[发明专利]将空气供应到飞机的辅助动力设备的装置和相关飞机

说明书

技术领域

本发明涉及用于将空气供应至飞机的辅助动力设备的回路，从而使得能够在飞机中发电并且能够在机舱中产生经调解温湿度的空气。

背景技术

通常在下文标注为APU的辅助动力设备是基于涡轮技术或者柴油技术。

包括涡轮的辅助动力设备具有质量轻且尺寸小的优势。这在航空领域构成了一个真正的优势。另一方面，包括一个或者多个涡轮的APU的输出较低，这是因为尺寸较小的涡轮不允许在高压(例如，10至15bars)条件下燃烧，因而具有低热力学输出。另外，鉴于它们拥有较小的尺寸，技术损失巨大，这还增加了燃油消耗。举例说明，为了发电一千瓦时，这些APU需要400-500克的煤油。

然而，较之涡轮APU，基于柴油技术的APU的输出得以提高，原因在于这样的事实：即，在非常高的压力(介于150bars和200bars之间)条件下实施燃烧。就改善能耗而言，能够将这种APU的动力需求减半。基于柴油技术的APU使得能够减小燃料消耗并且能够通过节省的燃油质量而减轻涡轮APU的重量。

APU在地面上运转通常是为了当飞机的主发动机停止运转时将经温湿度调节的空气供应到机舱中并且向飞机供应电力。然后经由排气口从飞机移除产生的空气。

渐增地，能够在飞行中请求APU给予支持之处在于主发动机能够：或减轻其操作；或者在飞机的主发动机出现故障时请求额外供应。这样，令人关注的是即使在飞行过程中，通过凭借APU在飞机中发电和局部增压空气减轻主发动机的负担。对于具有大量电子设备的飞机(多电飞机)而言这种操作尤为重要

在飞行中请求APU的日益增多的需求特别地具有的这样的劣势：即，所使用的APU的尺寸不适于在飞行条件，即，在低温和低压条件下运转。

通常，在40,000英尺的高度条件下，温度能够接近大约－55℃并且压力值大约为0.20bar。不能在周围温度和压力条件下启动柴油型发动机。

此外，另一个问题是在这种条件下提供柴油APU发动机的运转稳定性。

存在有例如在温度下降到大约－50℃左右的国家中的地面车辆上使用的用于预热进气的装置。

但是这些装置不能解决低压问题，所述低压问题严重影响APU运转稳定性。而且，所述这些装置通常要求设置辅助燃烧器。

结果，这些解决方法均不适于面临使得煤油消耗最小化的问题的飞机体系架构。

发明内容

本发明使得能够克服上述劣势。

本发明针对这种目的具有用于将空气供应到飞机的辅助动力设备的装置，其包括：

·所述辅助动力设备；

·涡轮增压器和

·机舱，

所述辅助动力设备包括柴油发动机，所述柴油发动机以这种方式联接到涡轮增压器，该方式使得：

·所述涡轮增压器至少包括：

·一个第一空气进口，其位于涡轮增压器的压缩机中，用于将空气从机舱进入到柴油发动机的燃烧室中；

·所述发动机至少包括：

·一个第一出气口，所述第一出气口运送由燃烧室燃烧的燃烧空气至涡轮增压器。

此外，柴油发动机传送动力，使得能够供应交流发电机和增压压缩机，从而为第二空气进口增压。来自飞机机舱的增压空气的一部分供应第一空气进口。

单个压缩机一方面用于联接到涡轮增压器的涡轮，另一方面将一部分增压空气运送到柴油发动机的燃烧室。

涡轮增压器包括压缩机，所述压缩机将助燃空气供应至柴油发动机的燃烧室和涡轮。这种涡轮驱动压缩机。交流发电机和增压压缩机旨在促进对飞机机舱的空气增压。

通过对来自飞机机舱客舱或者机组人员舱的增压空气的入口来供应增压涡轮的空气进口。在替代实施例中，地面运转使得能够经由空气进口从外界供应增压涡轮。有利地，本发明使得能够以这种方式构造这种空气进口：该方式允许涡轮增压机以两种空气供应模式在地面或者在飞行中运转。

这个特征的优势在于，在飞行中抵达柴油发动机的空气温度高于来自外界的空气的温度并且其压力高于来自外界的空气的压力。因此不需要使用额外的动力源来加热柴油发动机入口处的空气。在这些条件下，后者在不需要借助于辅助燃烧器的条件下能够启动或者引燃柴油发动机。此外，因为能够在地面并且在所有飞行阶段期间将进入到发动机中的空气保持在恒定温度和恒定压力条件下，所以提高了这种发动机的运转稳定性。