[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

说明书

一种用于使用燃气涡轮发动机将放气提供至飞行器的环境控制系统的方法和飞行器，包括确定环境控制系统的放气需求，将低压和高压放气选择性供应至环境控制系统，其中控制选择性供应，使得调节的空气流满足确定的放气需求。

背景技术

现代飞行器具有放气系统，其从飞行器的发动机获取热空气，用于在包括环境控制系统(ECS)的飞行器上的其它系统中使用，如空气调节、加压以及除冰。ECS可包括对从放气系统接收的放气的压力或温度的限制。目前，飞行器发动机放气系统使用预先冷却器热交换器以将来自发动机的热空气预调节至可经得住的温度，如由其它飞行器系统要求或使用的那样。预先冷却器热交换器产生废热，其典型地在未使用的情况下被从飞行器排出。

发明内容

在本公开的一个方面中，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包括：确定环境控制系统的放气需求；将来自燃气涡轮发动机的压缩机的低压放气和高压放气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，其中第一涡轮区段放出冷却空气流并且压缩机区段放出压缩空气流；将冷却空气流选择性供应至第二涡轮区段，其中第二涡轮区段放出进一步冷却的空气流；以及将从第一涡轮区段放出的冷却空气流或从第二涡轮区段放出的进一步冷却的空气流中的至少一者与从压缩机区段放出的压缩空气流组合，以形成调节的空气流，其中控制选择性供应低压放气和高压放气以及选择性供应冷却空气流使得调节的空气流满足确定的放气需求。

在本公开的另一方面中，一种飞行器包括环境控制系统、燃气涡轮发动机、涡轮空气循环机、上游涡轮喷射器、以及下游涡轮喷射器，该环境控制系统具有放气入口，该燃气涡轮发动机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，该涡轮空气循环机具有旋转联接的第一涡轮区段、第二涡轮区段、和压缩机区段，上游涡轮喷射器将低压和高压放气供应源流体联接至第一涡轮区段和压缩机区段，下游涡轮喷射器将来自第一涡轮区段或第二涡轮区段中的至少一者的流体输出与来自压缩机区段的流体输出流体地组合成共流，该共流被供应至环境控制系统的放气入口。

在本公开的又一方面中，一种将空气提供至飞行器的环境控制系统的方法包括将低压放气和高压放气从燃气涡轮发动机的压缩机成比例地供应至涡轮空气循环机，以根据环境控制系统的操作需求预调节放气，其中预调节包括将从涡轮空气循环机的第一涡轮区段放出的流体输出选择性地提供至涡轮空气循环机的第二涡轮区段，以用于进一步的冷却。

附图说明

在附图中：

图1为根据本文中描述的各个方面的具有放气系统的飞行器的透视图。

图2为可在图1的飞行器中使用的示例性飞行器燃气涡轮发动机的部分的示意性截面视图。

图3为根据本文中描述的各个方面的可在图1的飞行器中使用的燃气涡轮发动机放气系统的示意图。

图4为根据本文中描述的各个方面的可在图1的飞行器中使用的燃气涡轮发动机放气系统的示意图。

图5为可在图3或图4的涡轮喷射器中使用的阀的示意图。

图6为根据本文中描述的各个方面的示出将放气提供至环境控制系统的方法的流程图的示例。

具体实施方式

图1示出本公开的实施例，其示出飞行器10，飞行器10可包括放气系统20，为了清楚起见仅示出了其一部分。如示出的，飞行器10可包括多个发动机(如燃气涡轮发动机12)、机身14、定位在机身14中的驾驶员座舱16、以及从机身14向外延伸的机翼组件18。飞行器还可包括环境控制系统(ECS)48。仅为了例示性目的，ECS 48示意性地示出在飞行器10的机身14的部分中。ECS 48与放气系统20流体地联接，以接收来自燃气涡轮发动机12的放气供应。