[发明专利]用于预冷却使用涡轮机的环境控制系统的方法和飞行器

权利要求书

1.一种向使用燃气涡轮发动机的飞行器的环境控制系统提供排气的方法，所述方法包括：

确定用于所述环境控制系统的排气要求；

将来自所述燃气涡轮发动机的压缩机的低压排气和高压排气选择性地供给至涡轮空气循环机的第一涡轮部段和压缩机部段，其中所述第一涡轮部段排出冷却空气流并且所述压缩机部段排出压缩空气流；

向第二涡轮部段或者绕过所述第二涡轮部段的旁路管道中的至少一者选择性地供给所述冷却空气流，其中，所述第二涡轮部段排出进一步冷却的空气流，以及从所述第一涡轮部段排出的冷却空气流被引导通过所述旁路管道以产生旁通气流；

将从所述旁路管道引导通过的所述冷却空气流或从所述第二涡轮部段排出的进一步冷却的空气流中的至少一个与从所述压缩机部段排出的压缩空气流组合以形成经过调节的空气流；

通过发电机将过量机械功率转化成电功率；和

将电功率输送至至少一个装置或系统；

其中所述选择性地供给低压排气和高压排气以及选择性地供给冷却空气流受到控制，使得所述经过调节的空气流满足所确定的排气要求并且其中所述第一涡轮部段或第二涡轮部段中的至少一个的操作产生所述过量机械功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电功率是高压DC功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电功率被输送至电池、电加热器、辅助设备、或分配系统中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定来自所述飞行器的装置或系统的功率要求。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述功率要求包括计算所述功率要求。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择性地供给低压排气和高压排气是基于所确定的功率要求。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述选择性地供给低压排气和高压排气包括基于所述所确定的功率要求增加所供给的低压排气或高压排气中的至少一个的供给。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述第二涡轮部段选择性地供给冷却空气流包括向所述第二涡轮部段供给100%的所述冷却空气流。

9.一种飞行器，包括：

具有排气入口的环境控制系统；

燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有至少一个低压排气供给和至少一个高压排气供给；

涡轮空气循环机，所述涡轮空气循环机具有旋转联接的第一涡轮部段、第二涡轮部段和压缩机部段，其中，所述第一涡轮部段的流体输出流体地联接到所述第二涡轮部段；

上游涡轮喷射器，所述上游涡轮喷射器将所述低压排气供给和所述高压排气供给流体地联接到所述第一涡轮部段和压缩机部段；

下游涡轮喷射器，所述下游涡轮喷射器将来自所述第一涡轮部段或所述第二涡轮部段中的至少一个的流体输出与来自所述压缩机部段的流体输出流体组合成被供给至所述环境控制系统的排气入口的公共流；

旁路管道，所述旁路管道将所述第一涡轮部段的流体输出流体地联接到所述下游涡轮喷射器，使得所述第一涡轮部段的流体输出不必被提供给所述第二涡轮部段；

可旋转轴，所述可旋转轴与所述第一涡轮部段和所述第二涡轮部段中的至少一个可操作地联接；和

发电机，所述发电机选择性地联接到所述可旋转轴并且具有功率输出。

10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述发电机还包括转子，所述转子安装于所述可旋转轴并且具有至少一个转子极。

11.根据权利要求10所述的飞行器，其特征在于，所述发电机是永磁发电机或感应发电机中的至少一个。

12.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，所述第一涡轮部段、所述第二涡轮部段、和所述压缩机部段旋转联接到所述可旋转轴。