[发明专利]使用三轮式涡轮机预冷却环境控制系统的先进方法和飞行器

权利要求书

1.一种使用燃气涡轮发动机将放气提供至环境控制系统的方法，所述方法包括：

确定所述环境控制系统的放气需求；

将低压放气和高压放气从所述燃气涡轮发动机的压缩机选择性供应至涡轮空气循环机的第一涡轮区段和压缩机区段，其中所述第一涡轮区段放出冷却空气流并且所述压缩机区段放出压缩空气流；

将所述冷却空气流选择性供应至第二涡轮区段，其中所述第二涡轮区段放出进一步冷却的空气流；以及

将从所述第一涡轮区段放出的所述冷却空气流或从所述第二涡轮区段放出的所述进一步冷却的空气流中的至少一者与从所述压缩机区段放出的所述压缩空气流组合，以形成调节的空气流；

其中控制所述选择性供应低压放气和高压放气以及选择性供应所述冷却空气流，使得所述调节的空气流满足所确定的放气需求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括从温度传感器接收与所述调节的空气流的温度相关的输出信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述放气需求包括确定所述环境控制系统的空气温度需求、所述环境控制系统的压力需求、或所述环境控制系统的能量平衡需求。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所确定的空气温度需求和所述输出信号确定待供应至所述第二涡轮区段的冷却空气流的量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定待供应的冷却空气流的所述量包括连续地确定待供应的冷却空气流的所述量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述冷却空气流选择性供应至所述第二涡轮区段包括将少于100％的所述冷却空气流供应至所述第二涡轮区段。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述冷却空气流选择性供应至所述第二涡轮区段包括将100％的所述冷却空气流供应至所述第二涡轮区段。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述燃气涡轮发动机的所述压缩机选择性供应低压放气和高压放气包括以下中的至少一者：从多个低压放气供应源中的一个供应低压放气或从多个高压放气供应源中的一个供应高压放气。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将从所述第一涡轮区段放出的所述冷却空气流或从所述第二涡轮区段放出的所述进一步冷却的空气流中的至少一者与从所述压缩机区段放出的所述压缩空气流组合还包括控制所述压缩空气流的流量。

10.一种飞行器，包括：

环境控制系统，其具有放气入口；

燃气涡轮发动机，其具有至少一个低压放气供应源和至少一个高压放气供应源；

涡轮空气循环机，其具有旋转联接的第一涡轮区段、第二涡轮区段、以及压缩机区段；

上游涡轮喷射器，其将所述低压放气供应源和所述高压放气供应源流体联接至所述第一涡轮区段和所述压缩机区段；以及

下游涡轮喷射器，其将来自所述第一涡轮区段或所述第二涡轮区段中的至少一者的流体输出与来自所述压缩机区段的流体输出流体地组合成共流，所述共流被供应至所述环境控制系统的所述放气入口。

11.根据权利要求10所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器包括多个低压放气供应源或多个高压放气供应源中的至少一者。

12.根据权利要求11所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括止回阀，该止回阀流体地联接至所述多个低压放气供应源中的至少一个或所述多个高压放气供应源中的至少一个。

13.根据权利要求10所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器还包括旁通导管，其将所述第一涡轮区段的所述流体输出流体地联接至所述下游涡轮喷射器。