ES2248008T3 - Sistema de regulacion de corriente de masa de aire con correccion segun la altitud barometrica para un avion comercial. - Google Patents
Sistema de regulacion de corriente de masa de aire con correccion segun la altitud barometrica para un avion comercial.Info
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Abstract
Sistema de regulación de corriente de masa de aire con corrección según la altitud barométrica para un avión comercial, en el que de un conducto de alimentación de aire (71), alimentado con aire acondicionado por un equipo de aire acondicionado de un sistema de distribución de aire (6) alimentado con aire por turbomáquinas (8), se deriva al menos un conducto de aire individual (9) conectado al conducto de aire de alimentación (71) así como a un conducto colector de aire (7), al menos un consumidor de aire o una salida de aire, cuya alimentación de aire es modificada en cantidad por diferentes unidades de control de alimentación de aire (51), estando conectadas las unidades de control de alimentación de aire (51), a través de líneas de información (10), con una unidad de regulación.
Description
Sistema de regulación de corriente de masa de
aire con corrección según la altitud barométrica para un avión
comercial.
La invención se refiere a un sistema de
regulación de corriente de masa de aire con corrección según la
altitud barométrica para un avión comercial, según el preámbulo de
la reivindicación 1. Permite regular la corriente de masa de aire
que circula por la red de distribución de aire, adaptándose según
las variaciones de la altitud barométrica durante el vuelo.
En un avión comercial, se configuran cabinas de
avión como cabinas de pasajeros o como bodegas de carga, que son
ventiladas por zonas a través de una salida de aire. Existe la
necesidad de que con la variación de la altitud de vuelo y la
variación correspondiente de la presión del aire ambiente y de la
temperatura del aire (dentro o fuera del fuselaje del avión), el
flujo de corriente de masa de aire sea influenciado por la red de
distribución de aire interna del avión, hasta el (los)
punto(s) de salida (ramificado/s), de tal forma que se
compense un balance de corriente de masa de aire (referido a la red
de distribución de aire) predefinido del sistema de distribución de
aire.
En redes de distribución de aire (de un avión)
que son alimentadas con aire (u otros gases) por turbomáquinas
(grupos motopropulsores o ventiladores), frecuentemente existe la
necesidad de distribuir de manera variable las corrientes de aire o
de (otros) gases, transportadas hacia los consumidores de aire (air
user) conectados o (sólo) hacia salidas de aire (outlets). Para ello
(como se sabe) se usa la característica de pérdida de presión de las
unidades de control de aire, para lo cual se utilizan diafragmas
variables, válvulas u otros cuerpos de corriente de sección
transversal variable para realizar el control de dichas corrientes
de aire o de gas. Estas unidades de control de aire se ajustan con
un sistema sensorial de medición o con otra unidad de regulación
digital (neumática o eléctrica) o con algoritmos de regulación
implementados, de tal forma que las corrientes de aire se alimenten,
siguiendo los algoritmos de regulación aplicados, a los consumidores
de aire o las salidas de aire. Son conocidas las magnitudes teóricas
predefinidas para los algoritmos de regulación, por ejemplo, de la
presión o de la temperatura de una corriente de masa de aire (o
corriente volumétrica del aire) transportada por la red de
conductos. Las leyes de regulación según las cuales de produce la
distribución de aire se configuran de manera variable o como
regulación de aire de dos puntos. A este respecto, se remite a una
regulación de presión de aire de compensación en el conducto
colector de aire de compensación de conocidos productos de Airbus
(A300, A310, A319, A320, A321, A330, A340), así como a una
distribución de aire del Airbus A300F4-600R con el
control de caudal de aire a través de una válvula de derivación.
Como mucho más compleja es considerada por los
círculos técnicos la distribución de aire (en un fuselaje de avión)
dentro de sistemas de distribución de aire, en los que varios
consumidores de aire o salidas de aire conectados deben seguir las
mismas o distintas leyes de distribución de aire o en los que la
cantidad de aire total distribuida (a través de tuberías) debe
aumentarse o reducirse uniformemente. En (múltiples) fórmulas de
solución, se ha estudiado el concepto de la realización de este
(estos) requisito(s), de regular, en un conducto colector de
aire común del que se derivan varios consumidores de aire o salidas
de aire, la distribución de aire a través de órganos de control
asignados individualmente y/o de variar la cantidad total de aire a
través de unidades de alimentación de aire (turbomáquinas
reguladas).
Para la regulación sencilla del aire, para ello
se hace referencia a magnitudes de corriente en el conducto
colector, en donde según estas soluciones se producirán unas
desviaciones inevitables de la corriente de masa, inaccesibles al
proceso de regulación ni por sensores ni por otro tipo de
información, por lo que (debido a un déficit de información) no se
tiene en cuenta una correspondiente corrección de la distribución
del aire. No se hará referencia a una adaptación, en función de la
variación de la altura de vuelo, de la corriente de masa de aire que
circula por la red de distribución de aire.
No se ha conocido ningún proceso de regulación
que proponga (aunque sólo sea de forma aproximada) un sistema de
regulación de corriente de masa de aire con una corrección según la
altitud (adaptada) o una solución para ello.
El experto conoce tan sólo un mando controlado
por presión de turbomáquinas con una cantidad fija de alimentación
de aire (mando FAN de G&T) en el Airbus A310. Además, por el
documento EP0926579A1 se conoce una regulación de unidades de ajuste
que se realiza en función de la presión estática en el conducto
colector principal de aire. Esta solución general para un sistema de
regulación variable del volumen de aire ignora que una regulación de
aire en aviones conlleva una presión general variable que influye
sensiblemente en la característica de pérdida de aire de componentes
de distribución de aire, redes de distribución de aire y
turbomáquinas. Además, por el documento DE19707858C1 se conoce un
sistema de regulación de corriente de masa de aire con corrección
según la altitud barométrica según el preámbulo de la reivindicación
1.
Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de
proporcionar un sistema de regulación de corriente de masa de aire
con corrección según la altitud barométrica para un avión comercial,
con el que la corriente de masa de aire que se hace pasar por la red
de distribución de aire hasta los consumidores de aire y/o las
salidas de aire instalados en el fuselaje del avión, es regulada
adaptándose a las variaciones de la altitud barométrica durante el
vuelo (de forma variable según la altitud barométrica durante el
vuelo).
Este objetivo se consigue mediante las medidas
indicadas en la reivindicación 1. En las demás reivindicaciones se
indican unas configuraciones convenientes de dichas medidas.
La invención se describe detalladamente en un
ejemplo de realización con la ayuda del dibujo adjunto. Muestra
la figura 1 un diagrama de bloques del sistema de
regulación de corriente de masa de aire con corrección según la
altitud barométrica para un avión comercial.
El diagrama de bloques representado en la figura
1 se refiere al caso de aplicación del sistema de regulación de
corriente de masa de aire con corrección según la altitud
barométrica para un avión de pasajeros.
Partiendo de las fórmulas de solución presentadas
verbalmente para una distribución de corriente de aire en sistemas
de distribución de aire con varios consumidores de aire derivados
localmente (por zonas) de un conducto colector de aire común o
posibles tomas para consumidores de aire y/o salidas de aire dentro
de un fuselaje (presurizado) de avión (o de una cabina de avión),
que se mencionan en la introducción, queda en evidencia que en un
proceso de regulación referido a magnitudes de circulación en
conductos colectores de aire, que debe corregir las desviaciones de
la corriente de masa de aire a consecuencia de las diferentes
alturas de vuelo de un avión (es decir, también durante el ascenso y
el descenso del avión) en adaptación a la altitud barométrica, es
preciso hacer accesible a éste los valores de medición (magnitudes
de referencia) actuales (correlativos) de la alteración de la altura
de vuelo o del cambio de la presión del aire ambiente, acompañada de
la temperatura de aire del conducto colector, para poder corregir
una característica de pérdida de presión, conocida por el proceso de
regulación, o características de pérdida de presión o líneas
(valores) características, conocidas por el mismo, de las
turbomáquinas (alimentadoras de aire). Sobre esta base, se crean las
condiciones previas para que el proceso de regulación compare (el
flujo de) la corriente de masa de aire actual que circula por los
conductos de alimentación de aire 71 conectado(s) con el
sistema de distribución de aire o con la(s)
turbomáquina(s) 8, o el que circula por el (los)
conducto(s) colector(es) de aire 7, con (un flujo de)
la corriente de masa de aire actual predefinida, cuyas magnitudes
básicas están registradas por una unidad de regulación 1. A lo que
se hará referencia detalladamente más adelante es el hecho de que en
caso de desviaciones entre las corrientes de masa de aire
comparadas, la unidad de regulación 1 realizará y (a continuación)
emitirá las informaciones de corrección correspondientes que se
transmiten a las unidades de ajuste conectadas (unidades de control
de alimentación de aire 51 empleadas como válvula o ventilador) o a
la parte de regulación de la(s) turbomáquina(s) 8, a
través de líneas de información 10, o que las excitan de manera
correspondiente, después de lo cual el flujo de la corriente de masa
de aire actual se hace coincidir con el flujo de corriente de masa
definido. Con este proceso de regulación se consigue que se realice
una corrección de altitud ("altitude correction"), es decir,
una corrección adaptada según la altitud barométrica (de forma
iterativa) de la corriente de masa de aire que circula por las
tuberías, que se hecha en falta en las regulaciones de corriente de
masa de aire conocidas l.
Observando la figura 1 se puede ver el principio
del circuito de un sistema de regulación de corriente de masa de
aire (en lo sucesivo, denominado RMA), a lo que se hace referencia
detalladamente a continuación. La parte principal de dicho RMA se
facilita con la mencionada unidad de regulación 1. Dicha unidad de
regulación 1 se compone de un dispositivo de memoria de campos
característicos 2 (dispositivo de memoria de características de
rendimiento "performance characteristic"), de una unidad de
procesador central 3 (en lo sucesivo, denominada "CPU") en la
que están integrados un dispositivo de comparación 31 y una unidad
aritmética 32, y de un dispositivo de adquisición de detección de
estado 4 (dispositivo de adquisición de datos "data
adquisition").
El dispositivo de comparación 31 está conectado,
a nivel informático, con la unidad aritmética 32, con la que están
conectados el dispositivo de memoria de campos característicos 2 y
el dispositivo de detección de estado 4, siendo realizado el
intercambio de información a través de líneas de datos tendidos de
forma interna (dentro de la unidad de regulación 1). En la memoria
del dispositivo de memoria de campos característicos 2 están
depositados, pudiendo ser llamados (por el dispositivo de
comparación 31 y la unidad aritmética 32), datos característicos que
caracterizan el comportamiento de funcionamiento (las líneas
características y los campos de líneas características) de los
distintos conductos de conexión de aire, de la(s)
turbomáquina(s) 8 y de las diferentes unidades de control de
alimentación de aire 51 (válvulas, ventiladores). Además, el
dispositivo de detección de estado 4 está conectado, a través de
líneas de señales 10 con diferentes unidades o dispositivos (que
ejercen una función de vigilancia, (es decir, de forma más concreta)
con unidades de vigilancia 5 [sensores de temperatura/de presión/de
circulación] internas instaladas en distintos lugares, y con un
dispositivo de vigilancia 11 [Gestión de Datos de Vuelo: Como
componente del Sistema de Gestión de Vuelo del avión comercial] y
con una unidad de vigilancia 12 externa (sensores de presión y de
temperatura) (instalada en la zona exterior del fuselaje del avión).
Además, se añade que la unidad aritmética 32 mencionada integra un
algoritmo de cálculo para calcular la corriente de masa (de aire)
del sistema y la corrección según la altitud, a lo que se hará
referencia más adelante. Dicha unidad de regulación 1 es un
componente importante de este RMA con corrección según la altitud
barométrica para un avión, en el cual, además, un conducto colector
de aire 7 y un conducto de alimentación de aire 71 (conectado al
mismo) que son alimentados de aire acondicionado mediante paquetes
de climatización, están conectados con un sistema de distribución de
aire 6. Este último es alimentado con aire (exterior aspirado)
fresco por una o varias turbomáquinas 8 (por ejemplo, de grupos
motopropulsores que aspiran aire). Del conducto colector de aire 7
se deriva al menos un conducto de aire individual 9 con al menos un
consumidor de aire (air user) o una salida de aire (air outlet),
cuya alimentación de aire es modificada en cuanto a la cantidad por
diferentes unidades de control de alimentación de aire 51
(intercalados entre las conexiones de aire) [más concretamente: Por
ventiladores de aire con regulación del número de revoluciones o por
válvulas de regulación de corriente de aire]. Dichas unidades de
control de alimentación de aire 51 están conectadas, a través de
líneas de información 10 (líneas de datos), con la unidad de
regulación 1 para recibir y realizar los datos enviados por esta
última, vía informática (comandos de ajuste o comandos de regulación
convertidos en señales), después de lo cual la unidad de control de
alimentación de aire 51 provoca un aumento o una reducción, en
corrección por la altitud barométrica, de la corriente de masa de
aire a través de los conductos de aire postconectados.
En este punto cabe destacar que la corrección de
la corriente de masa de aire que ha de regularse, adaptándola a la
altitud barométrica, se producirá sobre la base de un proceso de
cálculo y de una comparación teórico/real de datos referidos o bien
a la altura de vuelo o bien a la presión de aire y la temperatura
dentro y fuera del fuselaje del avión. Por esta razón, está previsto
que al dispositivo de detección de estado 4 se faciliten los valores
de medición actuales, registrados localmente por la(s)
unidad(es) de vigilancia 5, 12 (internas o externas del
fuselaje), como información de datos a través de una línea de
información 10 (línea de datos).
Para no perder la vista para la compresión del
RMA, se hará referencia aún detalladamente a la arquitectura de
conductos. Según está representado de forma simplificada en la
figura 1, está previsto que de un conducto colector de aire 7 se
derive al menos un conducto de aire individual 9 para la
alimentación de un consumidor de aire (user) o para la ventilación
(por ejemplo) de un espacio de cabina a través de una salida de aire
con aire (acondicionado), pudiendo estar conectados otros conductos
de aire individuales 9 del conducto colector de aire 7
(representación en líneas discontinuas), a través de los cuales los
otros consumidores de aire (user) o salidas de aire (outlets) son
alimentados de aire acondicionado. A los conductos de aire
individual 9 está conectado un sistema de distribución de aire 6 con
una alimentación de aire acondicionado a través de turbomáquinas 8,
que garantiza la alimentación de los consumidores de aire
acondicionado.
Al menos una unidad de control de alimentación de
aire 51 conectada a un conducto de alimentación de aire 71 que está
unido con un sistema de distribución de aire circulante 61 del avión
comercial y a través del cual se produce el transporte del aire
circulante, está conectado a este conducto colector de aire 7. La
extensión de dicho conducto de colector de aire 7 (que continúa en
el plano horizontal) conduce a través de otra unidad de control de
alimentación de aire 51 hacia otro consumidor de aire estacionado
(posiblemente) dentro de otro espacio de cabina (por ejemplo, de un
habitáculo de pasajeros o una bodega de carga) y que también recibe
aire acondicionado. Dichas unidades de control de alimentación de
aire 51 se realizan con ventiladores de aire con regulación del
número de revoluciones, la unidad de vigilancia 5 interna/ externa
del fuselaje se realiza con respectivamente un sensor de temperatura
y un sensor de presión y (dado el caso) un sensor de circulación o
una combinación de sensores (realizable dado el caso) en una unidad
de sensores, tanto el conducto colector de aire de alimentación 7
como el conducto de alimentación de aire 71 y el conducto de aire
individual 9 se realizan con tuberías, las líneas de información 10
se realizan con líneas eléctricas de transmisión de señales o (lo
que también sería posible) con guíaondas de luz, refiriéndose el
dispositivo de vigilancia 11 a una Unidad de Gestión de Datos de
Vuelo (en lo sucesivo, denominada "UGDV") que forma parte del
"Sistema de Gestión de Vuelo" interno del avión.
Los sensores de la unidad de vigilancia 5
instalada en el interior del fuselaje están posicionados (según el
ejemplo de la figura 1) en un lugar de detección de estado (punto de
medición) adecuado (para el proceso de regulación) dentro de la
sección transversal del conducto de aire (tubería) correspondiente.
No se descarta que - de forma limitada a la detección de la presión
del aire y de la temperatura del aire en el interior de la cabina
(dentro del fuselaje del avión) o fuera del fuselaje del avión - se
instale un sensor de presión y de temperatura correspondiente (o la
unidad combinada de sensores) tanto cerca de los conductos de
conexión de aire - o dirigidos a la unidad de vigilancia 12
mencionada, dispuesta en el exterior del fuselaje - o bien, en la
zona exterior del fuselaje del avión. Las líneas de información 10
comunican la zona de regulación del ventilador y de la válvula de
regulación con la unidad de regulación 1. La zona de regulación del
ventilador correspondiente está conectada, por una parte, con el
dispositivo de detección de estado 4 y, por otra parte, con el
dispositivo de comparación 31. La línea de información 10 conectada
con las (la) unidades (unidad) de sensores, así como la línea de
información 10 unida con la UGDV, está conectada con el dispositivo
de detección de estado 4.
Por esta razón, se prevé que (los sensores
correspondientes de) la unidad de vigilancia 5 interna transmitan el
estado actual referido a la presión y la temperatura del aire que
circula por las tuberías. Los datos actuales en cuanto a la altura
de vuelo del avión son transmitidos al dispositivo de detección de
estado 4 continuamente por el dispositivo de vigilancia 11 (de la
UGDV).
La unidad aritmética 32 integrada en la CPU 3 se
encontrará en comunicación permanente de datos con el dispositivo de
memoria de campos característicos 2 y con el dispositivo de
detección de estado 4. El algoritmo de cálculo de la unidad
aritmética 32 calculará, mediante los datos recibidos (información
transferida) de parte del dispositivo de memoria de campos
característicos 2 y del dispositivo de detección de estado 4, el
balance momentáneo de la masa de aire del sistema de aire conectado
(constituido) por los elementos vinculados por los conductos de
aire: "el sistema de distribución de aire circulante 61, el
conducto de alimentación de aire 71, el sistema distribuidor de aire
6, la(s) turbomáquina(s) 8, el (los)
conducto(s) colector(es) de aire 7, el (los)
conducto(s) de aire individual(es) 9, la(s)
unidad(es) de control de alimentación de aire 51", y
utilizará la información de altura obtenida para corregir los datos
contenidos en la memoria de campos característicos (del dispositivo
de memoria de campos característicos 2) según la variación de la
altura, para facilitar el balance de masa de aire calculado al
dispositivo de comparación 31 en forma de datos teóricos (y
transmitirlos inmediatamente - tras la determinación - o sobre
llamada).
Además, el dispositivo de comparación 31 que
realiza un intercambio permanente de datos con los dispositivos
conectados con él (dispositivo de memoria de campos característicos
2, dispositivo de detección de datos 4), resulta adecuado para
efectuar una comparación de los datos de estado puestas a
disposición por el dispositivo de detección de estado 4 con los
datos calculados por el algoritmo de cálculo de la unidad aritmética
32. Una desviación (detectada) de los datos comparados por él [la
desviación de los datos de estado (datos reales) de los datos
calculados (datos teóricos)], se transmitirá (inmediatamente) a
continuación, a través de las líneas de información 10 conectadas, a
las unidades de control de alimentación de aire 51, mediante señales
de control emitidas de manera correspondiente. A continuación, la
señal de control correspondiente hace que la unidad de control de
alimentación de aire 51 correspondiente regule (a través de
conductos de aire) la corriente de masa de aire (actual) vigilada
por sensores, a una corriente de masa de aire adaptada a la altitud
barométrica (de acuerdo con los datos de estado de servicio
calculados). Una vez realizada la excitación, la unidad de control
de alimentación de aire 51, realizada con una válvula de regulación
de corriente de masa de aire, reducirá o aumentará la corriente de
masa de aire correspondientemente. Además, tras la excitación, la
unidad de control de alimentación de aire 51 configurada como
ventilador de aire incrementará o reducirá correspondientemente el
caudal del aire aspirado por el ventilador.
Por razones de la fiabilidad de la alimentación
de datos, que previene las posibles situaciones de choque - también
en contexto con un manejo ahorrativo de los recursos energéticos de
aire que escasean (en caso de emergencia), se considera también una
comparación de los valores de presión y de temperatura del aire con
los datos teóricos, que se basa en una temperatura y de presión del
avión correlativa con la información sobre la altura de vuelo, con
el cálculo subsiguiente, integrado en la CPU, de la corrección
deseada de la presión del proceso (sobre la base de los datos
memorizados, comparados con los datos de estado registrados por los
sensores). Según la configuración de (las tres unidades de) la
unidad de regulación 1, se puede elegir entre las dos posibilidades
mencionadas o aplicar ambas por igual.
Las demás explicaciones se refieren a
configuraciones ventajosas de las medidas presentadas.
En la memoria del dispositivo de memoria de
campos características 2 están almacenados los datos de las líneas
características de pérdida de presión de componentes del sistema de
distribución de aire y de unidades de ajuste de distribución del
aire, los datos de las líneas características del comportamiento de
funcionamiento de turbomáquinas, conductos (de conexión de) aire
(tuberías) y/o de canales de aire u otras unidades de control de
alimentación de aire, los datos de la línea característica de la
presión estática del aire del conducto colector de aire 7. Lo datos
característicos referidos al comportamiento de funcionamiento se
refieren a líneas características y campos de líneas características
que están disponibles permanentemente sobre llamada para la unidad
aritmética 32 (integrada en la CPU) (es decir, para el algoritmo de
cálculo).
El dispositivo de detección de estado 4
mencionado es adecuado para adquirir las informaciones de estado,
para procesar dichas informaciones de estado y para su conversión en
datos y la transferencia de las informaciones de estado convertidos
en datos.
Dichas informaciones de estado (datos de estado
actuales) se refieren - como se ha mencionado anteriormente -
principalmente a la altura de vuelo referida a la zona exterior en
el lado inferior y/o el lado superior del fuselaje del avión y/o al
eje longitudinal del fuselaje del avión.
En caso contrario, (por las consideraciones
expuestas anteriormente) las informaciones de estado se refieren al
menos a la presión del aire en el interior de los conductos y/o a la
presión del aire ambiente del conducto colector de aire 7 y (dado el
caso) del conducto de aire individual 9 y, además, a la temperatura
del aire dentro y/o cerca del conducto correspondiente. Además, por
ciertas razones se puede prever que al dispositivo de detección de
estado 4 se suministre también información de estado referida a la
presión del aire interior del fuselaje (presión del aire dentro de
la cabina) y/o la presión del aire exterior del fuselaje (presión
del aire ambiente del fuselaje del avión) y a la temperatura del
aire interior del fuselaje (temperatura del aire dentro de la
cabina) y/o al caudal del aire que circula por el conducto colector
7 y/o el conducto de aire individual 9 y/o a la temperatura del aire
exterior del fuselaje.
Por ello, el dispositivo de detección de estado 4
está conectado principalmente con la Gestión de Datos de Vuelo (como
componente del Sistema de Gestión de Vuelo) del avión, desde el que
se alimentan los datos de altura de vuelo determinados
permanentemente por el dispositivo de detección de estado (4).
En caso contrario, al dispositivo de detección de
estado (4) están conectados varios sensores, el sensor individual de
los cuales está configurado como sensor de presión o de temperatura
o de circulación, siendo capaz un sensor individual instalado por
dentro o por fuera del conducto colector 7 o del conducto de aire
individual 9 o por fuera del fuselaje del avión, de detectar el
estado actual de la presión del aire, de la temperatura de aire y
del caudal de aire con una compleja técnica de medición.
Por consiguiente, para adquirir la información de
estado actual, referida a la presión del aire y la temperatura del
aire y el caudal de aire, el dispositivo de detección de estado 4
está conectado con diferentes sensores (es decir, como mínimo con un
sensor de presión y un sensor de temperatura y/o un sensor de
circulación). Al menos un sensor, respectivamente, está dispuesto
dentro de la sección transversal del conducto colector de aire 7 y/o
del conducto de aire individual 9, con el que dentro de la sección
transversal del conducto se detecta por sensor la presión del aire
interior del conducto y/o la temperatura de aire de la corriente de
aire y/o el caudal de aire y, tras convertirse en una información
correspondiente al estado detectado se transfiere en forma de datos
al dispositivo de detección de estado 4.
En caso contrario, el dispositivo de detección de
estado 4 está conectado con varios sensores situados fuera o cerca
del conducto colector de aire 7 o del conducto de aire individual,
con los que se detecta la presión de aire interior del fuselaje y/o
la temperatura del aire que se mueve dentro del fuselaje del avión
(aire interior del fuselaje) y, tras convertirse en una información
correspondiente al estado detectado, se transfiere en forma de datos
al dispositivo de detección de estado 4.
Además, el dispositivo de detección de estado 4
puede estar conectado con varios sensores situados en el exterior
del fuselaje del avión, con los que se detectan la presión del aire
exterior del fuselaje y/o la temperatura exterior del fuselaje y el
caudal del aire exterior que circula fuselaje abajo (aire exterior
del fuselaje) y, tras convertirse en una información correspondiente
al estado detectado, se transfiere en forma de datos al dispositivo
de detección de estado 4.
Por consiguiente, la solución presentada se
refiere a un proceso de regulación que - con las líneas
características de pérdida de presión de componentes de red y
unidades de ajuste de distribución de aire, líneas características
de turbomáquinas, conocidas por él, una presión estática de un
conducto colector de red de distribución de aire, así como con el
suministro informativo de una corrección de presión de altura de
vuelo que puede componerse de una información de altura de vuelo o
una información de presión/de temperatura de (la corriente de) aire
con el cálculo de la corrección del proceso, integrada en el proceso
- calcula una o varias corrientes de masa de aire o una corriente de
masa de aire general, lo(s) compara con un balance de masa de
aire predefinido y, en caso de desviaciones, transmite las señales
correspondientes a unidades de ajuste integrados en la red de
distribución de aire o a turbomáquinas reguladas, que modifican la
corriente de masa de aire hasta que se haya compensado el balance de
corriente de masa de aire predefinido. Este proceso de regulación es
un proceso que avanza permanentemente a lo largo del tiempo.
Sabiendo que el RMA presentado facilita las cantidades de aire
transportadas de forma variable, adaptándolas a las variaciones de
la altura de vuelo, a los consumidores de aire o salidas de aire, es
decir de forma corregida según la altitud barométrica, de acuerdo
con la necesidad adaptada de la cantidad de aire, el experto
constatará que con este RMA se elimina cualquier magnitud de fallo
existentes hasta ahora (errores de medición, imprecisiones o falta
de detección) que se producen en un RMA con el mando controlado por
presión de las turbomáquinas de una cantidad de alimentación de aire
fija, a consecuencia de la falta o insuficiencia de detección, de
valoración y/o del procesamiento insuficiente. La puesta a
disposición individual de una cantidad insuficiente o excesiva de
aire a los consumidores de aire o salidas de aire no se producirá -
por la influencia en el transporte de cantidades de aire en
adaptación a la variación de la altitud barométrica durante el vuelo
- porque en el momento adecuado y en correlación con la altura de
vuelo actual durante el vuelo del avión comercial se coordina
actualmente la necesidad de aire. Una medida significativa a la que
a la hora de la homologación de un avión comercial se presta la
atención suficiente, aparte de que el explotador posterior (las
líneas aéreas) notarán un mejor confort en la ventilación de las
zonas de cabina.
Claims (15)
1. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire con corrección según la altitud barométrica para un avión
comercial, en el que de un conducto de alimentación de aire (71),
alimentado con aire acondicionado por un equipo de aire
acondicionado de un sistema de distribución de aire (6) alimentado
con aire por turbomáquinas (8), se deriva al menos un conducto de
aire individual (9) conectado al conducto de aire de alimentación
(71) así como a un conducto colector de aire (7), al menos un
consumidor de aire o una salida de aire, cuya alimentación de aire
es modificada en cantidad por diferentes unidades de control de
alimentación de aire (51), estando conectadas las unidades de
control de alimentación de aire (51), a través de líneas de
información (10), con una unidad de regulación (1),
caracterizado porque la unidad de regulación (1) está
equipada con un dispositivo de memoria de campos característicos
(2), con un dispositivo de comparación (31) integrado en la CPU, con
una unidad aritmética (32) integrada en la CPU, que comunica con
éste último y que presenta un algoritmo de cálculo, y con un
dispositivo de detección de estado (4), estando conectada la unidad
aritmética (32), a nivel informático, a través de líneas de datos
internas, con el dispositivo de memoria de campos característicos
(2), con el dispositivo de detección de estado (4) y con el
dispositivo de comparación (31), estando depositados, en una memoria
del dispositivo de memoria de campos característicos (2), datos que
caracterizan el comportamiento de funcionamiento de los conductos de
aire, de la turbomáquina (8) y de diferentes unidades de control de
alimentación de aire (51), que pueden ser llamados, y estando unido
el dispositivo de detección de estado (4), a través de líneas de
señales (10), con diferentes unidades de vigilancia (5, 12) o
dispositivos de vigilancia (11) que le transfieren los valores de
medición registrados en cuanto a la altura de vuelo y la presión y
la temperatura dentro y/o fuera del fuselaje del avión y en el
conducto colector de aire (7) y/o el (los) conducto(s) de
aire individual(es) (9), y realizando además el dispositivo
de comparación (31) un intercambio de datos permanente con los
dispositivos conectados con él, un cálculo de datos de los datos de
estado facilitados por el dispositivo de detección de estado (4) con
los datos almacenados que pueden ser consultados en la memoria del
dispositivo de memoria de campos característicos (2), realizando a
continuación una comparación entre los datos calculados y los datos
de estado correspondientes, que en caso de detectar una desviación
de los datos almacenados, es decir de la desviación de los datos de
estado correspondientes de los datos memorizados, transfiere, a
través de las líneas de información (10) conectados, señales de
control correspondientes a las unidades de control de alimentación
de aire (51) correspondientes, haciendo la señal de control
correspondiente que la unidad de control de alimentación de aire
(51) correspondiente regule la corriente de masa de aire actual,
vigilada por sensores, a una corriente de masa de aire adaptada a la
altitud barométrica en correlación con los datos de estado de
servicio almacenados.
2. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque en la
memoria del dispositivo de memoria de campos característicos (2)
están almacenados los datos de las líneas características de pérdida
de presión de componentes de distribución de aire y de unidades de
ajuste de distribución de aire, los datos de las líneas
características de comportamiento de funcionamiento de
turbomáquinas, de conductos de aire (tuberías) y/o de canales de
aire y otras unidades de control de alimentación de aire, los datos
de la línea característica de la presión de aire estática del
conducto colector de aire (7).
3. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque
los datos característicos referidos al comportamiento de
funcionamiento se refieren a líneas características y a campos de
líneas características disponibles que pueden ser llamados para el
algoritmo de cálculo de la unidad aritmética (32).
4. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque el
dispositivo de detección de estado (4) es adecuado para detectar las
informaciones de estado, para procesar dichas informaciones de
estado y para su conversión en datos y para la transferencia de las
informaciones de estado convertidos en datos.
5. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque las
informaciones de estado se refieren al menos a la presión del aire
interior del conducto y/o a la presión del aire de entorno del
conducto colector de aire (7) y/o del conducto de alimentación de
aire (71) y/o del conducto de aire individual (9) y a la presión del
aire interior del fuselaje y/o a la presión del aire exterior del
fuselaje y a la temperatura del aire y/o al caudal del aire que
circula por el conducto colector (7) y/o el conducto de alimentación
de aire (71) y/o el conducto de aire individual (9) y/o a la
temperatura del aire interior del fuselaje y/o a la temperatura del
aire exterior del fuselaje y a la altura de vuelo (altura del
entorno del fuselaje del avión).
6. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque
el dispositivo de detección de estado (4) está conectado con
diferentes sensores, estando dispuesto respectivamente al menos un
sensor dentro de la sección transversal del conducto colector de
aire (7) y/o del conducto de alimentación de aire (71) y/o del
conducto de aire individual (9), con el que dentro de la sección
transversal del conducto se detecta la presión del aire interior del
conducto y/o la temperatura del aire de la corriente de aire y/o el
caudal de aire y, tras su conversión en una información
correspondiente al estado detectado, se transmite, convertida en
datos, al dispositivo de detección de estado (4).
7. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque
el dispositivo de detección de estado (4) está conectado con varios
sensores situados por fuera y cerca del conducto colector de aire
(7) o del conducto de alimentación de aire (71) y/o del conducto de
aire individual (9), con los que se detecta la presión del aire
interior del fuselaje y/o la temperatura del aire interior del
fuselaje y/o el caudal del aire que se mueve dentro del fuselaje del
avión y, tras su conversión en una información correspondiente al
estado detectado, se transmite, convertida en datos, al dispositivo
de detección de estado (4).
8. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque
el dispositivo de detección de estado (4) está conectado con una
unidad de vigilancia (12) instalada en el exterior del fuselaje, que
se refiere a un sistema de sensores de presión y de temperatura,
realizado por varios sensores situados por fuera en el fuselaje del
avión, y con el que se detecta la presión del aire exterior del
fuselaje y/o la temperatura exterior del fuselaje y el caudal de
masa del aire que circula fuselaje abajo y, tras su conversión en
una información correspondiente al estado detectado, se transmite,
convertida en datos, al dispositivo de detección de estado (4).
9. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque
el dispositivo de detección de estado (4) está conectado con la
Gestión de Datos de Vuelo del avión, desde la que los datos de
altura de vuelo detectados permanentemente se transmiten al
dispositivo de detección de estado (4).
10. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 4 y según una de las reivindicaciones 6
a 9, caracterizado porque al dispositivo de detección de
estado (4) están conectados varios sensores, estando configurado el
sensor individual de éstos o bien como sensor de presión o de
temperatura o bien como sensor de corriente, o en caso contrario, un
sensor individual, instalado por dentro o por fuera del conducto
colector (7) o del conducto de aire individual (9) o por fuera del
fuselaje del avión, es capaz de detectar el estado actual de la
presión del aire, de la temperatura del aire y del caudal de aire
con una compleja técnica de medición.
11. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque las
unidades de control de alimentación de aire (51) están realizadas
con una válvula de regulación de cantidad de aire con un ventilador
de número de revoluciones regulable.
12. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque las
unidades de vigilancia (5, 12) están realizados en el interior del
fuselaje con sensores de temperatura y/o de presión y/o de
circulación, y en el exterior del fuselaje con sensores de
temperatura y de presión, y porque el dispositivo de vigilancia (11)
se refiere a una "Unidad de Gestión de Datos de Vuelo" que
forma parte de un "Sistema de Gestión de Vuelo".
13. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque en la
unidad aritmética (32) está integrado un algoritmo de cálculo que
calcula mediante un programa y/o una comparación con los datos del
dispositivo de memoria de campos característicos (2) y del
dispositivo de detección de estado (4), una corriente de masa de
aire.
14. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según la reivindicación 1, caracterizado porque el
dispositivo de comparación (31) es capaz de efectuar una comparación
de datos teóricos y reales de los datos de estado con los datos de
campos característicos.
15. Sistema de regulación de corriente de masa de
aire según las reivindicaciones 1 y 14, caracterizado porque
el dispositivo de comparación (31) es capaz de enviar, como
resultado de la comparación de datos teóricos y reales, las
magnitudes de ajuste correspondientes a las unidades de control de
alimentación (51) conectadas con él.
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