[发明专利]用于向飞机上的气动负载提供空气的装置和方法

说明书

公开了用于向气动负载提供空气的装置和方法，该气动负载诸如是用于飞机的客舱的环境控制系统或飞机的防冰设备。在一个实施例中，该装置包括：压缩机，其构造成用以在飞机上产生第一数量的压缩空气；以及热交换器，其构造成用以促进从第一数量的压缩空气到一定数量的冷却空气的热量传递。热交换器可以在操作上连接，以将所冷却的第一数量的压缩空气供应到飞机的机舱，并且将所加热的一定数量的冷却空气供应到飞机的防冰设备。在一些实施例中，本文公开的装置和方法可以减少或消除对从飞机的发动机中提取压缩的引气的需求。

相关申请的交叉引用

本国际PCT专利申请依赖于在2017年8月23日提交的美国临时专利申请第62/549,205号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及飞机，并且更具体地涉及在飞机上的气动系统。

背景技术

客机通常具有环境控制系统(ECS)，以对飞机的客舱加压并提供温度控制和通风。客机通常也具有防冰系统。飞机防冰系统的某些结构使用加热的空气向飞机的一个或多个外表面(例如，前缘)提供防冰。从飞机发动机的压缩机中提取的被称为“引气”的压缩空气通常用于对这些系统进行供应。引气通常从飞机发动机的相对高压的压缩机级中提取。提取的引气通常在被引导到乘客舱或防冰设备之前被调节。引气在使用之前由适用的气动系统调节会导致引气携带的一些能量(例如热量)被浪费掉。从飞机发动机中提取引气，即使相对小量的提取，也是从发动机进行的能量抽取，并且会影响发动机的效率，并因此影响其燃料经济性。需要改进。

发明内容

在一个方面，本公开描述了一种用于向飞机上的气动负载提供空气的装置。该装置包括：

第一压缩机，该第一压缩机被构造成用以在飞机上产生第一数量的压缩空气，并且在操作上连接以将第一数量的压缩空气供应到飞机的机舱；以及

第二压缩机，该第二压缩机被构造成用以在飞机上产生第二数量的压缩空气，并且在操作上连接以用于：

在飞机的海拔高于阈值海拔时，将第二数量的压缩空气供应到飞机的机舱；以及

在飞机的海拔低于阈值海拔时，将第二数量的压缩空气供应到飞机的防冰设备。

第一压缩机可以被构造成用以接收冲压空气，以产生第一数量的压缩空气。

第二压缩机可以被构造成用以接收冲压空气，以产生第二数量的压缩空气。

该装置可以包括：用于驱动第一压缩机的电动机。

该装置可以包括：用于驱动第二压缩机的电动机。

该装置可以包括热交换器，该热交换器被构造成用以促进从机舱上游的第一数量的压缩空气到一定数量的冷却空气的热量传递。防冰设备可以在操作上连接以从热交换器接收所加热的一定数量的冷却空气。

该装置可以包括第三压缩机，该第三压缩机被构造成用以压缩防冰设备的上游的所加热的一定数量的冷却空气。

该装置可以包括混合室，该混合室被构造成用以接收第二数量的压缩空气和来自第三压缩机的所压缩的所加热的一定数量的冷却空气，以提供所混合的一定数量的空气用于防冰。

该装置可以包括：

热交换器，该热交换器被构造成用以促进从机舱上游的第一数量的压缩空气到一定数量的冷却空气的热量传递，所述防冰设备在操作上连接以从热交换器接收所加热的一定数量的冷却空气；

第三压缩机，该第三压缩机被构造成用以压缩防冰设备的上游的所加热的一定数量的冷却空气；以及

用于驱动第三压缩机的电动机。

冷却空气可以是冲压空气。