專利名稱：一種用于飛機的雙風(fēng)道墻體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛行器內(nèi)部的環(huán)境控制及飛機制造領(lǐng)域，涉及一種用于減少飛機吸水量及自重、降低能耗的雙風(fēng)道墻體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代商用飛機運營時所處的環(huán)境極端復(fù)雜，外部環(huán)境的氣壓范圍在10.1kPa IOlkPa,環(huán)境溫度范圍在-55°C 50°C，飛機在巡航時，周圍空氣幾乎沒有水分含量，而在飛機降落在地面時，空氣的水分含量有可能達(dá)到飽和。在這樣的極端工作環(huán)境下，水分的存在會引起各種各樣的問題。一架民用客機在運營期間會吸收相當(dāng)多的水，特別是經(jīng)常?？吭诟邼竦貐^(qū)的客機。因為飛機上存在很多吸濕性的材料，包括隔音保溫層，椅子坐墊，座位靠背、地毯、窗簾、隔音棉芯等等，這些材料往往能夠吸收水蒸氣并發(fā)生凝結(jié)、結(jié)冰等相態(tài)變化。機身中水分的存在危害很大，一方面飛機結(jié)構(gòu)會遭到腐蝕破壞，電氣線路也會遭到侵蝕，安全性會降低，飛機重量增加，另一方面水分的存在本身就會降低材料的保溫、隔聲性能。在經(jīng)濟(jì)方面考慮，更多的水分意味著更大的自重，也就意味著消耗更多的航空燃油。有數(shù)據(jù)顯示一架波音747飛機在正式運營幾個月后，增加了約數(shù)噸的重量。尤其重要的是，一旦水分被吸收之后，很難再將其除去。目前，有研究人員提出采用單風(fēng)道墻體，但單風(fēng)道中流通的循環(huán)氣流仍然含有水蒸氣，不能有效干燥機身。這樣的方案沒有充分利用到空氣調(diào)節(jié)組件處理后的絕干空氣(在循環(huán)空氣混合之前)，為此可以考慮直接將絕干空氣送入到風(fēng)道中沖刷隔音保溫材料，另外再設(shè)置一個風(fēng)道輸送循環(huán)空氣。根據(jù)溫度變化情況，利用傳感器控制的管路切換器在適當(dāng)?shù)奈恢脤⒀h(huán)氣流與絕干氣流混合，最終送到送風(fēng)末端。另一方面，單風(fēng)道方案沒有充分利用巡航時機身外部的冷源。因為飛機上的通風(fēng)所用的新風(fēng)來源于發(fā)動機，屬于高溫高壓氣體，通過膨脹制冷僅能回收部分的機械功。而飛機巡航時所處的外部環(huán)境本身就是極端低溫的，所以我們可以通過雙風(fēng)道的方案增加熱空氣與外界換熱降溫的效果，這樣充分利用外部冷源降低能源消耗，降低發(fā)動機引氣的溫度與壓力，從而產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于飛機的雙風(fēng)道墻體，創(chuàng)造性地提出雙通道的設(shè)計方案，一方面有效減少飛機的吸水量，另一方面更充分地利用了外部冷源，減少了空調(diào)組件的功耗，節(jié)約了能源。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種用于飛機的雙風(fēng)道墻體，包括外風(fēng)道、內(nèi)風(fēng)道、送風(fēng)管道、回風(fēng)管道、隔音保溫層、管路切換器(如三通閥門)、客艙送風(fēng)末端、蒙皮。外風(fēng)道在最外側(cè)，緊挨蒙皮，內(nèi)風(fēng)道在最內(nèi)側(cè)，緊挨機艙。外風(fēng)道與內(nèi)風(fēng)道之間設(shè)保隔音溫層，管路切換器采用傳感器控制。沿外風(fēng)道可以布置多個管路切換器，管路切換器的支管穿越保溫層通向內(nèi)風(fēng)道。送風(fēng)管道布置管路切換器，管路切換器的支管通向回風(fēng)管道。本發(fā)明所提到的送風(fēng)管道區(qū)別于已有設(shè)備的一點是，送風(fēng)管道送出的是空調(diào)組件排出的絕干新鮮空氣，不含有回風(fēng)。飛機引擎排出的氣體，經(jīng)過空調(diào)組件處理后，由送風(fēng)管道送入外風(fēng)道，沿壁面往上流動，在這個過程中，巡航時氣流會被外側(cè)冷壁面冷卻降溫。沿程布置的傳感器監(jiān)測氣流溫度，當(dāng)溫度下降到一定溫度時，當(dāng)?shù)氐墓苈非袚Q器工作，氣流轉(zhuǎn)向送入到內(nèi)風(fēng)道中與內(nèi)風(fēng)道中的循環(huán)氣流混合。最后氣流到達(dá)客艙送風(fēng)末端，送入客艙?？团撍惋L(fēng)帶走一部分熱量和污染物后，通過地板附件的排風(fēng)口進(jìn)入到貨倉，在貨倉通過回風(fēng)裝置收集，一部分排出飛機體外，另一部分再通過回風(fēng)管道送入內(nèi)風(fēng)道繼續(xù)循環(huán)使用。送風(fēng)管道上安裝的管路切換器是考慮到當(dāng)飛機停在地面時，機身周圍溫度較高(或較低)，此時不需要利用外風(fēng)道換熱。而可通過該管路切換器，將空調(diào)組件處理后的空氣經(jīng)由回風(fēng)管道送入到內(nèi)風(fēng)道，在回風(fēng)管道內(nèi)與循環(huán)空氣混合，最后通過客艙送風(fēng)末端送入客艙。本發(fā)明的效果和益處是:外風(fēng)道流動的是干燥空氣，可以帶走機身特別是隔音保溫材料中的水分，防止在機身內(nèi)壁面發(fā)生蒸汽的凝結(jié)，從而減少飛機自重的增加，提高飛機的能效。同時，水分的減少也可以防止結(jié)構(gòu)、電氣線路遭腐蝕，防止隔熱消音性能下降。另一方面，雙風(fēng)道的設(shè)置，充分利用了巡航時機身外部的冷源，增大了換熱空間，提高了空調(diào)組件的能效。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的送風(fēng)管道和回風(fēng)管道的局部放大圖。圖中:1外風(fēng)道；2內(nèi)風(fēng)道；3送風(fēng)管道(輸送來自空調(diào)組件的絕干新鮮空氣)；4回風(fēng)管道；5隔音保溫層；6管路切換器；7客艙送風(fēng)末端；8蒙皮。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明在飛機上的使用。如圖1所示，采用雙風(fēng)道送風(fēng)，兩風(fēng)道之間設(shè)有隔音保溫層，用于隔音并減少兩風(fēng)道間的換熱。外側(cè)風(fēng)道通過送風(fēng)管道與空調(diào)組件相連，內(nèi)側(cè)風(fēng)道與回風(fēng)管道相連。因此，外風(fēng)道流動的是新鮮干燥空氣，內(nèi)風(fēng)道流動的是循環(huán)空氣。外風(fēng)道沿程布置的管路切換器由傳感器自動控制，當(dāng)新鮮干燥空氣降低到接近客艙送風(fēng)溫度時，此處的管路切換器切換狀態(tài)，氣流不再沿外風(fēng)道向上，而是通過支管穿越隔音保溫層進(jìn)入到內(nèi)風(fēng)道與循環(huán)氣流混合，最終通過客艙送風(fēng)末端送入到客艙內(nèi)。如圖2所示，當(dāng)飛機?？吭诘孛娌恍枰怙L(fēng)道換熱時，可切換布置在送風(fēng)管道內(nèi)的管路切換器，使送風(fēng)氣流不再送入到外風(fēng)道，而直接切換到內(nèi)風(fēng)道與循環(huán)氣流混合，減少處理后空氣的沿程冷(熱)量損失。
權(quán)利要求
1.一種用于飛機的雙風(fēng)道墻體，包括外風(fēng)道(I)、內(nèi)風(fēng)道(2)、送風(fēng)管道(3)、回風(fēng)管道(4)、隔音保溫層(5)、管路切換器(6)和蒙皮(8);其特征在于飛機周身設(shè)有雙層通風(fēng)管道，外風(fēng)道在最外側(cè)，緊挨蒙皮，內(nèi)風(fēng)道在最內(nèi)側(cè)，緊挨機艙；外風(fēng)道與內(nèi)風(fēng)道之間設(shè)隔音保溫層，管路切換器采用傳感器控制；沿外風(fēng)道(I)布置多個管路切換器(6)，管路切換器(6)通過其支管穿越保溫層通向內(nèi)風(fēng)道；沿送風(fēng)管道布置管路切換器，管路切換器通過其支管通向回風(fēng)管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于飛機的雙風(fēng)道墻體。其特征在于飛機周身設(shè)有雙層通風(fēng)管道，內(nèi)風(fēng)道與外風(fēng)道之間設(shè)有隔音保溫層。外風(fēng)道流動的是干燥空氣，可以減少機身及隔音保溫層的吸水量，內(nèi)風(fēng)道流動的是艙內(nèi)循環(huán)空氣。沿外風(fēng)道布置有多個管路切換器。當(dāng)外風(fēng)道的氣流溫度下降到接近機艙送風(fēng)溫度時，氣流通過管路切換器進(jìn)入內(nèi)風(fēng)道與循環(huán)空氣混合后送到客艙。送風(fēng)管道與外風(fēng)道相連，將空調(diào)組件送來的干空氣送入外風(fēng)道中，回風(fēng)管道與內(nèi)風(fēng)道相連，將機艙回風(fēng)送入到內(nèi)風(fēng)道循環(huán)。雙風(fēng)道的設(shè)置，既防止了水分在機身上的凝結(jié)積聚，又充分利用了機身作為換熱器，減輕了飛機的自重，提高了能效。
文檔編號B64D13/00GK103204242SQ20131009817
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者張騰飛, 沈潤霖, 林釗信, 尹久盛, 王樹剛 申請人:大連理工大學(xué), 波音(中國)投資有限公司