[发明专利]用于飞行器的辅助空气供应

说明书

一种用于飞行器的辅助动力单元，包括：燃气涡轮发动机(14)，该燃气涡轮发动机具有至少一个驱动轴；双负载压缩机(3)，该双负载压缩机包括第一负载压缩机和第二负载压缩机，该第一负载压缩机和该第二负载压缩机均与驱动轴联接；第一冲压空气进气口(4)，该第一冲压空气进气口与双负载压缩机流体连通；和流量调节装置(6)，该流量调节装置与第一压缩机和第二压缩机的输出部联接，以个别地调节所产生的压缩空气流。流量调节装置还适于与飞行器的空气循环机(ACM)流体连通，并且控制系统适于当飞行器位于地面上以及处于飞行中时将压缩空气流作为引气供应至飞行器的空气循环机(ACM)。辅助动力单元能够避免从主发动机排出引气以降低燃料消耗。

技术领域

本发明总体上涉及基于引气(bleed air)的飞行器空调系统，并且涉及包括这种空调系统的飞行器。

本发明还涉及向飞行器提供外部的电动、气动、电动和/或液压动力的辅助设备。

本发明的目的是提供一种用于飞行器的辅助动力单元，该辅助动力单元能够避免从主发动机抽取引气或者至少有效地减少从主发动机抽取/供应引气，并且因此减少燃料消耗。

本发明的另一目的是提供一种空调系统，取决于飞行阶段，该空调系统使调节飞行器机舱所需的能量减少高达50％甚至更多。

背景技术

商用飞行器通常结合有空调系统用于向加压机舱提供具有所需温度和压力的经调节的空气。除了调节空气机舱的温度和压力之外，空调系统还用于对机舱除湿和供应氧气。

典型地，飞行器空调系统供应有取自飞行器的主发动机的压缩机级的呈热压缩空气形式的引气，或者替代性地，当飞行器位于地面上并且主发动机停止时，热压缩空气由辅助动力单元(APU)的燃气轮机驱动的压缩机提供。从主发动机抽取引气通常意味着在正常循环中小量的全程燃料消耗量。

APU包括燃气轮机、气动压缩机和/或液压泵、齿轮箱和一个或多个发电机，以提供电动和/或气动和/或液压动力。APU主要用在当飞行器位于地面上并且主发动机停止时，因此它们不能向飞行器提供必要的外部电动、气动或液压动力。在飞行期间，通常不使用APU，并且液压和电力供应以及引气由主发动机提供。

另一方面，空气循环机ACM是空调系统的主要设备，并且其通常由通过取自主发动机的引气来驱动的涡轮机形成，从而将涡轮机动力传递至连接至公共轴的压缩机。将要供应至涡轮机的发动机引气由压缩机压缩然后供应至加压机舱。

这种传统的空调系统在高压和高温水平下运行，例如取回的引气通常在200℃。

这些空调系统通常需要“冲压空气”作为散热器，因此用于空调的引气借助于该冲压空气冷却、以及压缩、中间冷却和膨胀。然而，冲压门在展开时通常意味着阻力的增加可以基于冷却空气的需要而变化，该冷却空气的需要可以从全程燃料消耗量的0.2％变化至1％甚至更多。

需要减少全程燃料消耗量的更有效的飞行器空调系统。

发明内容

本发明提供了一种用于飞行器的增强型辅助动力单元，用于在飞行器的所有操作阶段——即停置、滑行、攀升、巡航、下降和着陆——期间向飞行器引气系统供应引气，以减少或避免从主发动机抽取的引气量，并且转而也降低了燃料消耗。

因此，本发明的一个方面涉及一种用于飞行器的辅助动力单元，该辅助动力单元适于为飞行器机舱供应引气，其中，辅助动力单元包括：燃气发动机，该燃气涡轮发动机具有驱动轴；以及双负载压缩机，该双负载压缩机包括均与驱动轴机械联接的第一负载压缩机和第二负载压缩机。

辅助动力单元还包括与双负载压缩机流体连通的第一冲压空气进气口，用于将冲压空气给送至第一负载压缩机和第二负载压缩机，以及与第一和第二压缩机的输出部相联接的引气流量调节装置，以个别地调节其操作及其压缩空气输出。