的引入空气被不可接受地污染，而从传感器110b接收的数据则可以指示由再循环系统106提供的空气的污染未超过可接受的极限。也可在飞行器通风系统102内添加其它传感器，以便更具体地识别空气污染物的来源。例如，传感器110c可以提供在机舱和与再循环系统106之间。因此，空气管理系统112可以在进入再循环系统106的空气的质量对离开再循环系统106的空气的质量之间加以区别，从而确定问题是否在再循环系统106本身内。可使用来自多个传感器的传感器数据的比较来查明问题来源。
在一些实施方案中，空气管理系统112还可确定可响应于确定空气质量不可接受或低于最佳而采取哪些校正动作。例如，在地面上，可以关闭空气压缩机104或再循环系统106中的任一者，并且空气分布可以仅依赖于空气压缩机104或再循环系统106中剩余活动的那者。例如，如果确定穿过空气压缩机104或空气调节器105的外部空气被污染、或引擎中的一个具有污染物排放、或来自再循环系统106的被过滤的空气被污染，就会使用这个动作。在另一实例中，可以改变压缩空气与再循环空气的比率以考虑到空气来源中的任一者中的降低的质量。其它校正动作实例是激活非活动的空气来源或推荐对飞行器通风系统102的维护(一般或特定的)。
在一些实施方案中，空气管理系统112被配置为向飞行机组人员显示了要在GUI上采取的校正动作。或者，空气管理系统112可以被配置为自动应用校正动作，这取决于校正动作性质。例如，将仅显示对维护的需要，同时可自动地执行对压缩空气与再循环空气的比率的改变。因此，空气管理系统112可操作地连接到飞行器通风系统102，以便打开和关闭各种入口阀和出口阀、关闭和打开空气压缩机104、空气调节器105或再循环系统106中的空气来源，并且将命令信号提供给分布系统108，以便控制空气流到机舱。可经由通过现有飞行器线束和电缆组件、通过专用接线/布缆、通过无线网络或通过其组合而传输的命令信号来实现控制。无线网络可以使用RF、红外、Wi-Fi、蓝牙或其它无线技术操作。
图5是根据一个实施方案的飞行器通风系统102的更详细的实例。在这个实例中，空气压缩机104包括左侧引擎204a、右侧引擎204b和APU 206。来自左侧引擎204a和/或APU206的压缩空气在到达分布系统108前流过左侧流量控制系统208a和左侧空气调节系统210a。来自右侧引擎204b和/或APU 206的压缩空气在到达分布系统108前流过右侧流量控制系统208b和右侧空气调节系统210b。在整个系统102中设有多个传感器110d、110e、110f、110g、110h、110j，以便收集传感器数据并且将传感器数据传输给空气管理系统112。
参考图6，示出了空气管理系统112的示例性实施方案，除其它外，所述空气管理系统包括在耦合到存储器602的处理器604上运行的多个应用程序606a……606n。应当理解，虽然在本文中呈现的应用程序606a……606n被示出和描述为单独实体，但是它们可以各种方式被组合或分开。处理器602可访问的存储器604可接收和存储数据。存储器602可以是主存储器(诸如高速随机存取存储器(RAM))或辅助存储单元(诸如硬盘、软盘或磁带驱动器)。存储器602可以是任何其它类型的存储器(诸如只读存储器(ROM))或光学存储介质(诸如视频盘和压缩盘)。存储器602说明性地在其中存储了温度的最低气流要求、压力的最低气流要求、空气质量的最低气流要求、气流调度计划、飞行器规格数据、占用率数据、传感器数据和校正动作中的任一者。
处理器604可访问存储器602以检索数据。处理器604可以是可对数据执行操作的任何装置。实例是中央处理单元(CPU)、前端处理器、微处理器和网络处理器。应用程序606a……606n被耦合到处理器604并且被配置为执行各种任务。
在一些实施方案中，空气管理系统112是下载在现有飞行器系统上的软件应用程序、固件应用程序或其组合。或者，可针对空气管理系统112来提供专用硬件，并且将专用硬件连接到飞行器以与传感器110、飞行器通风系统102和专用硬件将介接的任何其它设备和/或系统进行通信。在一些实施方案中，空气管理系统112可经由有线连接或无线连接来经由装置(诸如个人计算机、平板电脑、智能手机等等)而进行远程访问。在一些实施方案中，空气管理系统112本身可以直接提供在装置中的一者上，作为所下载的软件应用程序、固件应用程序或其组合。
图7是在处理器604上运行的应用程序606a的示例性实施方案。应用程序606a说明性地包括最低气流要求要求模块702和气流调度计划模块704。要求模块702被配置为通过直接接收或通过基于所接收的输入数据和/或传感器数据确定要求而获得温度、压力和空气质量的最低气流要求。要求可以在整个飞行中被动态地确定，或者在飞行开始前确定一次。气流调度计划模块704可以被配置为使用从要求模块702接收的最低要求和任何其它相关数据(诸如当前飞行器高度、所感测的空气质量信息和设定气流调度计划的其它条件或要求)来依据机舱中的气流需要而设定气流调度计划。在一些实施方案中，气流调度计划模块704被配置为依据飞行器内部和/或飞行器外部的变化状况而动态地改变气流调度计划。
在气流调度计划模块704依据变化状况而动态地改变气流调度计划的实施方案中，按照图8，气流调度计划模块可以分成实时监测模块802和气流设定模块804。实时监测模块802可以被配置为在被动、主动和活动控制模式中的任一者下执行实时空气质量监测。在被动模式中，如果所感测的空气流动通道的任何浓度水平高于或低于给定阈值，那么实时监测模块802可以触发警示信号。警示信号可以包括在飞行器100内的可能污染的位置。在主动模式中，实时监测模块802可提供所推荐的校正动作或操作任务来解决所检测的浓度水平高于或低于给定阈值的问题。在检测到了问题后，就可能向飞行机组人员显示所推荐的校正动作。在活动控制模式中，实时监测模块802可自动地执行校正动作中的一些，诸如关闭一个或多个空气来源、激活一个或多个空气来源和改变压缩空气与分布在飞行器机舱内的再循环空气的比率。
实时监测模块802还可被配置为监测飞行器内部和/或飞行器外部的其它状况，诸如温度、空气密度、差压和设定气流调度计划的任何其它影响因素。气流设定模块804可以被耦合到实时监测模块802，以便接收实时数据，诸如传感器数据和/或来自实时监测模块的浓度测量。气流设定模块可以被配置为依据所接收的数据动态设定机舱中的气流。
将会理解，实时监测模块802和气流设定模块804可以被提供为可执行实时监测功能和气流设定功能两者的单个模块。类似地，这两个功能可提供于在处理器604上单独运行的单独应用程序606a、606n中。另外，或者，这两个功能可提供于在单独的处理器上运行的单独应用程序中。空气管理系统112的软件/硬件架构的其它替代配置将会是本领域的技术人员容易理解的。以上描述表示仅是示例性的，并且相关领域中的技术人员将认识到，在不脱离所公开的本发明的主题的情况下，可对所描述的实施方案做出改变。例如，本文中描述的流程图和附图中的方框和/或操作仅是出于示例目的。在不脱离本公开的教导的情况下，这些方框和/或操作可以存在许多变化。例如，可以不同顺序执行方框，或者可以添加、删除或修改方框。
尽管在方框图中作为经由不同数据信号连接而彼此通信的分立部件分组示出，但是本领域的技术人员将会理解，本发明的实施方案由硬件部件和软件部件的组合提供，其中一些部件通过硬件系统或软件系统的给定的功能或操作实现，并且许多所示出的数据路径通过计算机应用程序或操作系统内的数据通信实现。因此，所示出的结构是为了有效教导本发明的实施方案而提供。在不脱离权利要求主题的情况下，可以其它特定形式来实施本公开。另外，相关领域中的技术人员将会了解，虽然在本文中公开和示出的系统、方法和计算机可读介质可以包括特定数量要素/部件，但是系统、方法和计算机可读介质可以被修改为包括额外或更少的要素/部件。本公开还意图覆盖和涵盖技术上的所有合适变化。鉴于本公开的审查，落入本发明的范围内的修改对本领域的技术人员将显而易见，并且此类修改意图落入于随附权利要求内。
Claims (20)
1.一种管理飞行器中的气流的方法，所述方法包括：
依据所述飞行器或机舱的高度或依据所述机舱内的制热或制冷需要而获得所述飞行器中的温度控制需要的最低气流要求；
依据所述飞行器或机舱的所述高度而获得所述飞行器中的机舱增压需要的最低气流要求；
获得所述飞行器的所要空气质量的最低气流要求；以及
依据所述飞行器或机舱的所述高度而将所述飞行器中的气流调度计划设定为大于或等于所述温度、压力和空气质量最低气流要求中的最高者。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定所述飞行器或机舱的当前高度；以及
根据所述气流调度计划，依据所述当前高度而改变所述机舱中的所述气流。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中获得温度控制需要的最低气流要求包括：
获得所述飞行器的制热的最低气流要求；以及
获得所述飞行器的制冷的最低气流要求。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中获得所要空气质量的最低气流要求包括使用所述飞行器的实际的占用率来确定空气质量的最低气流要求。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中获得温度的最低气流要求包括使用所述飞行器外部的大气状况来确定所述温度最低气流要求。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中设定所述气流调度计划包括使用当前飞行器高度和实时地获得的其它参数来动态设定所述气流调度计划。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法还包括监测所述飞行器中的空气质量。
8.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：
检测所述空气质量低于阈值的下降；以及
触发指示所述空气质量下降的警示信号。
9.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括依据所述空气质量下降而修改所述气流调度计划。
10.如权利要求9所述的方法，其中修改所述气流调度计划包括以下各项中的至少一者：关闭至少一个空气来源、关闭再循环系统、打开新的空气来源、改变新鲜空气与分布在所述飞行器中的再循环空气的比率和减小总气流量。
11.一种管理飞行器中的气流的系统，所述系统包括：
存储器；
处理器，所述处理器被耦合到所述存储器；以及
应用程序，所述应用程序存储在所述存储器上，并且包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：
依据所述飞行器或机舱的高度或依据所述机舱内的制热或制冷需要而获得所述飞行器中的温度控制需要的最低气流要求；
依据所述飞行器或机舱的所述高度而获得所述飞行器中的机舱增压需要的最低气流要求；
获得所述飞行器的所要空气质量的最低气流要求；以及
依据所述飞行器或机舱的所述高度而将所述飞行器中的气流调度计划设定为大于或等于所述温度、压力和空气质量最低气流要求中的最高者。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：
确定所述飞行器的当前高度；以及
根据所述气流调度计划，依据所述当前高度而改变所述机舱中的所述气流。
13.如权利要求11或12所述的系统，其中获得温度控制需要的最低气流要求包括：
获得所述飞行器的制热的最低气流要求；以及
获得所述飞行器的制冷的最低气流要求。
14.如权利要求11至13中任一项所述的系统，其中获得所要空气质量的最低气流要求包括使用所述飞行器的实际的占用率来确定空气质量的最低气流要求。
15.如权利要求11至14中任一项所述的系统，其中获得温度的最低气流要求包括使用所述飞行器外部的大气状况来确定所述温度最低气流要求。
16.如权利要求11至15中任一项所述的系统，其中设定所述气流调度计划包括使用当前飞行器高度和实时地获得的其它参数来动态设定所述气流调度计划。
17.如权利要求11至16中任一项所述的系统，其中所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：监测所述飞行器中的空气质量。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：
检测所述空气质量低于阈值的下降；以及
触发指示所述空气质量下降的警示信号。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述应用程序还包括可由所述处理器执行以进行以下操作的程序代码：依据所述空气质量下降而修改所述气流调度计划。
20.如权利要求19所述的系统，其中修改所述气流调度计划包括以下各项中的至少一者：关闭至少一个空气来源、关闭再循环系统、打开新的空气来源、改变新鲜空气与分布在所述飞行器中的再循环空气的比率和减小总气流量。
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