本发明专利技术涉及一种用于操作飞机的至少一个空调系统（２６）的能量供应系统，具有至少一个空气线路网络和至少一个电力线路网络，其中所述空气线路网络连接至所述空调系统和用于将放气路由至所述空调系统的至少一个放气连接器（１８，２０），所述电力线路网络连接至所述空调系统和用于将电能路由至所述空调系统的至少一个电能源（２８），并且所述空调系统具有电可操作的冷却设备。本发明专利技术还涉及一种空调系统和一种用于对飞机进行空气调节的方法。通过根据本发明专利技术的能量供应系统，从动力单元抽出的能量更好地与操作所述空调系统和诸如机翼除冰之类的其它系统所需的能量相适应，从而减少飞机的过量燃料消耗。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于操作飞机的至少一个空调系统的能量供应系统、用于飞机的空调 系统和用于对飞机进行空气调节的方法。
技术介绍
为了向飞机空调系统和诸如除冰系统之类的其它系统供应能量和新鲜空气，空 气通常要从动力单元的压缩机级或由APU驱动的压缩机抽出，并被路由至空调系统单元 (、％以机组)”)以及机翼防冰系统。在飞行期间，该加热和加压的空气，又被称为“放 气(bleed air)”，代表空调系统单元的唯一能源，该空调系统单元的能量必须同时足以为 飞机座舱加压和操作对应的制冷过程。待被供应放气的各种系统的压力需求决定动力单元 的压缩机级或由APU驱动的压缩机的放气连接器处的必需压力。这里的决定性因素具体是 pack的需求，其需要相对高的空气压力来操作热力学循环和将冷的或新鲜空气送入座舱。然而，较高的必需放气压力由于动力单元中更强烈的压缩还使得放气温度更高。 为了防止接收放气的部件发生损坏，放气必须被限于预定的最大温度，且由此还根据其温 度被预冷却器冷却。被设计为热交换器的预冷却器的操作使得吸热的附加介质成为必要， 且通常采用来自飞机的主动力单元的风扇级的低压力水平的放气的形式。该冷却空气从待 冷却且不再可用作进一步在飞机中使用的能量载体的放气以附加热输入沿向外的方向离 开预冷却器进入飞机的环境中。除了实际飞机空调系统的能量供应，放气还被路由至机翼前缘襟翼(“前缘缝翼”) 内部的线路网络，以加热这里的前缘缝翼内部，从而阻止前缘缝翼的外部上形成冰层。在传统的基于气动和放气的空调和能量供应系统的情况下，来自由APU驱动的压 缩机的放气也用于通过气动动力单元启动器单元启动飞机的一个或多个主动力单元。该 基于气动的能量架构是一种强健的且在全世界很多飞机中被使用的公认系统。然而，这种 基于放气的从动力单元提取能量的方法显示出这里会发生燃气涡轮机过程的显著缺点。此 外，由于放气连接器以机械安装的方式布置在动力单元的内部，因此放气连接器处的放气 压力随不同的动力单元状态而改变。这样更加难以按照操作系统所需的能量来产生被抽出 到线路中的气动能量的量。放气连接器的位置通常被设计成使得这里可用的放气压力在所 有设计情况下总是足以正确地操作飞机空调系统(例如在热的环境下或各种有缺陷的情 况下)。这意味着，施加到放气连接器的放气压力显著地超出正常状况下所需的放气压力。 该差异需要使用压力和容积流速调节阀，由此从动力单元抽出的部分能量不起所用或仍未 被使用。这使得在大多数操作点，放气动力被过量地从动力单元抽出，由此使总体的燃料消 耗显著过量。完全基于放气的传统空调系统的另一缺点在于由高的放气温度导致的放气连接 器处的节流和排气阀的材料疲劳度加速，这相应地降低了它们的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少或消除上述缺点。本专利技术的目的具体在于提出一种能量供应 系统，最初提到的这种类型的能量供应系统中，放气从飞机的动力单元的抽出被优化，使得 从动力单元抽出的动力基本对应于空调系统所需的动力。本专利技术的目的还在于最小化过量 的燃料消耗，这可能源于过量抽出的动力单元动力的节流和热损耗。该目的通过一种用于供给飞机的至少一个空调系统的能量供应系统来实现，该能 量供应系统具有至少一个空气线路网络和至少一个电力线路网络，其中所述空气线路网络 连接至所述空调系统和用于将放气路由至所述空调系统的至少一个放气连接器，所述电力 线路网络连接至所述空调系统和用于将电能路由至所述空调系统的至少一个电能源，并且 所述空调系统具有电可操作的冷却设备。这种能量供应系统使放气能够在相对低的压力水平下从动力单元抽出。在这方 面，抽出的放气不用于完全操作包括对座舱进行加压和冷却的空气调节过程。根据本专利技术 的能量供应系统仅提供至少保证在所有操作状态下对座舱进行加压的放气。另外的用于冷 却被路由至座舱的新鲜空气所需的能量由电力冷却系统提供。空调系统的这种气动和电力 混合供应是使从动力单元抽出的能量与必需能量准确且以尽可能小的损耗相适应的有利 可能性。当计划抽出放气时，在通常飞机期间所预期的周围温度的偏差不必考虑在内，而是 相反，可由电力冷却容易地补偿。在一个有利的展开中，放气在每种情况下都从动力单元处的两个放气连接器被抽 出，动力单元的各个放气连接器处于不同的压力下。这使得放气的抽出进一步优化，且在使 用单个放气连接器时，一旦降低压力和容积流速，节流损耗就会降低。通过在相对低的压力水平下抽出放气，放气的温度低于传统系统的情况下的放气 的温度。因此，根据本专利技术的系统中不需要传统的放气操作的预冷却器。由冲压空气通道 以及布置在其中的热交换器构成的预冷却系统的使用不再需要能量供应，因此表示过量燃 料消耗的显著节省。另外，在理想情况下，不需要放气泄露检测。这是由于在对压力损耗进 行了优化的配置的条件下，放气可在相关放气温度低到在放气系统发生泄露的情况下安全 临界表面温度不上升的压力水平下放出。因此不再需要出于安全原因检测泄露。因此，可 免除检测系统的复杂安装，使得装配飞机时的重量、成本和制造时间减少。降低放气温度还使得使用寿命更长且放气阀的维护间隔更长，因为与现有技术相 比其热负载处于可容许的水平。用集成到动力单元中的发电机/启动器单元更换传统的气动动力单元启动器单 元简化了路由放气的空气线路网络。空气线路网络的简化是通过用电力系统更换气动除冰 或机翼防冰系统来提高的。因而在结冰状况下飞行期间不再需要抽出放气，因此可针对更低 的容积流速和压力来设计放气连接器，并且能量从动力单元的抽出也因而另外得到优化。若在完全的电力APU-例如采用燃料电池或类似的形式-在所讨论的飞机中使用， 则当在地面上时的空气供应可由电力驱动的风扇和/或外部空气入口来提供。APU的维护 成本和构造空间同时也得到减少。该目的还通过一种具有并列权利要求的特征的空调系统和用于对飞机进行空气 调节的方法来实现。附图说明本专利技术基于附图在下面被详细例示。相同的物体在图中用相同的附图标记标出， 在附图中图1是根据现有技术的空调和能量系统的示意图；图2是根据本专利技术的系统的第一实施例的示意图；图3是根据本专利技术的系统的第二实施例的示意图；图4a和4b示出根据现有技术的系统与根据本专利技术的系统的放气压力变化的比 较；以及图5是根据本专利技术的方法的示意图。 具体实施例方式图1-3中所表示的系统具有对称的结构，且作为示例，由两个反镜像系统对分构 成。将结合附图阐释对单个和多个系统部件的使用，因为用独立的系统部件来描述独立的 系统对分看上去最为恰当。图1表示根据现有技术的空调和能量供应系统。这里，放气从动力单元2中被抽 出，并通过预冷却器4冷却到下游装置可接受的温度。在预冷却器4中吸热的介质冷却放气 形式的空气，该放气从动力单元2的风扇级被抽出，并且处于相对低的温度下。该冷却空气 吸收来自更接近动力单元的燃烧室的放气连接器并离开预冷却器4进入飞机环境的较热 放气的热。来自动力单元2并被冷却空气吸收的能量由此无返回地离开空调系统的区域。通过这种方式，预冷却的放气进入空调单元(“pack (机组)”)6，在此处其相应地 通过热力学过程被调节，并且(在较大型商用飞机的情况下，例如通过扩展冷却系统)被路 由至混合室。经调节的空气在混合室中与来本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于操作飞机的至少一个空调系统（２６）的能量供应系统，具有： 至少一个空气线路网络和至少一个电力线路网络， 其中： 所述空气线路网络连接至所述空调系统（２６）和用于将放气路由至所述空调系统（２６）的至少一个放气连接器（１８，２０）， 所述电力线路网络连接至所述空调系统（２６）和用于将电能路由至所述空调系统（２６）的至少一个电能源，并且 所述空调系统（２６）具有电可操作的冷却设备。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-11-29 102007057536.1一种用于操作飞机的至少一个空调系统(26)的能量供应系统，具有至少一个空气线路网络和至少一个电力线路网络，其中所述空气线路网络连接至所述空调系统(26)和用于将放气路由至所述空调系统(26)的至少一个放气连接器(18，20)，所述电力线路网络连接至所述空调系统(26)和用于将电能路由至所述空调系统(26)的至少一个电能源，并且所述空调系统(26)具有电可操作的冷却设备。2.根据权利要求1所述的能量供应系统，其中由放气操作的预冷却器未被提供。3.根据前述权利要求中任一项所述的能量供应系统，具有至少一个冲压空气通道(32)，在飞行期间冲压空气流经该冲压空气通道(32)，且 该冲压空气通道(32)具有能连接至所述空气线路网络的热交换器(30)。4.根据权利要求3所述的能量供应系统，其中当在地面上时使空气流经所述冲压空气通道(32)的附加风扇(34)被集成到所述 冲压空气通道(32)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的能量供应系统，其中所述飞机的动力单元(2)在不同压力水平处各具有两个连接至所述空气线路网 络的放气连接器(18，20)。6.根据权利要求5所述的能量供应系统，其中各个更高压的放气连接器(20)具有用于调节从所述放气连接器(20)抽出的放气 的压力和/或容积流速的节流阀(24)。7.根据权利要求5或6所述的能量供应系统，其中各个更高压的放气连接器(18)具有用于阻止来自更高压的放气连接器(20)的放 气经由更低压的放气连接器(18)回流至所述动力单元(2)中的止回阀(22)。8.根据前述权利要求中任一项所述的能量供应系统，其中所述放气从由APU驱动的压缩机(12)被抽出。9.根据前述权利要求中任一项所述的能量供应系统，具有用于当在地面上时向所述空 调系统(26)供应空气的外部空气入口(42)和附加风扇。10.根据权利要求9所述的能量供应系统，其中所述外部空气入口(42)被集成到所述冲压空气通道(32)中。11.根据前述权利要求中任一项所述的能量供应系统，其中所述飞机的动力单元⑵和APU(IO)在每种情况下都被配备发电机/启动器单元 (28)作为电能源，其中所述发电机/启动器单元(...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾恩迪特马尔，尼古拉斯安托万，乌韦布赫霍尔茨，
申请(专利权)人：空中客车作业有限公司，空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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