用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)座艙中，例如從DE102006016541A1或W02007/115811A1已知的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)確保必要的空氣交換、座艙溫度和座艙增壓的控制。座艙內(nèi)部壓力通過(guò)座艙壓力控制系統(tǒng)控制，該座艙壓力控制系統(tǒng)包括布置在飛機(jī)機(jī)身蒙皮區(qū)域中的可控的空氣出口閥。座艙壓力控制系統(tǒng)通常包括至少一個(gè)出流閥。典型地，現(xiàn)代客機(jī)的座艙壓力控制系統(tǒng)配備有設(shè)置在飛機(jī)的前腹部和后腹部區(qū)域中的兩個(gè)或更多出流閥。
[0003]在飛機(jī)飛行操作期間，座艙壓力根據(jù)需要通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂浦辽僖粋€(gè)出流閥的有效出流面積來(lái)調(diào)節(jié)。在飛機(jī)的地面操作期間，出流閥完全打開(kāi)以使飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和飛機(jī)外主導(dǎo)的環(huán)境壓力均衡。具體地，出流閥通常被設(shè)計(jì)為確保當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的殘留壓差不超過(guò)2hPa。出流閥在飛機(jī)的地面操作期間的壓力控制作用對(duì)于出流閥的設(shè)計(jì)是決定性的，特別是出流閥的最大有效出流面積以及因此出流閥的總體尺寸和重量。
[0004]座艙壓力控制系統(tǒng)還包括至少一個(gè)負(fù)安全閥。如果在飛機(jī)飛行操作期間，例如在飛機(jī)快速下降期間，環(huán)境壓力超過(guò)座艙壓力，則該負(fù)安全閥被打開(kāi)以允許環(huán)境空氣進(jìn)入飛機(jī)座艙。在飛機(jī)的地面操作期間，負(fù)安全閥不起作用并保持關(guān)閉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目標(biāo)旨在提供用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的可靠方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能夠得到更輕型且更靈活的座艙壓力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
[0006]該目標(biāo)通過(guò)如下限定的用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法并通過(guò)如下限定的用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0007]在用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，在飛機(jī)飛行操作期間，至少一個(gè)出流閥的有效流橫截面面積受到控制，以便調(diào)節(jié)通過(guò)出流閥離開(kāi)飛機(jī)座艙的氣流，使得飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力根據(jù)預(yù)定的座艙壓力控制策略受到控制。在用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，在飛機(jī)飛行操作期間，出流閥的有效流橫截面面積因此以與在傳統(tǒng)的飛機(jī)座艙壓力控制方法中類(lèi)似的方式受到控制，以便調(diào)節(jié)飛機(jī)座艙內(nèi)所需的壓力。預(yù)定的控制策略可涉及例如依據(jù)飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力的設(shè)定壓力值控制出流閥的有效流橫截面面積，該設(shè)定壓力值可根據(jù)例如飛機(jī)的巡航高度改變。例如，根據(jù)預(yù)定的控制策略，出流閥的有效流橫截面面積可根據(jù)需要增加或減小，以將飛機(jī)座艙內(nèi)的實(shí)際壓力調(diào)節(jié)至與巡航高度相關(guān)的設(shè)定壓力值。
[0008]此外，在用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，在飛機(jī)飛行操作期間，至少一個(gè)負(fù)安全閥的有效流橫截面面積受到控制，以便調(diào)節(jié)通過(guò)負(fù)安全閥進(jìn)入飛機(jī)座艙的氣流，從而防止飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和飛機(jī)座艙外主導(dǎo)的環(huán)境壓力之間的負(fù)壓差超過(guò)預(yù)定的閾值。因此，類(lèi)似于出流閥的有效流橫截面面積，負(fù)安全閥的有效流橫截面面積也以與在傳統(tǒng)的飛機(jī)座艙壓力控制方法中類(lèi)似的方式受到控制，以便防止飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間形成不期望的負(fù)壓差。例如，在飛機(jī)快速下降期間，負(fù)安全閥的有效流橫截面面積可被增加，以使環(huán)境空氣能夠進(jìn)入飛機(jī)座艙，從而使(較高的)環(huán)境壓力和(較低的)座艙壓力之間均衡。
[0009]負(fù)安全閥可被設(shè)計(jì)為當(dāng)飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的負(fù)壓差超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)被動(dòng)地打開(kāi)。然而，也可以想到例如通過(guò)適合的驅(qū)動(dòng)單元主動(dòng)打開(kāi)負(fù)安全閥，以便在飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的負(fù)壓差超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)使(較高的)環(huán)境壓力和(較低的)座艙壓力之間均衡。然而，如果座艙壓力比環(huán)境壓力高，負(fù)安全閥通常保持在其關(guān)閉狀態(tài)，即負(fù)安全閥的有效流橫截面面積被設(shè)定為零，以防止飛機(jī)座艙和環(huán)境之間通過(guò)負(fù)安全閥進(jìn)行空氣交換。
[0010]最后，在飛機(jī)的地面操作期間，用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法涉及控制至少一個(gè)負(fù)安全閥的有效流橫截面面積，以使飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和飛機(jī)外主導(dǎo)的環(huán)境壓力之間均衡。因此，與傳統(tǒng)的飛機(jī)座艙壓力控制方法不同，在根據(jù)本發(fā)明的用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，在飛機(jī)的地面操作期間，負(fù)安全閥用于使飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力均衡，即假如當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，存在飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的壓力差，負(fù)安全閥被打開(kāi)直到達(dá)到足夠的壓力均衡，例如，直到飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的殘留壓力差降至預(yù)定的閾值以下。
[0011 ] 在用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，負(fù)安全閥因此實(shí)現(xiàn)雙重功能，一方面在飛機(jī)飛行期間防止飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間形成不期望的負(fù)壓差，而另一方面在飛機(jī)的地面操作期間提供飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和飛機(jī)外主導(dǎo)的環(huán)境壓力之間的均衡。換句話說(shuō)，當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，負(fù)安全閥被打開(kāi)，優(yōu)選地為主動(dòng)打開(kāi)，而在飛機(jī)飛行操作期間，負(fù)安全閥如上所述地被控制，即通常為關(guān)閉的，但當(dāng)飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間的負(fù)壓差超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)被打開(kāi)，優(yōu)選地被動(dòng)打開(kāi)。因此，設(shè)計(jì)用于地面操作的情況的出流閥不再是必須的，僅僅在地面操作的情況中，出流閥必須提供飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力的均衡。相反，當(dāng)出流閥用來(lái)調(diào)節(jié)離開(kāi)飛機(jī)座艙的氣流以適當(dāng)?shù)乜刂骑w機(jī)座艙內(nèi)的壓力時(shí)，出流閥的設(shè)計(jì)可根據(jù)在飛機(jī)的飛行操作期間的流橫截面面積的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。這使得能夠關(guān)于在飛機(jī)的飛行操作期間的飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力控制而優(yōu)化流閥的設(shè)計(jì)。
[0012]同時(shí)，負(fù)安全閥的設(shè)計(jì)不需要過(guò)多的調(diào)整，因?yàn)樨?fù)安全閥的最大有效流橫截面面積通常是根據(jù)負(fù)安全閥在飛機(jī)飛行操作期間所需的壓力均衡特性設(shè)計(jì)的，也足以在飛機(jī)的地面操作期間提供飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間所需的均衡。因此，用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法不需要顯著改變座艙壓力控制系統(tǒng)的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0013]當(dāng)基于飛機(jī)飛行操作期間的流橫截面面積需求設(shè)計(jì)出流閥時(shí)，出流閥可以為更小且更輕型的設(shè)計(jì)。這不僅有利地使出流閥的重量減小，并且使必須提供在飛機(jī)的外蒙皮中用以安裝出流閥的切口的尺寸減小，還使出流閥的定位更加靈活。出流閥更靈活的定位可使得將出流閥直接置于需要空氣抽出之處成為可能，從而使管道和諸如風(fēng)扇的附加輸送裝置能夠省去。此外，除了諸如座艙置換通風(fēng)系統(tǒng)的座艙壓力控制系統(tǒng)，出流閥更靈活的定位可使出流閥用在飛機(jī)系統(tǒng)中更具吸引力。如果需要，除了座艙壓力控制系統(tǒng)，飛機(jī)可被配備以多個(gè)出流閥用以支撐飛機(jī)系統(tǒng)和/或用以增加座艙壓力控制系統(tǒng)的系統(tǒng)整體可靠性而不增加太多重量。最后，用于防止飛機(jī)座艙的不期望的降壓的出流閥的所謂逸出保護(hù)可被省去。
[0014]另外，較小的出流閥可以實(shí)現(xiàn)為具有較小量的移動(dòng)部分，這使得必要的維護(hù)工作減少和出流閥的操作可靠性增加。而且，出流閥可被設(shè)計(jì)為如將在下面更詳細(xì)解釋那樣的能夠使推力恢復(fù)。關(guān)于出流閥在飛行期間操作的出流閥的設(shè)計(jì)優(yōu)化可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的優(yōu)化的座艙壓力控制并減小由出流閥在某些操作條件下產(chǎn)生的寬頻和音頻噪聲。因此，飛機(jī)座艙內(nèi)的舒適度可增加。最后，考慮到飛機(jī)座艙可能的失壓，由于出流閥故障的重大影響較少，包括具有較小的最大流橫截面面積的出流閥的座艙壓力控制系統(tǒng)的總體操作可靠性增加。
[0015]基本上，在用于控制飛機(jī)座艙中的壓力的方法中，在飛機(jī)的地面操作期間，飛機(jī)座艙內(nèi)的壓力和飛機(jī)外主導(dǎo)的環(huán)境壓力之間的均衡可排他地通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂曝?fù)安全閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)控制負(fù)安全閥到完全打開(kāi)狀態(tài)。然而，也可以想到在飛機(jī)的地面操作期間控制至少一個(gè)出流閥和/或諸如至少一個(gè)空氣抽出閥的另一閥進(jìn)入完全打開(kāi)狀態(tài)，以使飛機(jī)座艙內(nèi)