空气准备系统及包括该系统的飞机的制作方法

本发明涉及一种空气准备系统及包括该系统的飞机，涉及飞机惰化系统设计。

背景技术：

1、民用飞机的空气准备系统是燃油惰化系统的一个子系统。通常来说，空气准备系统把来自气源系统的引气经过调温调压处理后，调节为适合燃油惰化系统工作的状态。现有飞机的空气准备系统，一般由压力调节活门、换热器、温度控制活门、压力传感器、温度传感器和控制器等部件组成。

2、发明专利cn105936338b公开了一种使用空气涡轮压缩机为引气增压并采用双换热器对引气温度进行调节的空气准备系统。该发明的主要特征：使用空气涡轮压缩机，提升进入下游惰化系统空气的压力，空气涡轮压缩机的能量来源于发动机引气；使用以冲压空气为热沉的双换热器，分别冷却进入压缩机和进入下游惰化系统的空气。该发明除了使用发动机引气作为惰化系统的供气来源外，还需额外消耗发动机引气为空气涡轮压缩机提供能量，会增加发动机的引气消耗，从而提升发动机油耗，同时，需要在机体上开设冲压空气口，增加了飞机阻力，进一步提升了发动机油耗。

3、发明专利cn110834733b公开了一种采用半导体制冷的空气准备系统。该发明的主要特征：采用发动机引气作为空气准备系统的供气来源，并采用半导体电能冷却的方式，为空气准备系统提供冷气热沉。该方案在飞机全包线下使用发动机引气，会增加发动机，特别是巡航阶段的油耗。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于，提供一种空气准备系统，其能克服现有技术存在的至少一些缺陷，降低发动机引气消耗，从而降低飞机油耗。

2、本发明的以上目的通过一种空气准备系统来实现，所述空气准备系统包括发动机引气支路、座舱排气支路、压缩机、单向活门、主换热器；

3、其中，所述发动机引气支路用于从引气总管抽引空气以供应至所述压缩机或所述单向活门，所述发动机引气支路上设有空气准备系统压力调节活门，所述座舱排气支路用于从座舱排气区域抽引空气以供应至所述压缩机或所述单向活门，所述座舱排气支路上设有座舱排气供应活门，所述单向活门与所述压缩机并联布置，所述主换热器布置在所述压缩机和所述单向活门的下游，且与所述压缩机和所述单向活门流体连通，所述主换热器用于对来自所述压缩机或所述单向活门的空气进行温度调节以供应至惰化系统；

4、当飞机处于起飞爬升状态时，所述空气准备系统压力调节活门打开，所述座舱排气供应活门关闭，所述空气准备系统采用所述发动机引气支路供气，所述压缩机停止工作，空气经过所述单向活门进入所述主换热器，随后进入所述惰化系统；

5、当飞机处于下降状态时，所述空气准备系统压力调节活门打开，所述座舱排气供应活门关闭，所述空气准备系统采用所述发动机引气支路供气，所述压缩机工作，空气经过所述压缩机进入所述主换热器，随后进入所述惰化系统；

6、当飞机处于巡航状态时，所述空气准备系统压力调节活门关闭，所述座舱排气供应活门打开，所述空气准备系统采用所述座舱排气支路供气，所述压缩机工作，空气经过所述压缩机进入所述主换热器，随后进入所述惰化系统。

7、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：降低发动机引气消耗，从而降低飞机油耗。

8、较佳的是，所述空气准备系统还包括控制器，所述控制器配置成根据不同的飞机飞行状态，控制所述空气准备系统压力调节活门和所述座舱排气供应活门的开关、以及所述压缩机的开关。

9、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的控制器配置，能更好地控制空气准备系统压力调节活门和座舱排气供应活门的开关、以及压缩机的开关，从而进一步降低发动机引气消耗。

10、较佳的是，所述空气准备系统还包括温度控制支路，所述温度控制支路接入辅助冷却系统，且用于将所述辅助冷却系统内的载冷剂供应至所述主换热器。

11、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：采用辅助冷却系统作为冷却热沉，取消冲压空气以及冲压空气开口，从而降低飞机阻力。

12、较佳的是，所述温度控制支路上设有温度控制活门，所述空气准备系统还包括设置在所述主换热器下游的空气准备系统温度传感器，所述控制器还配置成根据所述空气准备系统温度传感器测得的温度，调节所述温度控制活门的开度。

13、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过适宜地调节温度控制活门的开度，改变进入主换热器的载冷剂流量，从而控制进入惰化系统的空气温度。

14、较佳的是，所述空气准备系统还包括设置在所述主换热器下游的空气准备系统压力传感器，所述控制器还配置成根据所述空气准备系统压力传感器测得的压力，调节所述压缩机的转速。

15、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过适宜地调节压缩机的转速，进入惰化系统的供气压力得以在环控制。

16、较佳的是，所述空气准备系统还包括供气三通接头，所述供气三通接头用于将来自所述发动机引气支路和所述座舱排气支路的空气供应至所述压缩机或所述单向活门。

17、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过供气三通接头，能将来自发动机引气支路和座舱排气支路的空气更好地供应至压缩机或单向活门。

18、较佳的是，所述空气准备系统还包括主三通接头，所述主三通接头用于将来自所述压缩机和所述单向活门的空气供应至所述主换热器。

19、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过主三通接头，能将来自压缩机和单向活门的空气更好地供应至主换热器。

20、较佳的是，不同的飞机飞行状态通过接收飞机航电系统信号来获得。

21、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过一种适宜的飞机飞行状态获得方式，能更好地控制空气准备系统压力调节活门和座舱排气供应活门的开关、以及压缩机的开关，从而进一步降低发动机引气消耗。

22、较佳的是，不同的飞机飞行状态通过飞机大气数据系统采集的垂直速度变化率来进行判断。

23、根据上述技术方案，本发明的空气准备系统能起到以下有益技术效果：通过另一种适宜的飞机飞行状态获得方式，能更好地控制空气准备系统压力调节活门和座舱排气供应活门的开关、以及压缩机的开关，从而进一步降低发动机引气消耗。

24、本发明的以上目的还通过一种飞机来实现，该飞机包括如以上任一方面所述的空气准备系统。

25、根据上述技术方案，本发明的飞机能起到以下有益技术效果：降低发动机引气消耗，从而降低飞机油耗。

技术特征：

1.一种空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统包括发动机引气支路、座舱排气支路、压缩机、单向活门、主换热器；

2.如权利要求1所述的空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统还包括控制器，所述控制器配置成根据不同的飞机飞行状态，控制所述空气准备系统压力调节活门和所述座舱排气供应活门的开关、以及所述压缩机的开关。

3.如权利要求2所述的空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统还包括温度控制支路，所述温度控制支路接入辅助冷却系统，且用于将所述辅助冷却系统内的载冷剂供应至所述主换热器。

4.如权利要求3所述的空气准备系统，其特征在于，所述温度控制支路上设有温度控制活门，所述空气准备系统还包括设置在所述主换热器下游的空气准备系统温度传感器，所述控制器还配置成根据所述空气准备系统温度传感器测得的温度，调节所述温度控制活门的开度。

5.如权利要求2所述的空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统还包括设置在所述主换热器下游的空气准备系统压力传感器，所述控制器还配置成根据所述空气准备系统压力传感器测得的压力，调节所述压缩机的转速。

6.如权利要求1所述的空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统还包括供气三通接头，所述供气三通接头用于将来自所述发动机引气支路和所述座舱排气支路的空气供应至所述压缩机或所述单向活门。

7.如权利要求1所述的空气准备系统，其特征在于，所述空气准备系统还包括主三通接头，所述主三通接头用于将来自所述压缩机和所述单向活门的空气供应至所述主换热器。

8.如权利要求2所述的空气准备系统，其特征在于，不同的飞机飞行状态通过接收飞机航电系统信号来获得。

9.如权利要求2所述的空气准备系统，其特征在于，不同的飞机飞行状态通过飞机大气数据系统采集的垂直速度变化率来进行判断。

10.一种飞机，包括如权利要求1-9中任一项所述的空气准备系统。

技术总结本发明涉及空气准备系统及包括该系统的飞机。该空气准备系统包括发动机引气支路、座舱排气支路、压缩机、单向活门、主换热器；其中，发动机引气支路用于从引气总管抽引空气以供应至压缩机或单向活门，发动机引气支路上设有空气准备系统压力调节活门，座舱排气支路用于从座舱排气区域抽引空气以供应至压缩机或单向活门，座舱排气支路上设有座舱排气供应活门，单向活门与压缩机并联布置，主换热器布置在压缩机和单向活门的下游，且与压缩机和单向活门流体连通，主换热器用于对来自压缩机或单向活门的空气进行温度调节以供应至惰化系统。根据上述技术方案，本发明能起到以下有益技术效果：降低发动机引气消耗，从而降低飞机油耗。技术研发人员：黄晓聃,于同甫,刘敬轩受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/4/22