DE102007052817A1 - Device for supplying air to airplane air conditioning unit, has adjustable damper to block inlet channel in position and unblock in another position, and stands in area before inlet opening of another air inlet channel in third position - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftversorgung einer Flugzeugklimaanlage, insbesondere einer mittels Elektromotoren betriebenen Klimaanlage zur Klimatisierung einer Flugzeugkabine, wobei die Vorrichtung einen ersten Lufteinlasskanal und einen zweiten Lufteinlasskanal aufweist, die eine Einlassöffnung aufweisen, durch die die Lufteinlasskanäle mit Umgebungsluft beaufschlagt werden und die auslassseitig unmittelbar oder mittelbar mit der Flugzeugklimaanlage in Verbindung stehen.The The present invention relates to an air supply device an aircraft air conditioning system, in particular one by means of electric motors operated air conditioning system for the air conditioning of an aircraft cabin, the device having a first air intake passage and a second air intake passage Air inlet channel having an inlet opening through which the Air inlet ducts be exposed to ambient air and the outlet side directly or indirectly related to the aircraft air conditioning system.
Bei der Versorgung derartiger Klimaanlagen mit Umgebungsluft bestehen verschiedenste Anforderungen. Es besteht das Erfordernis, dass der Lufteinlass bzw. der Lufteinlasskanal am Flugzeug im Flugbetrieb einen möglichst geringen Luftwiderstand erzeugen soll, dass Ansauggeräusche im Bereich des Lufteingangskanals bzw. im Bereich von dessen Einlaß insbesondere im Bodenbetrieb während der Flugzeugabfertigung sowie Druckverluste minimiert werden sollen und dass bei höheren Rollgeschwindigkeiten keine größeren Partikel in den Lufteinlass bzw. in den Lufteinlasskanal gelangen.at the supply of such air conditioners with ambient air various requirements. There is a requirement that the Air inlet or the air inlet duct on the aircraft in flight operation one possible low air resistance should generate, that intake noise in the Area of the air inlet channel or in the region of the inlet in particular in ground operation during the aircraft handling and pressure losses should be minimized and that at higher Rolling speeds no larger particles get into the air inlet or into the air inlet duct.
Die erstgenannte Anforderung eines möglichst geringen Luftwiderstands lässt sich über die aerodynamische Formgebung und Größe des Lufteinlasses, insbesondere über die Querschnittsfläche des im Luftstrom befindlichen Teils des Lufteinlasskanals beeinflussen. Dabei wird prinzipiell ein kleiner Querschnitt der Einlassöffnung gewählt, um den Luftwiderstand klein zu halten. Dies ist für die Luftversorgung der Klimaanlage im Flug aufgrund der dynamischen Druckkomponente (Staudruck) ausreichend, hat jedoch im Bodenbetrieb den Nachteil, dass die für die Luftversorgung der Klimaanlage erforderliche Luftmenge mit einer sehr hohen Ansauggeschwindigkeit in den Einlass strömt, was unter Umständen zu einer erheblichen Geräuschentwicklung führt.The first request of a possible low drag over the aerodynamic shape and size of the air intake, in particular over the Cross sectional area of the in the air flow part of the air inlet channel influence. In principle, a small cross section of the inlet opening is selected in order to to keep the air resistance small. This is for the air supply of the air conditioning sufficient in flight due to the dynamic pressure component (dynamic pressure) However, in the ground operation the disadvantage that for the air supply of the air conditioning required amount of air with a very high intake speed flows into the inlet, which may be too a considerable noise leads.
Der zweiten Anforderung der Minimierung der Ansauggeräusche am Boden, insbesondere während der Flugzeugabfertigung sowie der Minimierung von Druckverlusten kann durch akustische Isolierungsmaßnahmen sowie durch die aerodynamische Formgebung und Größe des Lufteinlasses (Querschnittsfläche des Lufteinsaugkanals) begegnet werden. Ein relativ großer Querschnitt der Einlassöffnung bzw. des Lufteinlasskanals führt bei gleicher Luftmenge zu einer entsprechend geringen Strömungsgeschwindigkeit, was zu einer vergleichsweisen geringen Entstehung von Ansauggeräuschen und geringen Druckverlusten führt.Of the second requirement of minimizing intake noise at Ground, especially during aircraft handling and the minimization of pressure losses can by acoustic isolation measures as well as by the aerodynamic Shaping and size of the air inlet (cross sectional area of the Lufteinsaugkanals) are met. A relatively large cross section the inlet opening or the air inlet channel leads with the same amount of air at a correspondingly low flow rate, resulting in a comparatively low formation of intake noise and low pressure losses leads.
Aus dem Stand der Technik sind Bypassleitungen bekannt, mittels derer der insgesamt zur Verfügung stehende Einlassquerschnitt vergrößert und damit Ansauggeräusche und Druckverluste verringert werden können.Out Bypass lines are known in the prior art, by means of which the total available standing inlet cross-section increases and thus intake noise and Pressure losses can be reduced.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Erfüllung der dritten Anforderung, nämlich der Verhinderung des Eintritts größerer Partikel in den Lufteinlass bzw. in den Lufteinlasskanal, eine scharniergelagerte Klappe vor dem Lufteinlass vorzusehen. Diese verhindert, dass gröbere Schmutzpartikel eingesaugt werden. Diese Klappe ist im Flug bündig mit der Flugzeugaußenhaut bzw. mit der Einlassoberfläche, um einen möglichst kleinen Luftwiderstand zu erzeugen.Out It is known in the prior art to fulfill the third requirement, namely preventing the entry of larger particles into the air inlet or in the air intake duct, a hinged flap before to provide the air inlet. This prevents coarser dirt particles from being sucked in become. This flap is flush with the aircraft's outer skin in flight or with the inlet surface, to one as possible to produce small air resistance.
Wie oben dargelegt, werden die oben genannten Anforderungen bislang mit separaten technischen Lösungen erfüllt. Dies ist insofern von Nachteil, dass die verschiedenen Komponenten, die zur Erfüllung dieser Anforderungen eingesetzt werden, ein Mehrgewicht mit sich bringen, was insbesondere im Flugzeugbau unerwünscht ist. Als weiterer Nachteil ist zu nennen, dass die zahlreichen unterschiedlichen Komponenten zur Erfüllung der genannten Anforderungen vergleichsweise kostenintensiv sind.As As stated above, the above requirements are so far with separate technical solutions Fulfills. This is disadvantageous in that the various components, the fulfillment these requirements are used, an extra weight with it bring what is undesirable, especially in aircraft. Another disadvantage is to be mentioned that the numerous different components to fulfillment said requirements are relatively expensive.
Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Luftversorgung einer Flugzeugklimaanlage dahingehend weiterzubilden, dass diese gewichts,- kosten-, sowie auch zuverlässigkeitsoptimiert ist.Therefore the object of the present invention is a device for the air supply of an aircraft air conditioning system that this weight, cost and reliability is optimized.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen ersten Lufteinlasskanal und einen zweiten Lufteinlasskanal aufweist, die je eine Einlassöffnung aufweisen, durch die die Lufteinlasskanäle mit Umgebungsluft beaufschlagt werden und die auslassseitig unmittelbar oder mittelbar mit der Flugzeugklimaanlage in Verbindung stehen. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine verstellbare Klappe auf, die in einer ersten Position den zweiten Lufteinlasskanal absperrt, die in einer zweiten Position den zweiten Lufteinlasskanal freigibt und die in einer dritten Position im Bereich vor der Einlassöffnung des ersten Lufteinlasskanals steht. Erfindungsgemäß ist somit eine Komponente/Baugruppe vorgesehen, mittels derer vorzugsweise alle der oben genannten Anforderungen erfüllbar sind.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved. Thereafter, it is provided that the device has a first air inlet channel and a second air inlet duct, each having an inlet opening, through which the air intake ducts be exposed to ambient air and the outlet side directly or indirectly related to the aircraft air conditioning system. The Device further comprises an adjustable flap, the in a first position shuts off the second air intake passage, which releases the second air inlet channel in a second position and in a third position in the area in front of the inlet opening of the first air inlet channel is. According to the invention is thus a component / assembly provided by means of which preferably all of the above requirements are satisfiable.
Mittels der genannten Klappe kann im Flugbetrieb die Einlassöffnung des zweiten Lufteinlasskanals geschlossen werden (erste Position der Klappe). Auf diese Weise wird der auftretende Luftwiderstand im Flugbetrieb entsprechend verringert.through said flap can in flight the inlet opening of the second air inlet duct are closed (first position of Flap). In this way, the air resistance occurring in the Flight operations reduced accordingly.
Die Klappe kann in einer zweiten Position am Bodenbetrieb den zweiten Lufteinlasskanal freigeben, was dazu führt, dass die zur Verfügung stehende Querschnittsfläche zur Zuführung von Luft zu der Flugzeugklimaanlage vergleichsweise groß ist und Ansauggeräusche, insbesondere im Bodenbetrieb während der Flugzeugabfertigung sowie auch Druckverluste minimiert werden.The flap may release the second air intake passage in a second position at ground operation, resulting in the available cross-sectional area for supplying air to the aircraft Aircraft air conditioning is comparatively large and intake noise, especially in ground operation during aircraft handling and pressure losses are minimized.
In der dritten Position der Klappe befindet sich diese in einen Bereich vor der Einlassöffnung des ersten Lufteinlasskanais, wodurch verhindert werden kann, dass insbesondere bei höheren Rollgeschwindigkeiten Partikel in die Einlassöffnung bzw. in den Lufteinlasskanal gelangen.In the third position of the flap is located in an area in front of the inlet opening of the first air inlet duct, which can be prevented in particular at higher Rolling speeds particles in the inlet opening or in the air inlet channel reach.
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen kann somit durch eine Komponente bzw. durch eine kompakte Komponente/Baugruppe eine Vielzahl von Anforderungen erfüllt werden, was Gewichts,- Kosten,- und Zuverlässigkeitsvorteile mit sich bringt.in the Contrary to the solutions known from the prior art can thus by a component or by a compact component / assembly a variety of requirements are met, what weight, Cost, and reliability benefits brings with it.
Zur Realisierung der oben genannten Positionen der Klappe kann eine Steuer- und/oder Regeleinheit vorgesehen sein, die einen ersten Eingang aufweist, dem ein erstes Signal zugeführt wird, das kennzeichnet, ob sich das Flugzeug im Boden- oder im Flugbetrieb befindet, und wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit einen zweiten Eingang aufweist, dem ein zweites Signal zugeführt wird, das kennzeichnet, welche Rollgeschwindigkeit das Flugzeug aufweist oder mit welcher Leistung das Flugzeug betrieben wird.to Realization of the above positions of the flap can be one Tax and / or Be provided control unit having a first input, to which a first signal is supplied This indicates whether the aircraft is in ground or in flight and wherein the control and / or regulating unit has a second Input, to which a second signal is supplied, which indicates which rolling speed the aircraft has or with which Performance the aircraft is operated.
Der genannte erste Eingang und zweite Eingang können durch unterschiedliche Bauelemente der Steuer- und/oder Regeleinheit oder auch durch ein- und dasselbe Bauelement gebildet werden. Im letzteren Fall kann vorgesehen sein, dass die genannten Signale sequentiell der Steuer- und/oder Regeleinheit zugeführt werden.Of the said first input and second input may be different Components of the control and / or regulating unit or else by a and the same component are formed. In the latter case can be provided that said signals sequentially the control and / or control unit supplied become.
Denkbar ist es, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Verstellung der Klappe in die erste Position veranlaßt, wenn das erste Signal kennzeichnet, dass sich das Flugzeug im Flugbetrieb befindet.Conceivable it is that the control and / or regulating unit is designed such that it causes the adjustment of the flap in the first position, if the first signal indicates that the aircraft is in flight located.
In diesem Fall wird unabhängig von weiteren Signalen die Klappe dementsprechend derart bewegt, dass sie den zweiten Lufteinlass verschließt, was zur Folge hat, dass die Luft ausschließlich über den ersten Lufteinlasskanal zu der Flugzeugklimaanlage gelangt.In this case becomes independent of further signals the flap accordingly moves so that it closes the second air inlet, with the result that the air exclusively over the first air inlet duct to the aircraft air conditioning system passes.
Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann des Weiteren derart ausgeführt sein, dass sie die Verstellung der Klappe in die zweite Position veranlaßt, wenn das erste Signal kennzeichnet, dass sich das Flugzeug im Bodenbetrieb befindet und wenn das zweite Signal kennzeichnet, dass die Rollgeschwindigkeit, die das Flugzeug aufweist oder die angeforderte oder tatsächliche Leistung, mit der das Flugzeug betrieben wird, unterhalb eines Grenzwertes liegt oder einem Grenzwert entspricht.The Control and / or regulating unit can furthermore be designed in such a way that it causes the adjustment of the flap in the second position, if the first signal indicates that the aircraft is in ground operation and if the second signal indicates that the rolling speed, which comprises the aircraft or the requested or actual Performance with which the aircraft is operated, is below a limit or a limit.
In diesem Zustand wird somit auch der zweite Lufteinlasskanal geöffnet. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Flugzeug steht oder mit relativ geringer Geschwindigkeit und/oder Leistung betrieben wird.In This state thus also the second air inlet channel is opened. This may be the case, for example, when the aircraft is stationary or operated at relatively low speed and / or power becomes.
Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann schließlich derart ausgeführt sein, dass sie die Verstellung der Klappe in die dritte Position veranlaßt, wenn das erste Signal kennzeichnet, dass sich das Flugzeug im Bodenbetrieb befindet und wenn das zweite Signal kennzeichnet, dass die Rollgeschwindigkeit, die das Flugzeug aufweist oder die Leistung, mit der das Flugzeug betrieben wird bzw. werden soll, oberhalb eines Grenzwertes liegt oder einem Grenzwert entspricht. Bei höheren Rollgeschwindigkeiten wird in diesem Fall die Klappe somit vor den Einlass des ersten Lufteinlasskanals derart bewegt, dass zwar der Lufteinlass möglich ist, dass jedoch verhindert wird, dass Partikel in den Lufteinlasskanal gelangen. Dabei steht die Klappe vorzugsweise derart, dass sie im Bereich vor den Einlassöffnungen beider Lufteinlasskanäle steht.The Control and / or regulating unit can finally be designed in such a way that it causes the adjustment of the flap in the third position, if the first signal indicates that the aircraft is in ground operation and if the second signal indicates that the rolling speed, which the aircraft has or the power with which the aircraft is is operated or is to be, is above a threshold or a limit. At higher rolling speeds is in this case, the flap thus in front of the inlet of the first air inlet channel moved so that, although the air inlet is possible, but prevented will get particles into the air inlet duct. It stands preferably the flap so as to be in the area in front of the inlet openings both air intake ducts stands.
Alternativ oder zusätzlich zu einem die Rollgeschwindigkeit des Flugzeug kennzeichnenden Signal kann auch vorgesehen sein, dass die Position des Schubhebels bzw. ein Schubhebel-Stellungssignal verarbeitet wird. Denkbar ist es beispielsweise, dass die Klappe in die dritte Position verschwenkt wird, wenn der Schubhebel auf Startleistung (Take-Off Power bzw. Max. Power) steht oder auf Schubumkehr (Reverse Thrust). Hierbei handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele. Grundsätzlich können auch andere Signale abgefragt werden, die für die die tatsächliche bzw. geforderte Leistung des Flugzeuges kennzeichnend sind.alternative or additionally at a signal indicative of the roll speed of the aircraft can also be provided that the position of the push lever or a thrust lever position signal is processed. It is conceivable for example, that the flap is pivoted to the third position, when the throttle lever is at take-off power (Max. Power) or on reverse thrust. This acts it goes without saying just for examples. in principle can Also other signals are queried for which the actual or required performance of the aircraft are characteristic.
Der zweite Lufteinlasskanal muss nicht unmittelbar zu der Flugzeugklimaanlage führen. Er kann in den ersten Lufteinlasskanal münden und somit nur abschnittsweise eine Bypass-Leitung bilden. In diesem Fall wird die Luft der Klimaanlage stromabwärts der Einmündungsstelle durch einen gemeinsamen Kanal zugeführt.Of the second air intake duct does not have to be directly to the aircraft air conditioning to lead. It can flow into the first air intake duct and thus only in sections form a bypass line. In this case, the air is the air conditioning downstream the confluence point supplied through a common channel.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Flugzeug mit wenigstens einer Flugzeugklimaanlage, wobei das Flugzeug eine oder mehrere der Vorrichtungen zur Luftversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist. Der Begriff „Flugzeug" steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellvertretend für jedes beliebige Luftfahrzeug.The The present invention further relates to an aircraft having at least an aircraft air conditioning system, wherein the aircraft one or more of Air supply devices according to one of claims 1 to 8 has. The term "aircraft" is in the frame of the present invention representative of any aircraft.
Wie bereits oben ausgeführt, ist die Flugzeugklimaanlage vorzugsweise als Flugzeugklimaanlage ausgeführt, deren Kompressor durch einen Elektromotor angetrieben wird. Die Flugzeugklimaanlage kann einen oder mehrere Kompressoren aufweisen, die durch Elektromotoren angetrieben werden.As already stated above, the aircraft air conditioning system is preferably designed as an aircraft air conditioning, the compressor by a Electric motor is driven. The aircraft air conditioning system may include one or more compressors driven by electric motors.
Die oben genannte Steuer- und/oder Regeleinheit der Vorrichtung kann durch die Steuer- und/oder Regeleinheit der Flugzeugklimaanlage gebildet werden. Es kann sich jedoch auch um einen separaten Controller handeln. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Steuerung oder Regelung der Klappenstellung über den Controller der Flugzeugklimaanlage realisiert wird.The above-mentioned control and / or regulating unit of the device can by the control and / or regulating unit of the aircraft air conditioning system be formed. It can also be a separate controller act. Preferably, however, it is provided that the controller or regulating the flap position via the controller of the aircraft air conditioning system is realized.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einlassöffnung des zweiten Lufteinlasskanals durch eine Öffnung in der Außenhaut des Flugzeugs gebildet wird. Die Einlassöffnung des ersten Lufteinlasskanals kann beispielsweise durch eine Lufteinlasshutze gebildet werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klappe in der ersten Position derart angeordnet ist, dass sie bündig oder im Wesentlichen bündig mit der Außenhaut des Flugzeuges abschließt.In Another embodiment of the invention is provided that the inlet opening of the second air inlet channel through an opening in the outer skin of the aircraft is formed. The inlet opening of the first air inlet duct can be formed for example by an air intake. It is preferably provided that the flap in the first position is arranged so that it is flush or substantially flush with the outer skin of the aircraft.
Die Klappe kann derart ausgeführt sein, dass sie relativ zur Außenhaut des Flugzeuges in der zweiten Position nach innen und in der dritten Position nach außen ragt.The Flap can be carried out in this way be that they are relative to the outer skin of the aircraft in the second position inwards and in the third Position outwards protrudes.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will be apparent from a in the Drawing illustrated embodiment explained. Show it:
In
Mit
dem Bezugszeichen
Eine
verschwenkbare Klappe
Die
Klappe
Die
Klappe
Die
Steuer- und/oder Regeleinheit
Über den
zweiten Eingang
Dabei
ist die Steuer- und/oder Regeleinheit
Im
Bodenbetrieb wird bei relativ geringer Rollgeschwindigkeit, d. h.
bei einem „Rollgeschwindigkeits-Signal" unterhalb eines
bestimmten Grenzwertes der Stellmotor
Wie
dies aus den
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, alle drei der oben genannten Komponenten durch eine zu erfüllen.By The present invention makes it possible to use all three of the above Components through one.
Die
Geometrie des Bypasses bzw. des zweiten Lufteinlasskanals ist vorzugsweise
derart ausgelegt, dass die Klappe
Für die Rollgeschwindigkeit,
bei der die Klappe von der nach innen geöffneten Stellung (
Die beschriebene technische Lösung lässt sich vorzugsweise nur mit einem Stellmotor für die Klappenbewegung und vorzugsweise nur mit einer Klappe realisieren. Der Steuer- und/oder Regeleinheit zur Steuerung oder Regelung der Klappenstellung kann durch den Klimaanlagen-Controller gebildet werden oder durch einen separaten Controller. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuerung/Regelung der Klappenstellung über den Klimaanlagen-Controller erfolgt.The described technical solution let yourself preferably only with a servomotor for the flap movement and preferably only realize with one stone. The control and / or regulating unit For controlling or regulating the flap position can be controlled by the air conditioning controller be formed or by a separate controller. Preferably is provided that the control / regulation of the flap position on the Air conditioning controller takes place.
Wie
oben ausgeführt,
kann optional alternativ oder zusätzlich zu dem Rollgeschwindigkeits-Signal
beispielsweise auch ein Schubhebel-Stellungssignal („Thrust
Leaver Position Signal")
verarbeitet werden. In diesem Fall kann die Klappe
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