集成式空调-空气准备系统、控制方法及飞行器与流程

本技术涉及飞行器的空气处理相关，具体涉及一种集成式空调-空气准备系统、控制方法及飞行器。

背景技术：

1、民用飞机的惰化设备的工作原理是将来自发动机的空气经过压力和温度调节至惰化设备的要求后，在惰化设备的空气分离器对该空气进行分离，以耗尽空气中的氧气并产生富含氮气的惰性气体，随后将惰性气体送往燃油箱，使燃油箱中氧气浓度降低，从而抑制燃油箱燃爆的发生。

2、当民用飞机在下降阶段时燃油箱内的燃油较少，需要较多的惰性气体充入，因此需要对引气增压。现有技术通过惰化设备中的空气准备系统对来自发动机的引气进行压力和温度调节。参照图1，空气准备系统的引气在流经压力调节关断活门10a后被分为第一流动路径11a和第二流动路径12a，引气在第一流动路径11a通过涡轮进口活门13a将部分引气分流至涡轮机14a，涡轮机14a膨胀带动压气机15a工作，压气机15a为第二流动路径12a内的引气增压。

3、由以上对现有技术的描述可知，现有技术的空气准备系统采用由涡轮机14a和压气机15a构成的增压装置，该增压装置在民用飞机除下降阶段之外的其余阶段不工作，但民用飞机在整个飞行阶段都需要背负这些部件的重量，其对民用飞机的安装空间和重量构成负担，影响其经济性。

技术实现思路

1、本技术提供了一种集成式空调-空气准备系统、控制方法及飞行器，省掉了现有技术中空气准备系统中的增压装置，有效地降低了民用飞机的重量，并且同时提高了民用飞机的空间利用率和经济性。

2、为达上述目的，一方面，本技术提供的集成式空调-空气准备系统，包括：

3、空调系统，包括同轴连接的涡轮机、压气机和风扇，所述涡轮机驱动所述压气机和所述风扇；

4、空气准备系统，包括空气管道，所述空气管道的进口端与所述涡轮机的入口侧连通，所述空气管道的出口端将所述空气准备系统处理后的引气导出所述空气准备系统。

5、在本技术的一些实施例中，所述集成式空调-空气准备系统还包括：

6、控制器；其中，

7、所述空气准备系统还包括：设置在所述空气管道上的压力调节关断活门和压力检测元件；

8、其中，所述压力检测元件设置在所述压力调节关断活门的下游，用于检测所述引气的压力值，所述控制器被配置为根据所述压力检测元件检测到的压力值对所述压力调节关断活门的开度进行调节。

9、在本技术的一些实施例中，所述空气准备系统还包括：

10、流量检测元件，设置在所述空气管道上用于检测所述空气管道内所述引气的流量值，所述控制器还被配置为根据所述流量检测元件检测到的流量值对所述压力调节关断活门的开度进行调节。

11、在本技术的一些实施例中，所述空气准备系统还包括：

12、设置在所述空气管道上的温度检测元件和加热元件，

13、所述温度检测元件用于检测所述引气的温度值，所述加热元件安装在所述温度检测元件的上游，所述控制器还被配置为根据所述温度检测元件检测到的温度值对所述加热元件的工作功率进行调节。

14、在本技术的一些实施例中，所述压力检测元件包括压力传感器，所述温度检测元件包括温度传感器，所述压力传感器设置在所述温度传感器的上游。

15、在本技术的一些实施例中，所述空调系统包括：

16、空气处理流路，所述空气处理流路具有空气进口和空气出口，所述空气进口用于将待处理介质导入所述空气处理流路，所述空气出口与所述涡轮机流体连通，并将经所述空调系统处理后的介质在所述涡轮机中膨胀后导出；

17、其中，所述空气处理流路自所述空气进口至所述空气出口依次设置有臭氧转化器、流量控制活门、双级换热器和回热冷凝器，所述压气机设置在所述双级换热器中的初级换热器和主换热器之间。

18、在本技术的一些实施例中，所述空调系统还包括：

19、冲压空气管道，所述初级换热器和所述主换热器均设置在所述冲压空气管道内，所述冲压空气管道用于向所述初级换热器和所述主换热器输送冲压空气。

20、本技术通过将空气准备系统的空气管道的进口端连接在所述涡轮机的入口侧(亦可以理解为空气管道的进口端连接在所述涡轮机的上游、且靠近所述涡轮机的进口)，在具体应用时，上述空气管道的出口端通常与惰化设备连通以向所述惰化设备供应引气，其中，供入惰化设备的引气具有一定的压力要求和温度要求，涡轮机入口侧的引气的压力值和温度值与供入惰化设备的引气的压力值和温度值分别存在重叠，由此将涡轮机入口侧的引气引入空气准备系统经济可行。此外，由于空调系统内具有由压气机、涡轮机和风扇构成的增压装置，因此可省掉现有技术中空气准备系统中的增压装置，有效地降低了民用飞机的重量，并且同时提高了民用飞机的空间利用率和经济性。

21、另一方面，本技术还提供了一种集成式空调-空气准备系统的控制方法，所述集成式空调-空气准备系统用于将引气供入飞行器的惰化设备内，所述集成式空调-空气准备系统包括空调系统和空气准备系统，所述空调系统包括涡轮机，所述涡轮机驱动所述空调系统中的压气机和风扇，所述空气准备系统包括空气管道，所述空气管道的出口端与所述惰化设备连通，所述控制方法包括：

22、将所述空气管道与所述涡轮机的入口侧导通。

23、在本技术的一些实施例中，所述空调系统包括空气处理流路，所述空气处理流路具有空气进口和空气出口且其上设置有流量控制活门，所述流量控制活门靠近所述空气进口设置，所述空气管道上设有压力调节关断活门，在所述将所述空气管道与所述涡轮机的入口侧导通的步骤之后，还包括：

24、获取靠近所述空气管道的出口端处的引气的第一压力值；

25、根据所述第一压力值调节压力调节关断活门的开度和/或所述流量控制活门的开度，直至所述空气管道内的引气压力等于预设压力。

26、本技术通过将空气准备系统的空气管道的进口端与所述涡轮机的入口侧(亦可以理解为空气管道的进口端连接在所述涡轮机的上游、且靠近所述涡轮机的进口)导通，在具体应用时，上述空气管道的出口端通常与惰化设备连通以向所述惰化设备供应引气，其中，供入惰化设备的引气具有一定的压力要求和温度要求，涡轮机入口侧的引气的压力值和温度值与供入惰化设备的引气的压力值和温度值分别存在重叠，由此将涡轮机入口侧的引气引入空气准备系统经济可行。

27、另一方面，本技术还提供了一种飞行器，包括上述集成式空调-空气准备系统。

28、由于本技术飞行器中的集成式空调-空气准备系统和上述集成式空调-空气准备系统采用相同的结构，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。例如，在具体应用时，上述空气管道的出口端通常与飞行器中的惰化设备连通以向所述惰化设备供应引气，而供入惰化设备的引气具有一定的压力要求和温度要求，涡轮机入口侧的引气的压力值和温度值与供入惰化设备的引气的压力值和温度值分别存在重叠，由此将涡轮机入口侧的引气引入空气准备系统经济可行，因此可省掉现有技术中空气准备系统中的增压装置，有效地降低了民用飞机的重量，进而提高了民用飞机的空间利用率和经济性。