RU2170192C2 - Aircraft air-conditioning system - Google Patents
Aircraft air-conditioning system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170192C2 RU2170192C2 RU97121476A RU97121476A RU2170192C2 RU 2170192 C2 RU2170192 C2 RU 2170192C2 RU 97121476 A RU97121476 A RU 97121476A RU 97121476 A RU97121476 A RU 97121476A RU 2170192 C2 RU2170192 C2 RU 2170192C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- cooling
- equipment
- line
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам обработки воздуха, отбираемого от компрессора маршевого двигателя для охлаждения тепловыделяющего оборудования и создания комфортных условий в кабине экипажа. The invention relates to a means of processing air taken from the compressor of the main engine for cooling fuel equipment and creating comfortable conditions in the cockpit.
Преимущественной областью применения является многорежимные самолеты с небольшим экипажем и с большим количеством тепловыделяющего оборудования. The preferred area of application is multi-mode aircraft with a small crew and with a large amount of fuel equipment.
Размещение тепловыделяющего оборудования в различных отсеках и большой расход охлажденного воздуха, подаваемого к нему на большинстве режимов при том, что в кабину экипажа на различных режимах может подаваться холодный или теплый воздух, создает трудность оптимизации распределения воздуха. The placement of heat-generating equipment in different compartments and the large flow rate of chilled air supplied to it in most modes, while cold or warm air can be supplied to the crew cabin in different modes, makes it difficult to optimize air distribution.
В качестве ближайшего аналога предложено использовать систему кондиционирования на самолете, раскрытую в книге Г.И. Воронин. Система кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. M.: Машиностроение, 1973, с. 175. Здесь главное внимание уделяется максимальной надежности и максимальному уменьшению массы системы и герметической кабины. As the closest analogue, it is proposed to use the air conditioning system on an airplane, disclosed in the book by G.I. Voronin. Air conditioning system on aircraft. M .: Engineering, 1973, p. 175. Here, the main focus is on maximum reliability and maximum weight reduction of the system and the pressurized cabin.
При сверхзвуковых скоростях полета температура торможения наружного воздуха возрастает настолько, что при охлаждении в теплообменнике температура кабинного воздуха перед турбохолодильником остается слишком высокой. Чтобы поддерживать температуру кабинного воздуха перед входом в кабину в заданных пределах, приходится вводить третью ступень охлаждения. Для этого, кроме воздухо-воздушных теплообменников и турбохолодильников, часто устанавливают испарительные теплообменники, воздух в которых охлаждается за счет скрытой теплоты испарения хладагентов. Испарительные теплообменники работают по открытому циклу. At supersonic flight speeds, the braking temperature of the outdoor air rises so much that when cooling in the heat exchanger, the temperature of the cabin air in front of the turbo-cooler remains too high. In order to maintain the temperature of the cabin air before entering the cabin within the specified limits, it is necessary to introduce a third cooling stage. For this, in addition to air-air heat exchangers and turbo-refrigerators, evaporative heat exchangers are often installed, the air in which is cooled due to the latent heat of vaporization of the refrigerants. Evaporative heat exchangers operate on an open cycle.
В основу изобретения положено решение задачи оптимизации обработки и распределения воздуха, располагаемого расхода при обеспечении требуемых условий термостатирования кабины экипажа и оборудования. The basis of the invention is the solution to the problem of optimizing the processing and distribution of air, the available flow rate while ensuring the required conditions for thermostating of the crew cabin and equipment.
Для решения поставленной задачи в системе кондиционирования воздуха на самолете, содержащей средства отвода сжатого воздуха от компрессора газотурбинного двигателя силовой установки самолета, охлаждения его заборным воздухом и топливом и последующего расширения с понижением температуры, а также средства ограничения влажности и регулирования расхода и температуры воздуха, подаваемого по соответствующим магистралям в гермокабину экипажа и негерметичные отсеки с оборудованием, обводную магистраль горячего и средства сброса за борт отработанного воздуха согласно изобретению магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования, размещенного в носовом отсеке самолета и его подвесных изделиях подключена к магистрали подачи охлажденного воздуха на охлаждение оборудования, размещенного в закабинном отсеке, и через эту магистраль - к магистрали подачи охлажденного воздуха в гермокабину экипажа на участке перед местом подключения к ней обводной магистрали горячего воздуха. To solve the problem in an air conditioning system on an aircraft, containing means for removing compressed air from the compressor of a gas turbine engine of an aircraft power plant, cooling it with intake air and fuel, and then expanding it with decreasing temperature, as well as means for limiting humidity and controlling the flow rate and temperature of the air supplied on the corresponding highways to the crew’s pressurized cabin and leaky compartments with equipment, a hot bypass and discharge means overboard about according to the invention, the air supply line for cooling equipment located in the bow compartment of the aircraft and its suspension products is connected to the chilled air supply line for cooling equipment located in the cockpit compartment, and through this line to the highway for supplying cooled air to the crew’s pressurized cabin in front of the place where the hot air bypass line is connected to it.
Отключение объединенной магистрали подачи охлажденного воздуха к оборудованию в носовом и закабинном отсеках и в подвесных изделиях от конечного участка смешения охлажденного и горячего воздуха сужает число параметров, подлежащих регулированию. The disconnection of the combined chilled air supply line to the equipment in the bow and cockpit compartments and in the suspension products from the final mixing section of the chilled and hot air narrows the number of parameters to be regulated.
В большинстве случаев предпочтительно, если средства расширения воздуха с понижением его температуры включают в себя два турбохолодильника разной холодопроизводительности при том, что вход одного из турбохолодильников соединен с магистралью охлаждаемого сжатого воздуха через параллельно включенные дюзу и запорный клапан, управляемый по сигналу давления охлаждаемого воздуха. In most cases, it is preferable if the means for expanding the air with decreasing its temperature include two turbo-refrigerators of different cooling capacities, while the inlet of one of the turbo-refrigerators is connected to the cooled compressed air line through a nozzle in parallel and a shut-off valve controlled by the signal of the cooled air pressure.
Управление величиной проходного сечения магистрали на входе в турбохолодильник в зависимости от давления воздуха способствует ограничению диапазона изменения расхода охлаждаемого воздуха на переменных режимах работы силовой установки самолета. The control of the passage cross section of the line at the entrance to the turbo-refrigerator depending on the air pressure helps to limit the range of changes in the flow rate of the cooled air in the variable operation modes of the aircraft power plant.
При этом целесообразно, если выход турбохолодильника меньшей холодопроизводительности соединен с магистралью охлажденного воздуха двумя воздухопроводами, один из которых снабжен дюзой и подключен к обводному воздухопроводу, соединяющему магистраль охлажденного воздуха с участком магистрали горячего и сжатого воздуха между ограничителем расхода за воздухо-воздушным теплообменником и топливовоздушным теплообменником. Подмешивание горячего воздуха к выходу двух турбохододильников от одного обводного воздухопровода стабилизирует процесс термостатирования. In this case, it is advisable if the output of the turbo-cooler of lower cooling capacity is connected to the chilled air line by two air ducts, one of which is equipped with a nozzle and connected to the bypass air duct connecting the cooled air line to the section of the hot and compressed air line between the flow limiter behind the air-air heat exchanger and the air-fuel heat exchanger . Mixing hot air to the outlet of two turbo blowers from one bypass air duct stabilizes the thermostating process.
Предпочтительно также, если обводная магистраль горячего воздуха снабжена сетевым регулятором давления и соединена с магистралью охлаждаемого воздуха тремя трубопроводами на участках:
- перед воздухо-воздушным теплообменником,
- между воздухо-воздушным теплообменником и ограничителем расхода перед топливовоздушным теплообменником и
- за топливовоздушным теплообменником.It is also preferable if the hot air bypass is equipped with a network pressure regulator and is connected to the cooled air line by three pipelines in the following areas:
- in front of the air-air heat exchanger,
- between the air-air heat exchanger and the flow limiter in front of the air-fuel heat exchanger and
- behind the air-fuel heat exchanger.
Использование трех уровней температуры горячего воздуха, подаваемого в гермокабину, способствует оптимизации динамических параметров регулирования. The use of three levels of temperature of hot air supplied to the pressurized cabin, helps to optimize the dynamic control parameters.
При этом целесообразно, если обводной магистрали горячего воздуха между участками подключения ее к выходам воздухо-воздушного и топливовоздушного теплообменников установлена регулирующая заслонка, управляемая посредством регулятора температуры воздуха в кабине через концевой выключатель открытого положения регулирующей заслонки, установленной в обводной магистрали горячего воздуха перед или за сетевым регулятором давления, и подключенная электроприводом закрытия к сигнализатору числа Маха. It is advisable if the hot air bypass line between the sections connecting it to the outputs of the air-air and air-fuel heat exchangers is equipped with a control damper controlled by the air temperature regulator in the cabin through the limit switch of the open position of the control damper installed in the hot air bypass line in front of or behind the mains pressure regulator, and connected by an electric closing actuator to the signaling device of the Mach number.
Последовательное управление заслонками в магистрали горячего воздуха совместно с работой регулятора давления при контролируемом увеличении скорости полета обеспечивает стабилизацию параметров регулирования на режиме обогрева гермокабины. Sequential control of the dampers in the hot air line together with the operation of the pressure regulator with a controlled increase in flight speed ensures stabilization of the control parameters in the heating mode of the pressure chamber.
В некоторых случаях в систему необходимо ввести устройство охлаждения оборудования наружным воздухом под скоростным напором, включающее выдвижной воздухозаборник, подключенный напорным воздухопроводом к магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования и приводной электромеханизм воздухозаборника, связанный на закрытие с любым из следующих сигнализаторов:
- сигнализатором температуры воздуха в магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования,
- сигнализатором давления воздуха перед турбохолодильниками,
- сигнализатором числа М полета,
- сигнализатором давления наружного воздуха,
- сигнализатором температуры наружного воздуха.In some cases, it is necessary to introduce into the system a device for cooling equipment with outside air under a high-pressure head, including a retractable air intake connected to the air supply line to cool the equipment by a pressure air duct and an air intake drive mechanism connected to close with any of the following signaling devices:
- an air temperature indicator in the air supply line for cooling equipment,
- air pressure switch in front of turbo-refrigerators,
- the indicator of the number M flight,
- outdoor air pressure switch,
- outdoor temperature indicator.
Выдвижной воздухозаборник восполняет недостаток охлаждающего воздуха от компрессора маршевого двигателя. При этом выдвижение воздухозаборника может быть обусловлено одним или несколькими параметрами:
- повышенной температурой охлажденного воздуха,
- недостаточным давлением охлаждаемого воздуха,
- понижением скорости полета,
- достаточно большой высотой полета,
- достаточно низкой температурой наружного воздуха.A retractable air intake compensates for the lack of cooling air from the engine compressor. In this case, the extension of the air intake may be due to one or more parameters:
- increased temperature of chilled air,
- insufficient pressure of the cooled air,
- lower flight speed,
- high enough flight altitude,
- a sufficiently low outdoor temperature.
Кроме того, может оказаться целесообразным, если в систему введено устройство перенастройки регулятора расхода в магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования с возможностью изменения расхода при работе системы на обогрев кабины экипажа. In addition, it may be appropriate if a device for reconfiguring the flow regulator is introduced into the air supply line for cooling the equipment with the possibility of changing the flow rate when the system is operating to heat the cockpit.
Подмес охлажденного воздуха в кабину экипажа при необходимости ее обогрева может вызвать перерасход горячего воздуха. Перенастройка высвобождает охлажденный воздух для оборудования. The addition of chilled air to the cockpit, if necessary, heating it can cause excessive consumption of hot air. Reconfiguration releases chilled air for the equipment.
При этом предпочтительно, если устройство перенастройки включает в себя пневмоклапан, установленный с возможностью сброса воздуха из воздушной линии управления, соединяющей пневмопривод регулятора расхода в магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования, с участком пониженного давления датчика расхода воздуха в магистрали подачи воздуха в гермокабину экипажа, а управляющая обмотка электропривода этого пневмоклапана соединена с источником электропитания через концевой выключатель открытого положения регулирующей заслонки в обводной магистрали горячего воздуха, причем воздушная линия управления соединена с пневмоприводом регулятора расхода с возможностью увеличения расхода воздуха на охлаждение оборудования. In this case, it is preferable if the reconfiguration device includes a pneumatic valve installed with the possibility of venting air from the overhead control line connecting the pneumatic actuator of the flow regulator in the air supply line to cool the equipment with the reduced pressure section of the air flow sensor in the air supply line to the crew’s pressurized cabin, and the control winding of the electric drive of this pneumatic valve is connected to the power source through the limit switch of the open position of the control flap in hot air bypass, moreover, the overhead control line is connected to the pneumatic actuator of the flow regulator with the possibility of increasing the air flow for cooling equipment.
Сброс давления при полностью открытой заслонке горячего воздуха понижает давление в пневмоприводе на закрытие регулятора расхода, что ведет к увеличению расхода охлажденного воздуха к оборудованию. Pressure relief with a fully open hot air damper reduces the pressure in the pneumatic actuator to close the flow regulator, which leads to an increase in the flow of cooled air to the equipment.
Далее изобретение поясняется конкретным примером его реализации со ссылками на позиции прилагаемой схемы, на которой изображена патентуемая система. The invention is further illustrated by a specific example of its implementation with reference to the positions of the attached circuit, which depicts a patented system.
Система кондиционирования воздуха на самолете, содержит средства 1 отбора сжатого горячего воздуха от компрессора газотурбинного двигателя силовой установки самолета. Система содержит также средства 2 охлаждения отобранного воздуха забортным воздухом и средства 3 охлаждения его топливом. Система содержит средства 4 последующего расширения отобранного воздуха с понижением его температуры, а также средства 5 ограничения влажности и средства регулирования расхода и температуры воздуха. Для подачи воздуха система содержит соответствующие магистрали: в гермокабину 6 экипажа - магистраль 7, а в негерметичные отсеки 8, 9, 10 с оборудованием - магистраль 11. Система содержит также обводную магистраль 12 горячего и средства 13 сброса за борт отработанного воздуха. Магистрали 14, 15 подачи воздуха на охлаждение оборудования, размещенного в носовом отсеке 8 самолета и его подвесных изделиях 10 подключены к магистрали 16 подачи охлажденного воздуха на охлаждение оборудования, размещенного в закабинном отсеке 9. Через магистраль 11 магистрали 14, 15, 16, подключены к магистрали 17 подачи охлажденного воздуха на участке перед местом подключения к ней обводной магистрали 12 горячего воздуха. The air conditioning system on an airplane contains means 1 for selecting compressed hot air from a compressor of a gas turbine engine of an aircraft power plant. The system also contains means 2 for cooling the selected air with outside air and means 3 for cooling it with fuel. The system contains means 4 for the subsequent expansion of the selected air with a decrease in its temperature, as well as means 5 for limiting humidity and means for controlling the flow and air temperature. For air supply, the system contains the appropriate lines: in the crew’s pressurized cabin 6 — line 7, and in the non-pressurized compartments 8, 9, 10 with equipment — the line 11. The system also contains a hot bypass line 12 and means 13 for discharging the exhaust air overboard. Highways 14, 15 of air supply for cooling equipment located in the nose compartment 8 of the aircraft and its suspension products 10 are connected to the highway 16 for supplying cooled air for cooling equipment located in the cockpit compartment 9. Through highway 11, lines 14, 15, 16 are connected to line 17 of the supply of chilled air in the area in front of the place to connect to it a bypass line 12 of hot air.
Средства 4 расширения воздуха с понижением его температуры включают в себя два турбохолодильника 18 и 19 разной холодопроизводительности. Вход турбохолодильника 19 соединен с магистралью 20 охлаждаемого сжатого воздуха через параллельно включенные дюзу 21 и запорный клапан 22, управляемый по сигналу датчика 23 давления охлаждаемого воздуха. Means 4 for expanding the air with decreasing its temperature include two turbo-refrigerators 18 and 19 of different cooling capacities. The inlet of the turbo-refrigerator 19 is connected to the cooled compressed air line 20 through a parallel connected nozzle 21 and a shut-off valve 22, controlled by the signal of the cooled air pressure sensor 23.
Выход турбохолодильника 19 меньшей холодопроизводительности соединен с магистралью охлажденного воздуха двумя воздухопроводами, один из которых - 24 снабжен дюзой 25 и подключен к обводному воздухопроводу 26, соединяющему магистраль 17 охлажденного воздуха с участком 27 магистрали горячего сжатого воздуха между ограничителем 28 расхода за воздухо-воздушным теплообменником 29 и топливовоздушным теплообменником 30. The output of the turbofan cooler 19 of lower cooling capacity is connected to the chilled air line by two air ducts, one of which is 24 equipped with a nozzle 25 and connected to the bypass air duct 26 connecting the cooled air line 17 to the portion 27 of the hot compressed air line between the flow restrictor 28 behind the air-to-air heat exchanger 29 and fuel air heat exchanger 30.
Обводная магистраль 12 горячего воздуха снабжена сетевым регулятором 31 давления и соединена с магистралью охлаждаемого воздуха тремя трубопроводами - 32,33,34 на участках:
- перед воздухо-воздушным теплообменником 29 через дюзу 35,
- между воздухо-воздушным теплообменником 29 и ограничителем 28 расхода перед топливовоздушным теплообменником 30 через обратный клапан 36,
- за топливовоздушным теплообменником 30 через обратный клапан 37.The hot air bypass line 12 is equipped with a network pressure regulator 31 and is connected to the cooled air line by three pipelines - 32.33.34 in the sections:
- in front of the air-air heat exchanger 29 through the nozzle 35,
- between the air-air heat exchanger 29 and the flow limiter 28 in front of the air-fuel heat exchanger 30 through the check valve 36,
- behind the air-fuel heat exchanger 30 through the check valve 37.
В обводной магистрали 12 горячего воздуха между участками подключения ее к выходам воздухо-воздушного 29 и топливовоздушного 30 теплообменников установлена регулирующая заслонка 38. Управление заслонкой 38 осуществляется посредством регулятора 39 температуры воздуха через концевой выключатель (не показан) открытого положения регулирующей заслонки 40, установленной в обводной магистрали 12 горячего воздуха перед или за сетевым регулятором 31 давления. Заслонка 38 подключена электроприводом закрытия (не показан) к сигнализатору 41 числа Маха. In the bypass line 12 of hot air between the sections connecting it to the outlets of the air-air 29 and air-fuel 30 heat exchangers, a control flap 38 is installed. The control of the flap 38 is carried out by means of a temperature controller 39 through an end switch (not shown) of the open position of the control flap 40 installed in the bypass hot air lines 12 in front of or behind the network pressure regulator 31. The damper 38 is connected by an electric closing actuator (not shown) to the signaling device 41 of the Mach number.
Описываемая система содержит также устройство охлаждения оборудования наружным воздухом под скоростным напором. Это устройство включает в себя выдвижной воздухозаборник 42, подключенный напорным воздухопроводом 43 к магистрали 16 подачи воздуха на охлаждение оборудования, и приводной электромеханизм 44 воздухозаборника, связанный на закрытие с любым из следующих сигнализаторов:
- сигнализатором 45 температуры воздуха в магистрали подачи воздуха на охлаждение оборудования,
- датчиком 23 давления воздуха перед турбохолодильниками 18, 19,
- сигнализатором 41 числа М полета,
- сигнализатором 46 давления наружного воздуха,
- сигнализатором 47 температуры наружного воздуха.The described system also includes a device for cooling equipment with outside air under high pressure. This device includes a retractable air intake 42, connected by a pressure air pipe 43 to the air supply line 16 for cooling the equipment, and a drive air intake mechanism 44, connected to close with any of the following signaling devices:
- an indicator 45 of the air temperature in the air supply line for cooling equipment,
- an air pressure sensor 23 in front of the turbo-refrigerators 18, 19,
- an indicator 41 of the number M of the flight,
- the signaling device 46 of the outdoor air pressure,
- an indicator 47 of the outdoor temperature.
В систему введено устройство перенастройки регулятора 48 расхода в магистрали 11 подачи воздуха на охлаждение оборудования с возможностью изменения расхода при работе системы на обогрев гермокабины 6 экипажа. A device has been introduced for reconfiguring the flow controller 48 in the air supply line 11 for cooling equipment with the possibility of changing the flow when the system is operating to heat the pressurized cabin 6 of the crew.
Устройство перенастройки включает в себя пневмоклапан 49, установленный с возможностью сброса воздуха из воздушной линии 50 управления, соединяющей пневмопривод 51 регулятора 48 расхода в магистрали 11 подачи воздуха на охлаждение оборудования, с участком пониженного давления датчика 52 расхода воздуха в магистрали 53 подачи воздуха в гермокабину 6 экипажа, а управляющая обмотка электропривода (не показаны) пневмоклапана 49 соединена с источником электропитания (не показан) через концевой выключатель открытого положения (не показан) регулирующей заслонки 40 в обводной магистрали 12 горячего воздуха. Воздушная линия 50 управления соединена с пневмоприводом 51 регулятора 48 расхода с возможностью увеличения расхода воздуха на охлаждение оборудования. The reconfiguration device includes a pneumatic valve 49 installed with the possibility of venting air from the overhead control line 50 connecting the pneumatic actuator 51 of the flow regulator 48 to the air supply line 11 for cooling the equipment, with a reduced pressure section of the air flow sensor 52 in the air supply line 53 to the pressure chamber 6 crew, and the control winding of the electric actuator (not shown) of the pneumatic valve 49 is connected to a power source (not shown) through the limit switch open position (not shown) I adjust flap 40 in the bypass line 12 of hot air. The control air line 50 is connected to the pneumatic actuator 51 of the flow controller 48 with the possibility of increasing the air flow for cooling equipment.
Рассмотрим работу системы кондиционирования воздуха. Сжатый горячий воздух через средства 1 отбора от компрессора газотурбинного двигателя силовой установки самолета проходит через регулятор избыточного давления 54, ограничивающий величину давления на своем выходе и поступает на вход охлаждаемой полости воздухо-воздушного теплообменника 29. Через продувочную полость теплообменника 29 проходит охлаждающий забортный воздух под действием скоростного напора набегающего потока во время полета или под действием разрежения в выходной магистрали продувочной полости, создаваемого, например, эжектором 55 при работе системы кондиционирования воздуха на стоянке. Рабочий воздух эжектора 55 подается с помощью запорного клапана 56, открывающегося при выпуске шасси самолета. После охлаждения забортным воздухом в теплообменнике 29 горячий сжатый воздух проходит через ограничитель расхода 28, выполненный в виде трубки Вентури. Далее воздух охлаждается до более низкой температуры, проходя через топливовоздушный теплообменник 30, за счет передачи тепла к топливу, поступающему в двигатель. На выходе теплообменника 30 установлен влагоотделитель 57 для отвода образовавшегося конденсата влаги. Consider the operation of an air conditioning system. Compressed hot air through the selection means 1 from the compressor of the gas turbine engine of the aircraft power plant passes through an overpressure regulator 54, which limits the pressure at its outlet and enters the inlet of the cooled cavity of the air-air heat exchanger 29. Cooling air passes through the purge cavity of the heat exchanger 29 of the flow velocity head during flight or under the action of rarefaction in the outlet line of the purge cavity, created, for example, Ktorov 55 when the air conditioning system in the parking lot. The working air of the ejector 55 is supplied using a shut-off valve 56, which opens when the landing gear of the aircraft. After cooling with outside air in the heat exchanger 29, the hot compressed air passes through a flow restrictor 28, made in the form of a venturi. Further, the air is cooled to a lower temperature, passing through the air-fuel heat exchanger 30, due to the transfer of heat to the fuel entering the engine. At the outlet of the heat exchanger 30, a moisture separator 57 is installed to drain the moisture condensate formed.
Последней стадией охлаждения воздуха являются средства 4 расширения его с отводом энергии в виде механической работы в окружающую среду. Такими средствами служат два турбохолодильника 18 и 19 разной холодопроизводительности. При этом охлаждаемый сжатый воздух на участке 29 магистрали поступает на вход одного из турбохолодильников через параллельно включенные дюзу 21 и запорный клапан 22. Запорный клапан 22 открывается по сигналу датчика 23 при уменьшении давления охлаждаемого воздуха на входе во второй турбохолодильник 18 до определенной величины. Дюза 21 служит для выбора величины давления на входе в турбохолодильник 19 и, следовательно, расхода охлаждаемого воздуха через турбохолодильник 19 при закрытом клапане 22. Таким образом обеспечивается ограничение диапазона изменения расхода охлаждаемого воздуха при изменении давления, создаваемого компрессором двигателя силовой установки на переменных режимах его работы. The last stage of cooling the air are means 4 to expand it with the removal of energy in the form of mechanical work in the environment. Two turbo-refrigerators 18 and 19 of different cooling capacity serve as such means. In this case, the cooled compressed air at the main section 29 enters the inlet of one of the turbo-refrigerators through the nozzle 21 and the shut-off valve 22 connected in parallel. The shut-off valve 22 opens by the signal of the sensor 23 when the pressure of the cooled air at the inlet to the second turbo-cooler 18 decreases to a certain value. Dyuza 21 serves to select the pressure at the inlet to the turbo-cooler 19 and, therefore, the flow rate of the cooled air through the turbo-cooler 19 with the valve 22 closed. This limits the range of variation of the flow rate of the cooled air when the pressure created by the compressor of the engine of the power plant in variable modes of operation .
Термостатирование охлажденного воздуха в магистрали 17 на уровне на несколько градусов выше 0oC, необходимое, с одной стороны, для предотвращения блокировки магистрали 17 при обмерзании ее, а также влагоотделителя 58, и, с другой стороны, для обеспечения максимальной холодопроизводительности, осуществляется путем подмеса горячего воздуха через обводной воздухопровод 26 в процессе регулирования температуры с помощью блока управления температурой 59, датчика температуры 60 и регулирующей заслонки 61. При этом подмес осуществляется из общего воздухопровода 26 к выходу обоих турбохолодильников 18 и 19. Тем самым сокращается состав средств термостатирования и стабилизируется его процесс.Thermostating of the cooled air in the line 17 at a level several degrees higher than 0 o C, necessary, on the one hand, to prevent blocking of the line 17 when it is freezing, as well as the dehumidifier 58, and, on the other hand, to ensure maximum cooling capacity, is carried out by mixing hot air through the air bypass 26 during temperature control using the temperature control unit 59, the temperature sensor 60 and the control damper 61. In this case, the mixture is carried out from the total air duct 26 to the outlet of both turbo-refrigerators 18 and 19. Thereby, the composition of thermostating means is reduced and its process is stabilized.
В магистраль 7 подачи воздуха в гермокабину 6 поступает смесь охлажденного и горячего воздуха соответственно через магистраль 17 и магистраль 12. При этом в обводную магистраль 12 горячий воздух поступает в свою очередь в соответствии с температурным режимом гермокабины 6 от магистрали охлаждаемого воздуха на участке перед теплообменником 29 через турбопровод 32, на участке между теплообменником 29 и ограничителем 28 расхода через турбопровод 33 и на участке за теплообменником 30 через турбопровод 34. Благодаря этому реализуется возможность использовать в процессе регулирования температурного режима гермокабины 6 все три имеющихся температурных уровня охлаждаемого воздуха для магистрали 12 горячего воздуха, подаваемого в гермокабину 6, что способствует оптимизации динамических параметров регулирования. Обратные клапаны 36 и 37 предназначены для предотвращения протекания горячего воздуха в магистраль 20 охлаждаемого воздуха. Дюза 35 служит для подбора соотношения расходов воздуха в турбопроводах 32 и 33. A mixture of chilled and hot air enters the air supply line 7 to the pressurized cabin 6 through the air line 17 and line 12, respectively. In this case, the hot air enters the bypass line 12 in turn in accordance with the temperature condition of the pressurized cabin 6 from the cooled air line in the section in front of the heat exchanger 29 through the turbo 32, in the area between the heat exchanger 29 and the flow limiter 28 through the turbo 33 and in the area behind the heat exchanger 30 through the turbo 34. This makes it possible to use zovat in regulating temperature of the pressurized cabin 6, all three temperature levels of available cooling air line 12 for hot air supplied to the pressurized cabin 6 that facilitates dynamic optimization of the control parameters. Check valves 36 and 37 are designed to prevent hot air from flowing into the cooled air line 20. Dyuza 35 serves to select the ratio of air flow in the turbine 32 and 33.
Регулирование температуры воздуха в гермокабине 6 осуществляется путем изменения расхода и температуры воздуха, поступающего в гермокабину 6 из обводной магистрали 12, для чего служит регулятор 39 температуры, к которому подключен задатчик 62 и датчик 63 температуры воздуха в гермокабине 6, датчик 64 температуры воздуха на входе в гермокабину 6. Регулятор 39 управляет регулирующими заслонками 38 и 40 в обводной магистрали 12 горячего воздуха, причем начало подачи горячего воздуха и увеличение его расхода осуществляется путем открытия заслонки 40, а дополнительное увеличение расхода горячего воздуха и повышение его температуры происходит при открытии заслонки 38. Управление заслонкой 38 производится через концевой выключатель (не показан) открытого положения заслонки 40. Сетевой регулятор давления обеспечивает ограничение давления воздуха и его расхода в магистрали 12. Таким образом, последовательное управление заслонками 40 и 38, а также работа регулятора 31 дает возможность стабилизировать параметры горячего воздуха на выходе магистрали 12 в процессе регулирования температуры воздуха в гермокабине 6, чему дополнительно способствует сигнал увеличения числа М, подаваемый к электроприводу закрытия (не показан) заслонки 38 от сигнализатора 41. The air temperature in the pressurized cabin 6 is controlled by changing the flow rate and temperature of the air entering the pressurized cabin 6 from the bypass line 12, for which there is a temperature regulator 39, to which a control unit 62 and an air temperature sensor 63 in the pressurized cabin 6 are connected, and an inlet air temperature sensor 64 into the pressure chamber 6. The controller 39 controls the control flaps 38 and 40 in the bypass line 12 of hot air, and the beginning of the supply of hot air and increase its flow rate is carried out by opening the flap 40, and an additional increase in the flow rate of hot air and an increase in its temperature occurs when the damper 38 is opened. The damper 38 is controlled through a limit switch (not shown) of the open position of the damper 40. The network pressure regulator restricts the air pressure and its flow in the line 12. Thus, sequential control damper 40 and 38, as well as the operation of the controller 31 makes it possible to stabilize the parameters of hot air at the outlet of the line 12 in the process of controlling the air temperature and in the pressurized cabin 6, which further contributes to increasing the number of M signal supplied to the motor closure (not shown) of valve 38 from the indicator 41.
Для обеспечения охлаждения оборудования при уменьшении расхода охлажденного воздуха на малых и средних скоростях полета и больших и средних высотах полета предусмотрена дополнительная подача наружного воздуха через выдвижной воздухозаборник 42, приводимый в действие электромеханизмом 44, получающим сигнал на закрытие при увеличении высоты полета от сигнализатора 46 давления наружного воздуха, при увеличении скорости полета от сигнализатора 41 числа М полета, при увеличении давления воздуха перед турбохолодильниками 18,19, от датчика 23, при увеличении температуры в магистрали 14 подачи воздуха на охлаждение оборудования от сигнализатора 45 или при увеличении температуры наружного воздуха от сигнализатора 47. To ensure cooling of the equipment while reducing the flow of chilled air at low and medium flight speeds and large and medium altitudes, an additional supply of external air is provided through a retractable air intake 42, driven by an electromechanism 44, which receives a closing signal when the flight altitude increases from the external pressure signaling device 46 air, with increasing flight speed from the indicator 41 of the number M of flight, with increasing air pressure in front of the turbo-refrigerators 18.19, from the sensor 23, pr and an increase in temperature in the air supply line 14 for cooling the equipment from the signaling device 45 or with an increase in the outdoor temperature from the signaling device 47.
На режимах крейсерского полета, когда мало давление сжатого воздуха, создаваемое компрессором двигателя и, следовательно, мал расход охлажденного воздуха, а кондиционирование воздуха в гермокабине 6 находится в режиме обогрева и при полном открытии заслонки 40, начинает открываться заслонка 38, выдается сигнал на включение пневмоклапана 49, открывающего сброс воздуха из воздушной линии 50 управления пневмопривода 51 регулятора 48 расхода в магистрали 11 подачи воздуха на охлаждение оборудования. Вследствие этого регулятор 48 полностью открывает свое проходное сечение и подмес охлажденного воздуха из магистрали 17 в гермокабину 6 прекращается. В результате предотвращается перерасход горячего воздуха, а охлажденный воздух высвобождается для подачи к оборудованию в негерметичных отсеках 8, 9, 10. In cruise flight modes, when the compressed air pressure generated by the engine compressor is low and, therefore, the cooled air consumption is low, and the air conditioning in the pressure chamber 6 is in heating mode and when the shutter 40 is fully open, the shutter 38 starts to open, a signal is given to turn on the pneumatic valve 49, opening the discharge of air from the overhead line 50 of the control of the pneumatic actuator 51 of the flow regulator 48 in the air supply line 11 for cooling the equipment. As a result of this, the regulator 48 completely opens its flow area and the mixture of cooled air from the line 17 to the pressure chamber 6 is stopped. As a result, over-consumption of hot air is prevented, and the cooled air is released for supply to the equipment in unpressurized compartments 8, 9, 10.
Воздух в гермокабину 6 подается по магистрали 7, а в негерметичные отсеки 8, 9, 10 - по магистрали 11. Отработанный воздух сбрасывается из гермокабины 6 через выпускные устройства 13. К оборудованию, размещенному в носовом отсеке 8, подвесных изделиях 10 и закабинном отсеке 9 охлажденный воздух подается соответственно по магистралям 14,15, и 16. При этом магистрали 14, 15, и 16 подключены через магистраль 11 к магистрали 17 до места соединения последней с обводной магистралью 12 горячего воздуха, благодаря чему зона подачи охлажденного воздуха к оборудованию (магистрали 11, 14, 15, 16) изолирована от зоны кондиционирования гермокабины 6 (магистрали 53, 7) обратным клапаном 65, что исключает влияние работы обводной магистрали 12 горячего воздуха на холодопроизводительность системы по негерметичным отсекам 8, 9, 10 с оборудованием и тем самым сужает число параметров, подлежащих регулированию. Air is supplied to the pressurized cabin 6 through line 7, and to the non-pressurized compartments 8, 9, 10 via line 11. Exhaust air is discharged from the pressurized cabin 6 through exhaust devices 13. To equipment located in the nose compartment 8, overhead products 10 and the cockpit compartment 9 the cooled air is supplied respectively through the highways 14,15, and 16. In this case, the highways 14, 15, and 16 are connected via a highway 11 to a highway 17 to the point of connection of the latter with the hot air bypass 12, so that the chilled air supply zone to the equipment ( highways 11, 14, 15, 16) is isolated from the air conditioning zone of the pressure chamber 6 (highways 53, 7) with a non-return valve 65, which eliminates the influence of the hot air bypass 12 on the cooling capacity of the system in leaky compartments 8, 9, 10 with equipment and thereby narrows the number of parameters to be regulated.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121476A RU2170192C2 (en) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Aircraft air-conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121476A RU2170192C2 (en) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Aircraft air-conditioning system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97121476A RU97121476A (en) | 1999-10-10 |
| RU2170192C2 true RU2170192C2 (en) | 2001-07-10 |
Family
ID=20200406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97121476A RU2170192C2 (en) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Aircraft air-conditioning system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2170192C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448872C2 (en) * | 2010-08-09 | 2012-04-27 | Геннадий Алексеевич Копылов | Aircraft air conditioning system with ioniser |
| RU2455200C2 (en) * | 2006-08-10 | 2012-07-10 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Aircraft air conditioning system with anti-icing protection |
| US8439061B2 (en) | 2005-11-10 | 2013-05-14 | Airbus Deutschland Gmbh | Emergency ram air inlet valve of an aircraft |
| US8887517B2 (en) | 2009-06-26 | 2014-11-18 | Airbus Operations Gmbh | Method for operating an aircraft cooling system and aircraft cooling system |
| RU2595210C2 (en) * | 2011-05-30 | 2016-08-20 | Турбомека | Air conditioning system of passenger compartment of aircraft |
-
1997
- 1997-12-10 RU RU97121476A patent/RU2170192C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВОРОНИН Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. - М.: Машиностроение, 1973, с. 162-169, 175. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8439061B2 (en) | 2005-11-10 | 2013-05-14 | Airbus Deutschland Gmbh | Emergency ram air inlet valve of an aircraft |
| RU2455200C2 (en) * | 2006-08-10 | 2012-07-10 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Aircraft air conditioning system with anti-icing protection |
| US8292222B2 (en) | 2006-08-10 | 2012-10-23 | Airbus Deutschland Gmbh | Air-conditioning system with icing protection for an aircraft |
| US8887517B2 (en) | 2009-06-26 | 2014-11-18 | Airbus Operations Gmbh | Method for operating an aircraft cooling system and aircraft cooling system |
| RU2448872C2 (en) * | 2010-08-09 | 2012-04-27 | Геннадий Алексеевич Копылов | Aircraft air conditioning system with ioniser |
| RU2595210C2 (en) * | 2011-05-30 | 2016-08-20 | Турбомека | Air conditioning system of passenger compartment of aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6165413B2 (en) | Environmental control system supply precooler bypass | |
| US4374469A (en) | Variable capacity air cycle refrigeration system | |
| US4445342A (en) | Multi-zone temperature control in air cycle refrigeration systems | |
| EP0563180B1 (en) | Heat exchange apparatus for gas turbine fluids | |
| US4209993A (en) | Efficiency air cycle environmental control system | |
| US4263786A (en) | Fuel conserving air-conditioning apparatus and method for aircraft | |
| EP1295789B1 (en) | Environmental control system | |
| USRE32100E (en) | Efficiency air cycle environmental control system | |
| US8099966B2 (en) | System and method for controlling an environment in an aircraft using a vortex cooler | |
| US3177679A (en) | Air conditioning of supersonic aircraft | |
| US20100180571A1 (en) | Modulating flow through gas turbine engine cooling system | |
| EP3173337B1 (en) | Aircraft air conditioning system with ambient air supply and method for operating such an aircraft air conditioning system | |
| US9022319B2 (en) | Condenser ice removal for environmental control system | |
| DK160332B (en) | AIR-CONDITIONING SYSTEM | |
| CN106064672A (en) | Utilize the environmental control system of cabin discharge air starting circulation | |
| JPH0796936B2 (en) | Environmental control device with simplified cycle | |
| JPH0356374B2 (en) | ||
| CN106064671A (en) | The environmental control system during circulating, cabin discharge air being mixed with releasing air | |
| CN106064673A (en) | During circulation, cabin is discharged air and releases the environmental control system that air mixes | |
| US5309724A (en) | Switchable heat exchanger configuration for air cycle cooling apparatus | |
| US4840036A (en) | Air cycle refrigeration system | |
| RU2170192C2 (en) | Aircraft air-conditioning system | |
| US2693088A (en) | Refrigeration and ventilation device | |
| RU2111152C1 (en) | Air-conditioning system for cabin and equipment compartments of aerobatic aeroplane | |
| US2628481A (en) | Means for maintaining unrestricted flow of refrigerating air through ducts or the like |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080911 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111013 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130527 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131226 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |