航空器空调系统（１０）的冷却废气的装置，其具有旁通通道（２０），该旁通通道绕过航空器空调系统，设置在带有冲压空气入口通道（３２）部分的冲压空气通道（３０）的下游，并开口到出口通道（４０）中，出口通道设置在航空器空调系统的下游，废气排出开口（４２）的上游，其中，冲压空气通道和旁通通道有共同入口（２５）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于航空器空调系统的废气冷却的装置和方法。
技术介绍
在新航空器研发中，碳纤维增强复合材料(CFRP)的使用在增加。为了使用它们， 需要使外部影响因素(如温度和湿度)适应材料特有的性质，从而使强度性能受影响的程 度达到最小。现代的航空器空调系统(新鲜空气供应系统)是由空气涡轮驱动的压缩机通过单 级压缩的原理来操作的。通过飞行期间的外流和在地水准平面处的冲压空气通道中的风 扇，冲压空气用来冷却热的且被压缩的发动机引气。该空气依次通过涡轮来驱动压缩机，并 且依照舱内的要求被调节。新鲜空气供应系统的冲压空气通道的目的是把可以获取的外部空气用作热交换 机的冷却空气。冲压空气通道通常由NACA冲压空气入口通道，扩散器，橡胶软管连接器，可 能的冲压空气通道集气室和冲压空气出口通道组成。热交换机和新鲜空气供应系统的集气 室被安装在冲压空气通道集气室和带有ACM风扇(ACM=空气循环机(三轮的涡轮机组，即 涡轮，压缩机，风扇))的冲压空气出口通道之间。ACM风扇和压缩机由在涡轮里的膨胀来驱 动。ACM风扇确保冷却空气被引导通过热交换机，即使是在地水准平面。在飞行期间，外流通过通常是NACA形状的冲压空气入口通道到达冲压空气通道。 在扩散器(气流减速)中，总压的一些动态部分被转化为静态部分。静态超压(相对于周 围环境的压力)因此产生，它也被称为在热交换机入口处的冲压力。冷却空气的流通由两 个可动的、相互连接的冲压空气入口通道襟翼控制。本这种情形中，沿飞行方向的前襟翼被 牢固地附接到框架，并通过轴杆在端部被上/下移动。在第一个襟翼的端部，第二个襟翼通 过铰链连接到第一个襟翼。上/下的运动(即冲压空气入口的关或开)导致第二襟翼的后 端产生了平行位移，所述位移通过短摆锤杆补偿。冲压空气出口通道通常只配备有一个襟翼。开着的冲压空气出口通道襟翼由于外 部空气的流通在冲压空气出口通道中产生真空。这个真空影响冷却质量流通过热交换机。 襟翼由致动器操纵。在所述的方法里，通过冲压空气入口通道而流入热交换机的冷冲压空气被加热至 出口的废气温度可达到200°C范围的程度。在飞行期间，该热的废气通过外流的作用可以应 用到航空器的表面。尽管外流的特别冷却，当达到航空器CFRP结构时，温度仍然可以达到 160°C。目前CFRP材料的强度仍然可以定量地确定达到100°C到120°C的温度范围，视载荷 分布和周围环境条件而定。载荷超过这个温度范围可导致不可逆的材料损伤，从而导致故 障。目前用于降低出口温度的解决方案提供类似于冷空气垫的“冷却薄层”，其作用在 热的废气和航空器表面之间，如DE 10244 199 Al中所述的例子。冷却薄层保持航空器表 面的温度低于CFRP的临界温度。冷却薄层由于航空器空调系统的安装空间和外部环境之间的压力差而产生。在飞行期间，在航空器表面处，强真空区域产生在冲压空气通道的区域 内，这由于航空器表面处的冲压空气出口通道的位置。冷却薄层的源是从分离的冲压空气 入口获取的通风空气。在废气流下方，冷却薄层被选择性地导向。本原理的主要缺陷是当冷却薄层失效时，例如外来体或特定的飞行操作的影响导 致的失效，翼箱可以未被察觉的方式过热，因为航空器空调系统仍然在工作中。断电功能对 于安全要求是成问题的。冷却空气薄层同样也不能在每个飞行阶段期间被维持。翼瓣和/或气流偏导器/ 气闸在着陆进场期间和低速飞行期间以前述的航空器空调系统的安装空间连接到外部环 境的方式被延伸。在翼瓣和气流偏导器/气闸的区域有比在冲压空气出口通道的区域更强 的真空，冷却空气不向外流过用于冷却空气薄层的狭槽，取而代之的是在翼瓣和气流偏导 器/气闸的区域向外流。因此，冷却薄层在这些飞行阶段期间没有保护航空器免于热废气 的侵害。在一些出错的情形下同样没有提供对热废气侵害的防护，比如航空器表面的损坏， 这将导致冷却空气薄层的失效。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的是提供一种装置和一种方法，其可以如在冲压空气出口通道 中要求的那样冷却来自新鲜空气供应系统的热废气，通过这种方式设置在通道后面的航空 器CFRP结构遭遇低的废气温度。该目的通过本专利技术的相应的独立权利要求的技术特征实现。本专利技术的优选实施例 和改进可以在从属权利要求中得到。旁通通道绕过设置在带有冲压空气入口通道部分的冲压空气通道的下游的航空 器空调系统，并合并到出口通道中，出口通道设置在航空器空调系统的下游，在废气的排出 开口之前，旁通通道被提供在根据用于航空器空调系统的废气冷却的本专利技术的装置中，为 冲压空气通道和旁通通道提供共同入口。在本专利技术中，在从出口出去之前，通过冲压空气旁通通道，废气已经被冷却至CFRP 的临界温度不可能达到的程度。如果冲压空气旁通通道失效，则航空器空调系统以失效将 不导致CFRP航空器结构的过热的方式同样失效或者被关闭。在该情况中，冲压空气通道和 可变化的旁通通道二者被单独的空气入口供给。旁通通道优选尽可能直接地连接到航空器空调系统出口通道以便保持压力损失 较低。优选地，在废气排放至外部环境之前旁通通道合并到航空器空调系统出口通道中。所 述通道从而绕过航空器空调系统并把冷的冲压空气供给到热的废气流中。优选为冲压空气和旁通通道提供共同入口。这样具有在航空器空调系统的工作期 间始终提供冷却薄层的优点。旁通通道的变化的渗透率是通过旁通通道襟翼实现的。在这个结构解决方案中， 冲压空气入口通道的第二襟翼的平行位移被利用以调整旁通通道的入口开口。取代摆锤 杆，旁通通道的入口襟翼充当摆锤杆的作用，并同步地调整旁通通道的开口截面。当冲压空 气入口通道的襟翼关闭时，旁通通道被打开。当冲压空气入口通道的襟翼被设置在飞行的 最大冲压空气通道襟翼位置时，旁通通道被最大限度地关闭。冲压空气入口通道的第二襟 翼的端部形成用于旁通通道的冷空气的移除点。纯机械调整按照以下原则进行。如果要求航空器空调系统的高冷却动力，则将冲 压空气入口通道开至最大(襟翼向下移动)。为了这种冷却情况，热交换机要求最大的可获 取的冲压空气来使引气冷却下来。设计被构造成如下方式旁通通道的开口被尽可能地关 闭(旁通通道的襟翼关闭，旁通通道的渗透率低)。因为在这种情形中，冲压空气通道中的 冲压力高，穿过旁通通道的质量流量将足够用来提供保护作用。此外，大的冷却空气质量流 量被提供用于这个操作状态，因此废气的温度没有落入临界温度范围内。因此大的旁通冷 却流量也是没有必要的。比较起来，在加热期间，引气放出最小的热量。冲压空气入口通道因此移动到最小 的开口(襟翼向上移动)。在该情形中，冲压空气通道中的冲压力是低的，所以需要旁通通 道的高渗透率以确保足够的质量流量通过旁通通道。在这个操作状态中，小体积的冲压空 气以需要增加的旁通冷却空气流的方式又被引气很好地加热。设计被构造成如下方式旁 通通道的开口被尽可能大地打开(旁通通道的渗透率最大)。安装用于地面操作的风扇朝向热交换机汲取周围的空气并在冲压空气入口通道 中产生真空。热废气从而可经旁通通道供给至入口，结果导致废气温度可以被加热至临界 范围。因而提供单向阀用于这种情况。旁通通道和冲压空气通道的在空气入口的这种结构上的整合使得在单独的旁通 通道上取得显而易见的安全优势成为可能。如果NA本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于航空器空调系统（１０）的废气冷却的装置，包括旁通通道（２０），该旁通通道绕过航空器空调系统（１０），设置在带有冲压空气入口通道部分（３２）的冲压空气通道（３０）下游，合并到出口通道（４０）中，该出口通道设置在航空器空调系统（１０）的下游，在废气排出开口（４２）之前，其中，为冲压空气通道（３０）和旁通通道（２０）提供共同入口（２５）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·泽尔歇特，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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