[发明专利]冷却系统、飞机和用于冷却飞机电子设备的方法在审
申请号: | 201710514407.X | 申请日: | 2017-06-29 |
公开(公告)号: | CN107571997A | 公开(公告)日: | 2018-01-12 |
发明(设计)人: | 杰斯·舒尔特;J·斯蒂芬·M·怀特 | 申请(专利权)人: | 空中客车作业有限公司 |
主分类号: | B64D13/06 | 分类号: | B64D13/06 |
代理公司: | 北京德琦知识产权代理有限公司11018 | 代理人: | 焦立波,王琦 |
地址: | 德国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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搜索关键词: | 冷却系统 飞机 用于 冷却 电子设备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种用于冷却飞机电子设备的冷却系统、配备有这种冷却系统的飞机和用于冷却飞机电子设备的方法。
背景技术
现代飞机由于性能改进而对电力电子功能有着日益增长的需求,并具有由该技术带来的重量减轻的优点。这些电力电子功能,如航空电子设备或机舱管理系统功能,典型地分配给飞机电子设备。结果,现代飞机中布置的电子设备的数量和功率密度在不断增加。
这项技术依赖于适当的冷却系统,以确保飞机电子设备的可靠性能。具体而言,这些冷却系统被配置为提供冷却能量,以确保待冷却的飞机电子设备的温度不超过阈值,温度超过该阈值将导致相应功能的减弱或丧失。已知的冷却系统的例子包括主动式冷却系统,或者是强制空气或液体形式,或者是传导式冷却系统,例如通过散热器。然而,由于电子设备的功率密度越来越大,主动式冷却系统的使用变得更加重要,因为这些冷却系统提供高的冷却能力。
为了确保飞机的可运行性,这些冷却系统通常被采用为具有比飞机绝大部分运行时间所需的冷却能力大的冷却能力。例如,当飞机在地面上运行时,通常对飞机电子设备的冷却具有高的要求。然而,在飞行中,在温度由于海拔的原因而降低的场合,对冷却系统的冷却需求也相应地降低。换言之,出于安全原因,这些冷却系统通常是超大和冗余的。因为这样的冷却系统显著增加了飞机的重量和复杂性,所以它们抵消了这种技术带来的重量减轻的优势。
发明内容
本发明旨在提供一种用于冷却飞机电子设备的高效的且相对轻量的冷却系统。此外,本发明旨在提供配备这种冷却系统的飞机和用于冷却飞机电子设备的方法。
这些目标通过具有下述特征的用于冷却飞机电子设备的冷却系统、具有下述特征的配备有这种冷却系统的飞机和具有下述特征的用于冷却飞机电子设备的方法得以实现。
一种用于冷却飞机电子设备的冷却系统,包括主冷却装置和附加冷却装置,该主冷却装置和附加冷却装置分别被配置用以提供用于冷却飞机电子设备的冷却能量。
所提出的冷却系统可用于配备有飞机电子设备的任何飞机。飞机电子设备可以是任何用于飞机的电子电路和/或电气或电子部件。该飞机电子设备包括待冷却的多个部件。优选地,飞机电子设备包括多个电源和/或计算机模块,其可安装到机架,即所谓的“模块机架”。飞机电子设备可以包括不同的功能,例如电力电子应用,其可分配给飞机电子设备的多个模块中的至少一个。这些功能包括机舱管理系统功能和/或航空电子功能,如飞行控制,导航,等等。因此,该飞机电子设备可以是机舱管理或航空电子系统。
主冷却装置被配置用以提供用于冷却飞机电子设备的基本冷却能量。主冷却装置可以被提供为使用强制空气或液体作为冷却剂的主动式冷却装置,或者被提供为使用一个或多个散热器的传导式冷却装置。特别地,主冷却装置可被配置用以向飞机电子设备的多个部件中的每一个部件提供冷却能量。换句话说,主冷却装置可被配置用以在飞机电子设备层级上,即在电子设备的机架层级上,为飞机电子设备提供冷却能量。
如上所述,为确保飞机电子设备的可运行性所需要的用于冷却飞机电子设备的冷却能力,通常会根据飞机的工作状态而有所变化。例如,由于在较高海拔温度降低,在飞机地面运行期间飞机电子设备的冷却需求显著高于飞行运行期间。换句话说,在飞机地面运行期间,冷却系统提供的所需的冷却能力要高于飞行运行期间。此外,出于安全原因,冷却系统必须提供备用冷却能力。然而,冷却系统的该备用冷却能力可能仅在冷却系统或者待冷却的飞机电子设备出故障的情况下使用。因此,在正常运行期间,备用冷却能力通常不由冷却系统提供。
主冷却装置被配置用以提供用于冷却飞机电子设备的基本冷却能量。术语“基本冷却能”是指飞机的绝大部分运行时间或运行状态下所需的用于冷却飞机电子设备的基本量的冷却能量。换句话说,主冷却装置可被配置用以提供基本的冷却能力,该基本冷却能力满足飞机电子设备的基本的冷却能量需求。飞机电子设备的基本的冷却能量需求在飞机的绝大部分运行时间或运行状态下可保持不变。例如,主冷却装置的基本冷却能力可为冷却系统所能提供的最大冷却能力的80%。可替代地,主冷却装置的基本冷却能力可以高于或低于冷却系统所能提供的最大冷却能力的80%。
相应地,附加冷却装置被配置用以提供用于冷却飞机电子设备的附加冷却能量。术语“附加冷却能”指的是一定数量的冷却能量,其对主冷却装置提供的基本冷却能量提供补充。例如,附加冷却装置的冷却能力可相当于冷却系统的备用冷却能力。结果,通过提供附加冷却装置,所提出的冷却系统允许使用冷却能力降低的主冷却装置,从而降低其重量和成本。
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