飞机空调装置、具有其的飞机及其控制方法与流程

本技术涉及飞机设计领域，具体涉及飞机上用来调节飞机内部空间温度的飞机空调装置。

背景技术：

1、飞机上通常安装有空调装置，用于调节飞机的内部空间中的温度，以提高飞机驾乘人员的舒适性，以及为飞机上的设备提供适宜的温度环境，以确保飞机设备的正常运行。

2、目前，飞机中常用的空气调节方式是采用涡轮制冷系统来调节飞机内部空间的温度。涡轮制冷系统的工作原理是，由涡轮制冷系统从飞机的气源系统引气，引气流经系统中的空调组件，从而高温高压的引气被调节为具有适当流量、温度和压力的空调供气，然后经过调节的气体经过低压导管输送到驾驶舱、客舱等飞机内舱中，起到调节飞机内舱中空气温度的作用。

3、现有的涡轮制冷系统在应用过程中表现出一些问题。例如，在驾驶舱中，为了平衡其中人员、设备等产生的热量，需要向驾驶舱中大量送风。这就造成了驾驶舱中因吹气引气的噪音大，且对飞行员会有明显的吹风感，这些都会降低飞行员在飞行过程中的舒适感，影响飞行员的正常工作甚至影响身体健康进而对飞机的高效安全运行埋下隐患。

4、另外，驾驶舱等飞机内部空间中空气含湿量较高，当其接触到温度较低的飞机蒙皮和设备时，会出现凝露的现象。凝结在蒙皮和设备上的凝结水一方面会增加飞机的飞行重量，另一方面会对设备有腐蚀性，造成设备使用寿命缩短，另外，凝结水还会浸湿飞机上的隔热隔音棉，造成飞机的绝热和隔音等的性能降低，进而导致飞机内部冷热负荷和噪音等的增加。凝结水还会导致蒙皮和绝热隔音层中自身霉菌等。另外，飞机机舱中出风口经常有滴水现象，其原因很大部分也是由于空调系统的送风大所引起的。

5、因此，需要对飞机的空调装置的结构进行改进，其能够有效减少吹风量，提高飞机运行的经济性。

技术实现思路

1、本发明是为了解决以上所述现有技术中所存在的问题而作出的。本发明的目的是提供一种具有改进结构的飞机空调装置，其能够有效减少引气量和吹风量，提高飞机驾乘人员的舒适性。

2、本技术提出了一种飞机空调装置，该飞机空调装置包括冲压空气进口管，冲压空气进口管用于引入低温的冲压空气。并且，该飞机空调装置还包括：冷空气供气管，冷空气供气管与冲压空气进口管上，以使得低温的冲压空气能够流入到冷空气供气管中；至少一个辐射换热器，辐射换热器设置在飞机的座舱以及货舱或设备舱中的至少一种中，辐射换热器的一端与冷空气供气管连通，辐射换热器的另一端通向飞机的外部。

3、通过这样的结构，特别是通过辐射换热器这样的布置，主要通过辐射换热的方式来与飞机中诸如座舱以及货舱或设备舱之类的飞机内部空间进行换热。这样就无需对飞机内部空间吹风来进行换热，从而可降低甚至消除吹风所引起的噪音以及吹风感，尤其是能够提升驾驶舱内部的舒适性。

4、较佳地，在辐射换热器上开设有至少一个排水孔。辐射换热器中的空气流会在辐射换热器中产生负压，在该负压的作用下，辐射空调制冷时，表面温度低于外界空气温度，聚积在辐射换热器表面上的凝结水可经由这些排水孔被吸入到辐射换热器中，并随着气流排到飞机外部。其中，排水孔较佳地设置在辐射换热器的底部。凝结水会由于重力作用流到辐射换热器的底部，因此设置在底部的排水孔有助于更彻底地将凝结水排出飞机。

5、在一种具体结构中，在座舱以及货舱或设备舱中都设置有辐射换热器，其中，冷空气供气管包括第一分支管和第二分支管，第一分支管与座舱中的辐射换热器连通，第二分支管与货舱或设备舱中的辐射换热器连通。

6、更具体地，飞机空调装置包括第一调节阀门和第二调节阀门中的至少一种，其中第一调节阀门设置在第一分支管上，第二调节阀门设置在第二分支管上，且第二分支管连接在第一调节阀门的进口侧。通过打开和关闭第一和第二调节阀门，可实现对流入座舱和货舱或设备舱中的冲压气流的开启和截断。进一步地，第一调节阀门和第二调节阀门的开度可调节，从而允许调节流入座舱的辐射换热器和货舱或设备舱的辐射换热器中的空气流量。

7、较佳地，飞机空调装置还包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中的至少一种，其中第一温度传感器连接在冲压空气进口管上，用于检测冲压空气进口管中的低温冲压空气的温度，第二温度传感器连接在座舱上，用于检测座舱中的温度，第三温度传感器连接在货舱或设备舱上，用于检测货舱或设备舱中的温度。

8、更佳地，飞机空调装置还包括控制器，控制器通过有线或无线的方式与第一调节阀门、第二调节阀门、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器相通信。通过该控制器，可基于所检测到的温度来控制第一调节阀门和第二调节阀门，从而能够更精确、更灵活地实现对飞机空调装置操作的控制。

9、当然，上述控制器和温度传感器是优选的结构，对飞机空调装置的运行的控制也可手动进行，这同样在本技术的范围之中。

10、在另一种具体结构中，飞机空调装置还包括：空调换热器，空调换热器与冲压空气进口管相连接，被吸入冲压空气进口管中的低温冲压空气能够流入到空调换热器中并被加热，这是由于热侧是来源于发动机的高温引气，温度例如可达200℃，则冲压空气被加热后可达到例如60℃以上；热空气管，热空气管连接在空调换热器的下游，经过加热的热空气能够流入到热空气管中；以及热空气供气管，热空气供气管与座舱中的辐射换热器连通。这样的结构实现了对座舱的制热操作。

11、在上述飞机空调装置的结构中，较佳地在热空气供气管上设置有第三调节阀门。该第三调节阀门可以与第一调节阀门相协作地调节，以控制进入座舱中的辐射换热器的空气温度。例如，在高空飞行时，外界温度为-50℃，而通过调节第一调节阀门和第三调节阀门的开度，可以使外界空气与来自热空气管的空气混合，以将进入辐射换热器的空气温度调节到所需的温度，例如0℃，以实现制冷功能。同样地，以类似方式，也可将进入辐射换热器的空气温度调节为40℃，实现加热功能。

12、进一步较佳地，飞机空调装置还包括第四温度传感器和第五温度传感器中的至少一种，其中，第四温度传感器设置在热空气供气管上，用于检测热空气供气管中的热空气的温度，第五温度传感器设置在热空气管上，用于检测热空气管中的热空气的温度，其中，控制器通过无线或有线的方式与第三调节阀门、第四温度传感器和第五温度传感器相通信。

13、本技术还涉及一种飞机，该飞机包括如上所述的飞机空调装置。

14、本技术还提出了针对本技术的飞机空调装置的一些优选结构的控制方法。例如，该控制方法可包括由第二温度传感器检测座舱中的温度，由第三温度传感器检测货舱或设备舱中的温度。当检测到的座舱中的温度显示需要对座舱进行制冷操作时，打开第一调节阀门，使低温冲压空气流入到座舱中的辐射换热器中，以对座舱内的空气进行制冷操作。而当检测到的货舱或设备舱中的温度显示需要对货舱或设备舱进行制冷操作时，打开第二调节阀门，使低温冲压空气流入到货舱或设备舱中的辐射换热器，以对货舱或设备舱中的空气进行制冷操作。

15、再例如，该控制方法可包括由第二温度传感器检测座舱中的温度，由第三温度传感器检测货舱中的温度。当检测到的座舱中的温度显示需要对座舱进行制冷操作时，打开第一调节阀门。此时，调节第一调节阀门和第三调节阀门，控制进入座舱中的辐射换热器的空气温度，该空气温度由第四温度传感器监测。这样，使低温冲压空气流入到座舱中的辐射换热器中，以对座舱内的空气进行制冷操作。当检测到的座舱中的温度显示需要对座舱进行制热操作时，打开第三调节阀门，使经过空调换热器加热的热空气流入到座舱中的辐射换热器中，以对座舱内的空气进行制热操作。以及，当检测到的货舱或设备舱中的温度显示需要对货舱或设备舱进行制冷操作时，打开第二调节阀门，使低温冲压空气流入到货舱或设备舱中的辐射换热器，以对货舱或设备舱中的空气进行制冷操作。

16、在以上提到的对座舱进行制冷或制热操作的步骤中，可以基于第二温度传感器的测量值，调节第一调节阀门和第三调节阀门的开度，使得一定量的来自冲压空气进口管的低温冲压空气与一定量的来自热空气管的热空气混合，以获得预定温度和流量的混合空气，并使混合空气流入到座舱中的辐射换热器中。这样，可以更灵活地控制进入座舱的辐射换热器以进行制热操作的热空气的温度。