RU2003132858A - Способ и система обработки воздуха на самолете - Google Patents

Claims (22)

1. Способ обработки воздуха на самолете, согласно которому вентилируют герметизированную кабину экипажа и термостатируют тепловыделяющее оборудование в негерметичном отсеке, для чего

воздух для обработки отбирают из атмосферы и повышают его давление за счет энергии газотурбинного двигателя и последующего расширения,

хотя бы часть обрабатываемого воздуха с повышенным давлением охлаждают наружным воздухом или топливом газотурбинного двигателя,

часть обрабатываемого воздуха после завершающего повышения его давления и охлаждения наружным воздухом или топливом газотурбинного двигателя охлаждают за счет расширения,

для поддержания требуемой температуры холодного, вследствие расширения, воздуха к нему подмешивают не подвергнутый расширению горячий воздух,

отличающийся тем, что

часть обрабатываемого воздуха охлаждают за счет расширения, близкого адиабатическому, до давления, превышающего давление воздуха в кабине экипажа,

температуру холодного, вследствие расширения, воздуха поддерживают допустимой для термостатирования тепловыделяющего оборудования,

при повышенной влажности атмосферного воздуха и полете на малой высоте в жарких условиях холодный, вследствие расширения, воздух обезвоживают, поддерживая его температуру достаточной для отделения конденсата перед подачей в негерметичный отсек и, при необходимости, в кабину экипажа,

оптимизируют расход кондиционированного воздуха в кабину экипажа, давление и температуру воздуха в ней.

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что при оптимизации температуры воздуха в кабине экипажа смешивают горячий воздух, предназначенный для ее вентиляции, и до 30% расхода холодного воздуха, а для оптимизации при этом расхода воздуха в кабину экипажа, уменьшают в диапазоне от 100 до 70% расход холодного воздуха, предназначенного для термостатирования оборудования в негерметичном отсеке.

3. Способ по пункту 1 или 2, отличающийся тем, что

для начального повышения давления обрабатываемого воздуха используют компрессор газотурбинного двигателя вспомогательной силовой установки или маршевого газотурбинного двигателя либо его турбостартера, а завершающее повышение давления обрабатываемого воздуха осуществляют за счет энергии его последующего расширения,

перед завершающим повышением давления обрабатываемый воздух охлаждают наружным воздухом или топливом маршевого газотурбинного двигателя,

после завершающего повышения давления обрабатываемый воздух охлаждают наружным воздухом или топливом маршевого газотурбинного двигателя.

4. Способ по пункту 3, отличающийся тем, что при повышенной влажности атмосферного воздуха и полете на малой высоте в жарких условиях обрабатываемый воздух после завершающего повышения давления охлаждают также за счет испарения конденсата, выделившегося вследствие охлаждения воздуха.

5. Способ по пункту 3 или 4, отличающийся тем, что завершающее повышение давления обрабатываемого воздуха осуществляют также за счет энергии расширения приводного воздуха, для сжатия которого используют компрессор маршевого газотурбинного двигателя или его турбостартера.

6. Способ по пункту 3 или 4, отличающийся тем, что после начального повышения давления обрабатываемого воздуха осуществляют его начальное охлаждение наружным воздухом или топливом маршевого газотурбинного двигателя и промежуточное повышение давления за счет энергии маршевого газотурбинного двигателя, для чего используют его выносной привод агрегатов систем самолета.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при термостатировании оборудования в негерметичном отсеке сухой холодный воздух смешивают с отработанным воздухом, сбрасываемым из кабины экипажа в процессе ее вентиляции.

8. Способ по пункту 7, отличающийся тем, что в негерметичный отсек с термостатируемым оборудованием подают наружный воздух из встречного потока.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при охлаждении обрабатываемого воздуха наружный охлаждающий воздух подают за счет скоростного напора встречного потока.

10. Способ по любому из пунктов 1-8, отличающийся тем, что при охлаждении обрабатываемого воздуха давление наружного охлаждающего воздуха повышают за счет энергии расширения обрабатываемого воздуха или за счет энергии маршевого газотурбинного двигателя с использованием его выносного привода агрегатов систем самолета.

11. Система обработки воздуха на самолете, содержащая

центробежный компрессор для повышения давления обрабатываемого воздуха и турбину для его охлаждения вследствие последующего расширения,

топливовоздушный или воздуховоздушный теплообменный аппарат промежуточного охлаждения обрабатываемого воздуха, установленный в промежуточном воздуховоде, сообщающем турбину с компрессором,

отделитель конденсата, установленный в распределительном воздуховоде, сообщающем турбину с магистралью подачи холодного, вследствие расширения, воздуха в негерметичный отсек с термостатируемым оборудованием и через обратный клапан с магистралью подачи кондиционированного воздуха в герметизированную кабину экипажа,

регулирующую заслонку в магистрали подачи холодного воздуха в негерметичный отсек с термостатируемым оборудованием,

клапан сброса отработанного воздуха, вентилирующего кабину экипажа,

регулирующую заслонку в воздуховоде, сообщающем магистраль подачи кондиционированного воздуха в кабину экипажа с источником горячего воздуха,

регулирующую заслонку в воздуховоде, сообщающем источник горячего воздуха с участком распределительного воздуховода между турбиной и отделителем конденсата,

отличающаяся тем, что турбина для охлаждения обрабатываемого воздуха вследствие расширения, близкого адиабатическому, входит в состав турбокомпрессорного агрегата, включающего в себя также центробежный компрессор для завершающего повышения давления обрабатываемого воздуха.

12. Система по пункту 11, отличающаяся тем, что содержит топливовоздушный или воздуховоздушный теплообменный аппарат предварительного охлаждения обрабатываемого воздуха, установленный в магистрали его подготовки, сообщающей компрессор газотурбинного двигателя с компрессором турбокомпрессорного агрегата, регулирующую заслонку в перепускном воздуховоде, сообщающем вход и выход теплообменного аппарата предварительного или промежуточного охлаждения обрабатываемого воздуха.

13. Система по пункту 12, отличающаяся тем, что источником горячего воздуха является магистраль подготовки обрабатываемого воздуха или промежуточный воздуховод между компрессором и турбиной турбокомпрессорного агрегата.

14. Система по пункту 11, 12 или 13, отличающаяся тем, что содержит воздушноиспарительный теплообменный аппарат, который установлен в промежуточном воздуховоде между теплообменным аппаратом промежуточного охлаждения обрабатываемого воздуха и турбиной, подключен входным участком продувочного тракта к распределительному воздуховоду на его участке перед отделителем конденсата и его влагосборнику и снабжен запорной заслонкой в выходном участке продувочного тракта.

15. Система по пункту 12, 13 или 14, отличающаяся тем, что содержит приводную турбину, которая смонтирована на валу турбокомпрессорного агрегата и сообщена через регулирующую заслонку с компрессором маршевого газотурбинного двигателя, а через запорную заслонку с компрессором его турбостартера - автономного газотурбинного двигателя.

16. Система по одному из пунктов 12, 13, 14, отличающаяся тем, что содержит

промежуточный центробежный компрессор, который соединен с маршевым газотурбинным двигателем посредством его вынесенного привода агрегатов систем самолета и включен в магистраль подготовки обрабатываемого воздуха перед теплообменным аппаратом его предварительного охлаждения,

воздуховоздушный или топливовоздушный теплообменный аппарат начального охлаждения обрабатываемого воздуха, установленный в магистрали подготовки обрабатываемого воздуха между компрессором маршевого газотурбинного двигателя и промежуточным центробежным компрессором.

17. Система по пункту 11, 12 или 16, отличающаяся тем, что магистраль подготовки обрабатываемого воздуха перед промежуточным центробежным компрессором или компрессором турбокомпрессорного агрегата сообщена через обратные клапаны в соединительных воздуховодах с входным каналом маршевого газотурбинного двигателя, с приемником скоростного напора наружного воздуха и с приемником наружного воздуха статического давления.

18. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что продувочный тракт воздуховоздушного теплообменного аппарата сообщен с входным каналом маршевого газотурбинного двигателя и с приемником скоростного напора наружного воздуха через обратные клапаны.

19. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что в продувочный тракт воздуховоздушного теплообменного аппарата включен вентилятор, смонтированный на валу турбокомпрессорного агрегата.

20. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что негерметичный отсек с термостатируемым оборудованием и кабина экипажа сообщены через клапан сброса из нее отработанного воздуха.

21. Система по пункту 20, отличающаяся тем, что содержит приемник скоростного напора наружного воздуха, который сообщен через регулирующую заслонку в соединительном воздуховоде с магистралью подачи сухого холодного воздуха в негерметичный отсек с термостатируемым оборудованием.

22. Система по пункту 17, отличающаяся тем, что содержит запорную заслонку, установленную в магистрали подготовки обрабатываемого воздуха перед участком, который сообщен с входным каналом маршевого газотурбинного двигателя, с приемником скоростного напора наружного воздуха и с приемником наружного воздуха статического давления через обратные клапаны.