RU2741154C2 - Способ управления отношением чистота/расход инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, а также система инертирования для осуществления способа - Google Patents
Способ управления отношением чистота/расход инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, а также система инертирования для осуществления способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741154C2 RU2741154C2 RU2017138567A RU2017138567A RU2741154C2 RU 2741154 C2 RU2741154 C2 RU 2741154C2 RU 2017138567 A RU2017138567 A RU 2017138567A RU 2017138567 A RU2017138567 A RU 2017138567A RU 2741154 C2 RU2741154 C2 RU 2741154C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inert gas
- flow rate
- air
- oxygen content
- air pressure
- Prior art date
Links
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 39
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004931 filters and membranes Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/07—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
- A62C3/08—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles in aircraft
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/06—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places of highly inflammable material, e.g. light metals, petroleum products
- A62C3/065—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places of highly inflammable material, e.g. light metals, petroleum products for containers filled with inflammable liquids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
- B64D37/32—Safety measures not otherwise provided for, e.g. preventing explosive conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
- B60K15/03—Fuel tanks
- B60K2015/03328—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling
- B60K2015/03381—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling for preventing explosions
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе инертирования топливного бака воздушного судна. Способ управления системой (1) инертирования по меньшей мере одного топливного бака воздушного судна включает в заданный момент и при постоянной температуре и атмосферном давлении операцию, во время которой расход инертного газа уменьшают до определенного значения, операцию, во время которой давление воздуха уменьшают для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения. Операцию уменьшения расхода инертного газа осуществляют путем компенсации потери расхода инертного газа, вызванного операцией уменьшения давления воздуха. Операцию уменьшения давления воздуха осуществляют путем компенсации уменьшения содержания кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа. Система (1) инертирования содержит по меньшей мере один модуль (2) разделения воздуха, снабжаемый на впуске (2a) воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске (2b) инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода. Достигается уменьшение потребления топлива и эксплуатационных затрат системы инертирования. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу управления системой инертирования топливного бака воздушного судна, такой как на самолете, вертолете или подобном, а также к двум вариантам осуществления системы инертного газа для осуществления указанного способа.
Уровень техники
В области воздухоплавания системы инертирования известны своим использованием для генерирования инертного газа, такого как азот или любого другого инертного газа, такого как двуокись углерода, и для введения указанного инертного газа в топливные баки из соображений безопасности, то есть, чтобы уменьшить риск воспламенения в указанных баках.
Стандартная система инертирования из известного уровня техники, как правило, содержит бортовую систему генерации инертного газа (OBIGGS), снабжаемую сжатым воздухом, например, сжатым воздухом, отбираемым из по меньшей мере одного двигателя с использованием так называемой ступени промежуточного давления и/или так называемой ступени высокого давления в зависимости от полетной ситуации. Следует отметить, что использование сжатого воздуха из двигателя является предпочтительным, поскольку он имеет относительно высокое давление и температуру, таким образом, воздух можно приспособить к широкому диапазону требуемых установок давления и температуры. OBIGGS соединена с топливным баком воздушного судна и выделяет кислород из воздуха.
OBIGGS состоит по меньшей мере из одного модуля разделения воздуха, содержащего, например, проницаемые мембраны, такие как полимерные мембраны, пересекаемые потоком воздуха. По причине различной проницаемости мембраны по отношению к азоту и кислороду, система разделяет поток воздуха таким образом, что получаются поток воздуха с высоким содержанием азота и поток воздуха с высоким содержанием кислорода. Объем воздуха с высоким содержанием азота, считаемого инертным газом, направляется в топливные баки таким образом, чтобы уровень кислорода, присутствующий в свободном объеме бака, уменьшался. Устройства, требуемые для этого процесса, такие как компрессоры, фильтры и модули воздушного или водяного охлаждения или им подобные, встроены в систему инертирования.
Если показатель уровня кислорода в пустой части бака находится ниже предела воспламеняемости, определенного согласно требованиям Федерального управления гражданской авиации (FAA), подробно изложенным в документе AC25,981-2A, датированном 19 сентября 2008 г. и озаглавленном «FUEL TANK FLAMMABILITY REDUCTION MEANS», и в его приложениях, или в соответствии с требованиями Европейского агентства по авиационной безопасности (EASA), изложенным в документе, AMC25,981, воспламенение и риски возникновения возгорания очень низки или даже равны нулю. Из вышеизложенного следует, что инертирование топливного бака состоит из процесса нагнетания инертного газа в бак для поддержания уровня кислорода, присутствующего в указанном баке ниже определенного порогового значения, например, 12%.
Известна система инертирования, которая изготовлена в соответствии с правилами определения параметров, например, установленных документом AC25,981-2A или документом AMC25,981. Расход нагнетаемого инертного газа, таким образом, определяется с постоянными интервалами, как функция значений параметров сертифицированного стандартного профиля полета. Сертифицированный стандартный профиль полета соответствует профилю полета, наиболее часто выбираемому воздушным судном. Например, такими параметрами могут быть свободный объем топливного бака и/или скорость снижения, и/или подъема, и/или высота воздушного судна над уровнем моря. Сертифицированный стандартный профиль полета рекомендует, для значений параметров в любой заданный момент, нагнетание инертного газа с определенным расходом, содержащего определенную концентрацию кислорода, для соответствия действующим нормам.
Также известна система инертирования, предназначенная для нагнетания инертного газа по меньшей мере в один топливный бак с расходом, который предназначен отвечать потребности, определяемым в реальном времени во время полета воздушного судна. Этот тип системы инертирования не основан на сертифицированном типе профиля полета, установленном американским бюро сертификации, который зачастую является более ограничивающим, чем фактический полет, осуществляемый воздушным судном, и который, соответственно, потребляет больше воздуха. Нагнетание инертного газа отвечает оптимизированной концепции инертирования, основанной, например, на подсчете количества воздуха, поступающего в топливный бак, как функции его вентиляции, и действительного объема потребленного топлива.
Такой тип известной системы инертирования, адаптированный под фактическую потребность в расходе инертного газа, реализует функцию регулирования расхода инертного газа ниже по потоку от модуля разделения воздуха. Эта функция управления потоком реализует клапан регулирования расхода, набор датчиков или расходомер, а также компьютер, содержащий автоматически регулирующийся алгоритм управления расходом. Заданное значение управления потоком инертного газа определяется на основе данных, касающихся воздушного судна, таких как изменение наружного атмосферного давления и/или скорость изменения высоты воздушного судна и/или объем топлива, находящийся в баке, и/или масса топлива, потребляемая двигателем.
Таким образом, при оптимизации, и, в частности, при уменьшении потока инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, количество воздуха, потребляемое модулем разделения воздуха снижается, что позволяет уменьшить эксплуатационные затраты системы инертирования.
Тем не менее, при поступлении воздуха в модуль разделения воздуха при постоянном давлении и температуре, и при постоянном атмосферном давлении, уменьшение расхода инертного газа влияет на его чистоту. В самом деле, если расход инертного газа уменьшается, чистота газа улучшается, т. е. содержание кислорода в нем уменьшается.
Это ведет к тому, что система инертирования такого типа имеет большие размеры по отношению к фактической потребности в чистоте инертного газа, и генерирует и нагнетает инертный газ более высокого качества, чем требуется, что опосредованно ведет к избыточному потреблению топлива для воздушного судна и высоким эксплуатационным затратам.
Краткое описание изобретения
Таким образом, одной из целей настоящего изобретения является устранение данных недостатков путем предоставления способа управления системой инертирования топливного бака воздушного судна, позволяя приспособить распределение инертного газа к фактическим потребностям таким образом, чтобы косвенно уменьшить потребление топлива и эксплуатационные затраты системы инертирования.
Для этого предложен способ управления системой инертирования, содержащей по меньшей мере один модуль разделения воздуха, снабжаемый воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода.
Согласно настоящему изобретению способ включает, в заданный момент и при постоянных температуре воздуха и атмосферном давлении:
- операцию, во время которой расход инертного газа уменьшают до определенного значения;
- операцию, во время которой давление воздуха на впуске модуля разделения воздуха уменьшают для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения.
Согласно главным характеристикам настоящего изобретения:
- операцию уменьшения расхода инертного газа осуществляют путем компенсации потери потока инертного газа, вызванного операцией уменьшения давления воздуха;
- операцию уменьшения давления воздуха осуществляют путем компенсации уменьшения содержания кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа.
При оптимизации расхода инертного газа, т. е. уменьшении, получается, что чистота инертного газа непреднамеренно увеличивается, т. е. содержание кислорода в нем уменьшается, это может быть ограничением для изначально запланированной концепции инертирования, если, например, она состоит только в уменьшении расхода инертного газа.
Таким образом, способ управления согласно настоящему изобретению позволяет устранить этот недостаток и нагнетать инертный газ посредством отделения друг от друга расхода и содержания кислорода, которые тесно связаны. Действительно, настоящее изобретение позволяет регулировать расход инертного газа и/или содержание кислорода, независимо друг от друга.
В частности, эта характеристика обеспечивает, при уменьшении расхода инертного газа, возможность противостоять увеличению чистоты инертного газа путем уменьшения давления воздуха для увеличения концентрации кислорода в инертном газе. Это предотвращает создание системой инертного газа с более высоким качеством, чем необходимо, т. е. она предотвращает избыточное качество. Эту операцию осуществляют путем уменьшения давления воздуха на впуске в модуль разделения воздуха, который позволяет системе инертирования потреблять меньше воздуха и, следовательно, опосредованно уменьшать потребление топлива и эксплуатационные затраты системы инертирования.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет регулировать содержание кислорода до определенного значения, которое, например, может определяться на основе фактической потребности в содержании кислорода, определенной в заданный момент, или иначе можно, например, удерживать исходное содержание кислорода, соответствующее содержанию кислорода, находящемуся в инертном газе до операции уменьшения расхода, путем уменьшения давления воздуха на впуске в модуль разделения воздуха.
Тем не менее, как было указано, это уменьшение давления приводит к потерям потока инертного газа на выпуске модуля разделения воздуха. Настоящее изобретение, таким образом, позволяет компенсировать эти потери потока инертного газа, предупреждая операцию уменьшения расхода инертного газа до определенного значения. Другими словами расход уменьшают до меньшей величины для предотвращения потерь потока, которые добавят к ней для достижения определенного порогового значения. Значение расхода инертного газа определяют, например, как функцию фактической необходимости в расходе инертного газа, определяемом в заданный момент.
Принцип настоящего изобретения, следовательно, заключается в управлении чистотой инертного газа при постоянной скорости инертирования для удовлетворения требования концепции инертирования для оптимизации эксплуатационных затрат системы инертирования.
Настоящее изобретение также относится к двум вариантам осуществления системы инертирования для реализации вышеупомянутого способа.
Каждая система инертирования предназначена для нагнетания инертного газа по меньшей мере в один топливный бак воздушного судна во время полета воздушного судна, и содержит по меньшей мере один модуль разделения воздуха, снабжаемый воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода.
Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения система инертирования содержит контроллер, к которому присоединены:
- клапан регулирования расхода инертного газа с электроприводом, расположенный на выпуске модуля разделения воздуха;
- клапан регулирования давления воздуха с электроприводом, расположенный на впуске модуля разделения воздуха;
- кислородный датчик, расположенный на выпуске модуля разделения воздуха;
- расходомер, расположенный на выпуске модуля разделения воздуха.
И контроллер содержит компьютерную программу, содержащую инструкции программного кода, которые выполнены с возможностью прочтения и выполнения указанным контроллером для передачи:
- команды об уменьшении расхода в клапан с электроприводом, регулирующий расход инертного газа, в зависимости от расхода инертного газа, определенной расходомером, для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения;
- команды об уменьшении давления воздуха в клапан с электроприводом, для управления давлением воздуха, в зависимости от содержания для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения.
Команду об уменьшении расхода инертного газа определяют для компенсации потерь потока инертного газа, вызванных уменьшением давления воздуха. Команду об уменьшении давления воздуха определяют для компенсации уменьшения в содержании кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения система инертирования содержит контроллер, к которому присоединены:
- клапан регулирования расхода инертного газа с электроприводом, расположенный на выпуске модуля разделения воздуха;
- клапан регулирования давления воздуха с электроприводом, расположенный на впуске модуля разделения воздуха;
- датчик давления воздуха, расположенный на впуске модуля разделения воздуха;
- датчик температуры воздуха, расположенный на впуске в модуль разделения воздуха;
- расходомер, расположенный на выпуске модуля разделения воздуха;
- датчик атмосферного давления.
И контроллер содержит компьютерную программу, содержащую инструкции программного кода, которые выполнены с возможностью прочтения и выполнения указанным контроллером для передачи:
- команды об уменьшении расхода в клапан с электроприводом, регулирующий расход инертного газа, в зависимости от расхода инертного газа, определенного расходомером, для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения;
- команды об уменьшении давления воздуха в клапан с электроприводом, регулирующий давление воздуха, в зависимости от содержания кислорода, определенного кислородным датчиком, и заданного значения регулирования давления, для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения, при этом заданное значение регулирования давления получено от программного обеспечения для преобразования, интегрированного в контроллер и предназначенного для преобразования заданного значения регулирования содержания кислорода, как функции значения расхода инертного газа, предоставляемого расходомером, температуры инертного газа, предоставляемой датчиком температуры, атмосферного давления окружающей среды, предоставляемого датчиком атмосферного давления, и технических и эксплуатационных характеристик модуля разделения воздуха, интегрированных в контроллер.
Команду об уменьшении расхода инертного газа определяют для компенсации потерь потока инертного газа, вызванных уменьшением давления воздуха. Команду об уменьшении давления воздуха определяют для компенсации уменьшения в содержании кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа.
Предпочтительно, команду об уменьшении давления воздуха определяют так, чтобы содержание кислорода инертного газа достигало определенного значения, соответствующего исходному значению содержания кислорода до операции уменьшения расхода инертного газа.
Краткое описание графических материалов
Дополнительные преимущества и особенности станут более понятны из последующего описания, приведенного посредством неограничивающего примера, способа управления системой инертирования топливного бака согласно настоящему изобретению, и из приложенных графических материалов, где:
- на фиг. 1 представлено схематическое изображение первого варианта осуществления системы инертирования согласно настоящему изобретению, особенно в отношении расположения контроллера, модуля разделения воздуха, а также различных клапанов и датчиков;
- на фиг. 2 представлено схематическое изображение, подобное изображению на фиг. 1, на котором показан второй вариант осуществления системы инертирования согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Ссылаясь на фиг. 1 и 2, изображена система (1) инертирования, предназначенная для нагнетания потока инертного газа по меньшей мере в один топливный бак воздушного судна во время полета воздушного судна.
Система (1) инертирования содержит по меньшей мере один модуль (2) разделения воздуха, снабжаемый на своем впуске (2a) воздухом при заданном давлении для генерирования на выпуске (2b) инертного газа с низким содержанием кислорода, нагнетаемого в топливный бак при определенном расходе и с определенным содержанием кислорода.
Система (1) инертирования содержит клапан (3) регулирования давления воздуха с электроприводом, расположенный на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха, и клапан (4) регулирования расхода инертного газа с электроприводом, а также расходомер (5), расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха. Клапан (4) регулирования расхода с электроприводом, расходомер (5) и клапан регулирования (3) давления с электроприводом присоединены к электронному контроллеру (6), снабжаемому от электрического источника (7) питания.
Электронный контроллер (6) содержит программное обеспечение (8) для управления различными элементами системы (1) инертирования, как описано ниже, и реализует алгоритм регулирования расхода для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения и для уменьшения давления воздуха на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха с целью увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения.
Конкретнее, операцию уменьшения расхода инертного газа осуществляют путем компенсации потери потока инертного газа, вызванного операцией уменьшения давления воздуха, и операцию уменьшения давления воздуха осуществляют путем компенсации уменьшения содержания кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа.
На практике, программное обеспечение (8) передает команду об уменьшении расхода на клапан (4) с электроприводом, регулирующий расход инертного газа, в зависимости от расхода инертного газа, определяемого расходомером (5), для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения, которое соответствует, как функция реализованной концепции инертирования, значению расхода, определенному как функция фактической необходимости в расходе инертного газа, определяемом в заданный момент.
Согласно первому варианту осуществления, показанному на фиг. 1, система (1) инертирования действует в замкнутой системе на основе значения содержания кислорода и содержит кислородный датчик (9), расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха и соединенный с контроллером (6), для определения содержания кислорода в инертном газе.
Согласно данному первому варианту осуществления программное обеспечение (8) также передает команду об уменьшении давления воздуха в клапан (3) с электроприводом, регулирующий давление воздуха, в зависимости от содержания кислорода в инертном газе, определяемого кислородным датчиком (9)для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 2, система (1) инертирования действует в замкнутой системе на основе значения давления воздуха и в замкнутой системе на основе значения содержания кислорода, и содержит датчик давления воздуха (10) и датчик температуры (11), расположенные на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха и соединенные с контроллером (6).
Согласно данному второму варианту осуществления программное обеспечение (8) передает команду об уменьшении давления воздуха в клапан (3) с электроприводом, регулирующий давление воздуха, в зависимости от значения давления воздуха, определяемого датчиком (10) давления воздуха, и от заданного значения регулирования давления для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения. Заданное значение регулирования давления получают из таблицы преобразования, содержащейся в программном обеспечении (8) контроллера (6). Таблица преобразования выполнена особым образом для преобразования заданного значения регулирования содержания кислорода в заданное значение регулирования давления. Такое преобразование осуществляют на основе значения расхода инертного газа, предоставляемого расходомером (5), температуры инертного газа, предоставляемой датчиком температуры (11), атмосферного давления окружающей среды, предоставляемого датчиком атмосферного давления или извлекаемого непосредственно из данных (12), предоставляемых воздушным судном, а также технических и эксплуатационных характеристик модуля (2) разделения воздуха, интегрированных в программное обеспечение (8).
В обоих вариантах осуществления команду об уменьшении расхода определяют для компенсации потерь потока инертного газа, вызванных уменьшением давления воздуха, и команду об уменьшении давления воздуха определяют для компенсации уменьшения содержания кислорода, вызванного уменьшением расхода инертного газа.
Алгоритмы регулирования расхода инертного газа и давления воздуха комбинируют и совмещают, так чтобы отрегулировать давление воздуха и расхода инертного газа до значений, определенных концепцией инертирования.
В зависимости от выбранной концепции инертирования, содержание кислорода в инертном газе может быть отрегулировано, не зависимо от значения расхода инертного газа, до определенного значения, например, на основе фактической необходимости в расходе инертного газа, определяемом в заданный момент, или же содержание кислорода увеличивают в соответствии с уменьшением потока инертного газа для постоянного сохранения исходного значения.
Известным образом инертный газ затем передают к средствам распределения инертного газа, таким как распределительные трубы, клапаны и инжекторные сопла, для нагнетания, соответственно, в топливный бак(баки) воздушного судна из соображений безопасности для снижения риска воспламенения указанных баков. Нагнетаемый инертный газ позволяет снизить уровень кислорода, присутствующего в баке(баках), и, в частности, поддерживать этот уровень ниже определенного порога, например, менее 12%.
Из предыдущего станет понятно, что настоящее изобретение позволяет существенно уменьшить поток воздуха, потребляемого модулем (2) разделения воздуха, путем преодоления ограничений зависимости между расходом инертного газа и чистотой инертного газа, которая является характерной при использовании модуля (2) разделения воздуха. Таким образом, настоящее изобретение опосредованно позволяет уменьшить потребление топлива для уменьшения экологического следа воздушного судна и затрат, связанных с работой системы (1) инертирования.
Уменьшение потребления поступающего воздуха также позволяет уменьшить износ фильтров и мембран, используемых в системе (1) инертирования, и, следовательно, увеличить их срок службы. Следовательно интервалы между техническими осмотрами увеличены, снижая затраты владельца системы (1) инертирования.
Claims (34)
1. Способ управления системой (1) инертирования по меньшей мере одного топливного бака воздушного судна, при этом система (1) инертирования содержит по меньшей мере один модуль (2) разделения воздуха, снабжаемый на впуске (2a) воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске (2b) инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода, отличающийся тем, что включает в заданный момент и при постоянных температуре и атмосферном давлении:
операцию, во время которой расход инертного газа уменьшают до определенного значения;
операцию, во время которой давление воздуха уменьшают, вызывая увеличение содержания кислорода от исходного значения до определенного значения;
и при этом
операцию уменьшения расхода инертного газа осуществляют путем компенсации потери расхода инертного газа, вызванного операцией уменьшения давления воздуха;
операцию уменьшения давления воздуха осуществляют путем компенсации уменьшения содержания кислорода, вызванного операцией уменьшения расхода инертного газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определенное значение расхода инертного газа соответствует значению, определенному как функция фактической потребности в расходе инертного газа в заданный момент.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определенное значение содержания кислорода соответствует значению, определенному как функция фактической потребности в содержании кислорода в заданный момент.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определенное значение содержания кислорода соответствует значению исходного содержания кислорода до операции по уменьшению расхода инертного газа.
5. Система (1) инертирования, предназначенная для нагнетания инертного газа по меньшей мере в один топливный бак воздушного судна во время полета воздушного судна, при этом указанная система содержит по меньшей мере один модуль (2) разделения воздуха, снабжаемый на впуске (2a) воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске (2b) инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода, отличающаяся тем, что она содержит контроллер (6), к которому присоединены
клапан (4) регулирования расхода инертного газа с электроприводом, расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха;
клапан (3) регулирования давления воздуха с электроприводом, расположенный на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха;
кислородный датчик (9), расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха;
расходомер (5), расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха;
и при этом контроллер (6) содержит компьютерную программу, содержащую инструкции программного кода, которые выполнены с возможностью прочтения и выполнения указанным контроллером (6) для передачи:
команды об уменьшении расхода в клапан (4) с электроприводом, регулирующий расход инертного газа, в зависимости от расхода инертного газа, определенной расходомером (5), для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения;
команды об уменьшении давления воздуха в клапан с электроприводом для управления давлением воздуха, в зависимости от содержания кислорода, определенного кислородным датчиком (9), для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения;
и при этом
команду об уменьшении потока инертного газа определяют для компенсации потери расхода инертного газа, вызванной уменьшением давления воздуха;
команду об уменьшении давления воздуха определяют для компенсации уменьшения в содержании кислорода, вызванного уменьшением расхода инертного газа.
6. Система (1) инертирования, предназначенная для нагнетания инертного газа по меньшей мере в один топливный бак воздушного судна во время полета воздушного судна, при этом указанная система содержит по меньшей мере один модуль (2) разделения воздуха, снабжаемый на впуске (2a) воздухом при определенном давлении для генерирования на выпуске (2b) инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, имеющего определенный расход и определенное содержание кислорода, отличающаяся тем, что она содержит контроллер (6), к которому присоединены
клапан (4) регулирования расхода инертного газа с электроприводом, расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха;
клапан (3) регулирования давления воздуха с электроприводом, расположенный на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха;
датчик давления воздуха, расположенный на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха;
датчик (11) температуры воздуха, расположенный на впуске (2a) модуля (2) разделения воздуха;
расходомер (5), расположенный на выпуске (2b) модуля (2) разделения воздуха;
датчик атмосферного давления;
и при этом контроллер (6) содержит компьютерную программу, содержащую инструкции программного кода, которые выполнены с возможностью прочтения и выполнения указанным контроллером (6) для передачи:
команды об уменьшении расхода в клапан (4) с электроприводом, регулирующий расход инертного газа, в зависимости от расхода инертного газа, определенной расходомером (5), для уменьшения расхода инертного газа до определенного значения;
команды об уменьшении давления воздуха в клапан с электроприводом, регулирующий давление воздуха, в зависимости от содержания кислорода, определенного кислородным датчиком, и заданного значения регулирования давления для увеличения содержания кислорода от исходного значения до определенного значения, при этом заданное значение регулирования давления получено от программного обеспечения для преобразования, интегрированного в контроллер и предназначенного для преобразования заданного значения регулирования содержания кислорода, как функции значения расхода инертного газа, предоставляемого расходомером (5), температуры инертного газа, предоставляемой датчиком (11) температуры, атмосферного давления окружающей среды, предоставляемого датчиком атмосферного давления, и технических и эксплуатационных характеристик модуля (2) разделения воздуха, интегрированных в контроллер (6);
и при этом
команду об уменьшении потока инертного газа определяют для компенсации потери расхода инертного газа, вызванной уменьшением давления воздуха;
команду об уменьшении давления воздуха определяют для компенсации уменьшения в содержании кислорода, вызванного уменьшением расхода инертного газа.
7. Система (1) инертирования по любому из пп. 5 или 6, отличающаяся тем, что команду об уменьшении давления воздуха определяют так, чтобы содержание кислорода достигало определенного значения, соответствующего исходному значению содержания кислорода до операции уменьшения расхода инертного газа.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1660790A FR3058391B1 (fr) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Procede de commande du couple purete/debit d'un gaz d'inertage injecte dans un reservoir de carburant, systeme d'inertage pour la mise en œuvre du procede |
| FR1660790 | 2016-11-08 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017138567A RU2017138567A (ru) | 2019-05-07 |
| RU2017138567A3 RU2017138567A3 (ru) | 2020-11-05 |
| RU2741154C2 true RU2741154C2 (ru) | 2021-01-22 |
Family
ID=57590686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138567A RU2741154C2 (ru) | 2016-11-08 | 2017-11-07 | Способ управления отношением чистота/расход инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, а также система инертирования для осуществления способа |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10603529B2 (ru) |
| EP (1) | EP3318496B1 (ru) |
| JP (1) | JP6966292B2 (ru) |
| BR (1) | BR102017023918B1 (ru) |
| CA (1) | CA2984988A1 (ru) |
| ES (1) | ES2710649T3 (ru) |
| FR (1) | FR3058391B1 (ru) |
| RU (1) | RU2741154C2 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110510132B (zh) * | 2019-09-03 | 2023-02-24 | 中国商用飞机有限责任公司 | 三轮式燃油箱惰化装置及其控制方法 |
| EP3912688A1 (de) * | 2020-05-19 | 2021-11-24 | L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude | Sichere inertisierungsvorrichtung |
| EP3960636A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-02 | The Boeing Company | System and method for air separation module management |
| EP4288341A1 (en) * | 2021-06-25 | 2023-12-13 | Parker-Hannifin Corporation | System and method for controlling heat load or parasitic load in a flammability reduction system of an aircraft |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1795628A1 (ru) * | 1981-10-01 | 1996-02-20 | В.Т. Климов | Система обеспечения взрывобезопасности отсека бака криогенного топлива |
| SU526130A1 (ru) * | 1975-06-02 | 2006-05-10 | Б.С. Зарецкий | Система наддува нейтральным газом топливных баков летательного аппарата |
| US8801831B1 (en) * | 2011-12-13 | 2014-08-12 | The Boeing Company | Fuel saving inert gas generation system |
| US20160107116A1 (en) * | 2014-10-15 | 2016-04-21 | Parker-Hannifin Corporation | Obiggs asm performance modulation via temperature control |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7509968B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-03-31 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flow control for on-board inert gas generation system |
-
2016
- 2016-11-08 FR FR1660790A patent/FR3058391B1/fr active Active
-
2017
- 2017-10-31 ES ES17199321T patent/ES2710649T3/es active Active
- 2017-10-31 EP EP17199321.5A patent/EP3318496B1/fr active Active
- 2017-11-06 US US15/804,297 patent/US10603529B2/en active Active
- 2017-11-07 JP JP2017214418A patent/JP6966292B2/ja active Active
- 2017-11-07 BR BR102017023918-7A patent/BR102017023918B1/pt active IP Right Grant
- 2017-11-07 RU RU2017138567A patent/RU2741154C2/ru active
- 2017-11-08 CA CA2984988A patent/CA2984988A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU526130A1 (ru) * | 1975-06-02 | 2006-05-10 | Б.С. Зарецкий | Система наддува нейтральным газом топливных баков летательного аппарата |
| SU1795628A1 (ru) * | 1981-10-01 | 1996-02-20 | В.Т. Климов | Система обеспечения взрывобезопасности отсека бака криогенного топлива |
| US8801831B1 (en) * | 2011-12-13 | 2014-08-12 | The Boeing Company | Fuel saving inert gas generation system |
| US20160107116A1 (en) * | 2014-10-15 | 2016-04-21 | Parker-Hannifin Corporation | Obiggs asm performance modulation via temperature control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2710649T3 (es) | 2019-04-26 |
| RU2017138567A3 (ru) | 2020-11-05 |
| FR3058391A1 (fr) | 2018-05-11 |
| JP2018076056A (ja) | 2018-05-17 |
| FR3058391B1 (fr) | 2018-11-30 |
| EP3318496B1 (fr) | 2019-01-30 |
| BR102017023918A2 (pt) | 2018-05-29 |
| US10603529B2 (en) | 2020-03-31 |
| JP6966292B2 (ja) | 2021-11-10 |
| RU2017138567A (ru) | 2019-05-07 |
| BR102017023918B1 (pt) | 2023-12-26 |
| CA2984988A1 (fr) | 2018-05-08 |
| US20180126202A1 (en) | 2018-05-10 |
| EP3318496A1 (fr) | 2018-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2741154C2 (ru) | Способ управления отношением чистота/расход инертного газа, нагнетаемого в топливный бак, а также система инертирования для осуществления способа | |
| US6547188B2 (en) | Process and device for inerting an aircraft fuel tank | |
| US20170113807A1 (en) | Fuel system | |
| US9567094B2 (en) | Aircraft inerting system | |
| US10164278B2 (en) | Nitrogen enriched air generation and fuel tank inerting system | |
| US8016232B2 (en) | Aircraft cabin pressure descent detection and control system and method | |
| RU2673123C2 (ru) | Способ и устройство для снабжения инертным газом топливного бака | |
| US9272790B2 (en) | Nitrogen enriched air supply system and aircraft | |
| US9694314B2 (en) | OBIGGS ASM performance modulation via temperature control | |
| JP6029421B2 (ja) | 窒素富化ガス供給システム、航空機 | |
| CN109441678B (zh) | 一种活塞动力无人机动力系统的控制方法 | |
| US9963239B2 (en) | Nitrogen enriched air supply system and aircraft | |
| RU2733075C2 (ru) | Система генерации инертного газа и система инертирования для топливного бака воздушного судна, в которой применяется указанная система генерации инертного газа | |
| CN113638832A (zh) | 一种飞机燃油增压系统及控制方法 | |
| US10486824B2 (en) | Method for controlling a fuel tank inerting system and an inerting system for carrying out the method | |
| US10758760B2 (en) | Method and system for inerting a fuel tank | |
| JP6023456B2 (ja) | 航空機燃料ポンプのエアロック防止システム及び航空機燃料ポンプのエアロック防止方法 |