专利名称：飞机中用于环境空气供给的冲压空气通道的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机中用于环境空气供给的冲压空气通道，该冲压空气通道包含第一空气入口和向第一空气入口下游延伸的主流动通道，本发明还涉及这种冲压空气通道的运行方法。
背景技术：
具有空气入口和向空气入口下游延伸的主流动通道的冲压空气通道在现代飞机中用于向不同的机载系统(诸如空调系统)供给环境空气。在飞行期间，环境空气通过空气入口流入冲压空气通道，然而当飞机在地面上时，使用机械装置(诸如注射器)或在冲压空气通道内低压的产生或有效形成(active creation)产生通过空气入口的环境空气气流。为了能够对通过冲压空气通道供应的环境空气气流进行调整以适应被供以环境空气的系统的不同需求，取决于飞机是在空中还是在地面上，通常在冲压空气通道的空气入口区域内、或空气出口区域内、或主流动通道内有一个可动元件，该元件允许增大、减小甚至完全关闭主流动通道的空气入口或出口。可动元件能够例如是可自由调整的入口或出口片状件，取决于其位置，而使入口或出口打开一个所需的流通截面也可根据要求完全关闭空气出入口。
这种设置方式的缺点在于可动元件例如形式为可自由调整的入口或出口片状件在飞行期间要承受高的机械载荷，特别是当其处于打开减少的流通截面的位置时。此外，对于为了根据要求向各个系统供给环境空气的减少的流通截面设定，在飞行期间所述可动元件可引起空气动力特性损失和噪音增大。
发明内容
本发明所基于的目的在于，提供一种用于飞机中环境空气供给的冲压空气通道，该冲压空气通道结构简单并确保在飞行期间以及当飞机在地面上时对不同的机载系统进行优化的环境空气供给。
为了解决此问题，本发明设计提供了具有独立于第一空气入口的第二空气入口的用于飞机中环境空气供给的冲压空气通道。根据本发明的设置方式，使得可以以简单且可靠的方式在飞机的任何运行状态下(即不但在飞行期间而且当飞机在地面上时)向机载系统供给所需的环境空气。
第二空气入口优选地位于第一空气入口下游，且能通过一个基本上径向地或以预定角度延伸至主流动通道的侧通道连接到冲压空气通道的主流动通道。可选地，可以以冲压空气通道外壁的开口的形式提供第二空气入口。如果在第一空气入口下游的主流动通道内提供扩散体，优选地第二空气入口位于所述扩散体下游。
在根据本发明的冲压空气通道的优选具体实施例中，第一空气入口具有恒定的流通截面，也就是取消了设置在第一空气入口区域内的可动元件，该可动元件例如可以是用于设定第一空气入口流通截面的可调整的入口片状件，且如果该可动元件处于打开第一空气入口减少的流通截面的位置，那么在建立的冲压空气通道内，该可动元件在飞行期间承受特别高的机械载荷。优选地成第一空气入口的形式为一个NACA(National Advisory Committee for Aeronautics(美国)国家航空咨询委员会)式入口，该种入口由于其特殊设计而利于优化空气供给。
有利地，第一空气入口的流通截面是这样的在飞行期间确保对机载系统进行最佳的环境空气供给。通过取消设置在第一空气入口区域内、用于设定第一空气入口流通截面的可动元件，以及通过使第一空气入口流通截面适应于飞行期间的环境空气需求量，使空气动力特性损失和第一空气入口处产生的噪音最小化。
优选地，提供一个可动元件，用于设定第二空气入口的流通截面。所述可动元件可以以下述方式设计取决于其位置不是打开就是关闭第二空气入口。可选地，可动元件还能自由地调整以便根据需要来基于其位置减小或增大第二空气入口的流通截面。
该可动元件的形式例如是围绕轴线转动的片状件。这种片状件相当简单、加工成本低且重量轻，有利于在飞机中使用。
在根据本发明的冲压空气通道具体实施例中，提供一种装置——该装置用于在第二空气入口区域内产生低压以便将可动元件移动到至少部分地打开第二空气入口流通截面的第一位置。用于产生低压的装置，例如可为一个风机或由多个风机构成。但可选地，还可以在第二空气入口区域内安装一个泵来产生低压。所述可动元件在其重量和几何形状方面的设计方式为使得所述可动元件能被产生于第二空气入口区域内的低压带到所需位置。如果可动元件的形式为围绕轴线转动的片状件，旋转轴线的位置，特别地根据片状件的重心来选择以便产生于第二空气入口区域内的低压能适当地运转片状件。此外，借助于在第二空气入口区域内产生的低压，环境空气被有利地吸入冲压空气通道，并能被供给到机载系统。
优选地，可动元件在其重量和几何形状方面以下述方式设计可动元件在飞机启动过程中由流经第二空气入口的气流移动到第二位置，并且在飞行期间由于形成于冲压空气通道内的冲压压力而保持在第二位置，且在此位置其关闭第二空气入口的流通截面。如果可动元件的形式是围绕轴线转动的片状件，旋转轴线的位置特别地根据片状件的重心来选择，使得在飞行期间所述片状件由于形成于冲压空气通道内的冲压确保保持第二空气入口关闭。
对于根据本发明的另一具体实施例，提供机电控制装置来将可动元件移动到第一位置或第二位置，所述机电控制装置在第一位置至少部分地打开第二空气入口流通截面，在第二位置关闭第二空气入口流通截面。但是，显然，采用压力控制的可动元件，机电控制装置也能设置作为附加控制装置，如果产生于第二空气入口区域内的低压或飞行期间形成于冲压空气通道内的冲压压力足以将可动元件带到所需位置和/或将其保持在所需位置，那么机电控制装置也能确保可动元件具有正确功能。
优选地，提供机械装置来将可动元件保持在其至少部分地打开第二空气入口流通截面的第一位置，或将其保持在关闭第二空气入口流通截面的第二位置。所述机械装置例如可为拨动开关或弹簧装置，且对于压力运转的可动元件确保将所述可动元件保持在所需位置——即使出现压力波动。对于机电运转的可动元件，通过使用将可动元件保持在所需位置的机械装置，机电控制装置所消耗的能量有利地减少。
在根据本发明的冲压空气通道运行方法中，在飞行期间通过第一空气入口供给环境空气，也就是说在飞行期间第二空气入口关闭。当第一空气入口具有恒定流通截面，例如类似NACA式入口，且与飞行期间的相应环境空气供给需求相匹配时，确保了飞行期间对机载系统的最佳环境空气供给。同时，通过取消用于设定第一空气入口的流通截面且位于第一空气入口区域内的可动元件，使空气动力特性损失和第一空气入口区域内产生的噪音最小化。
当飞机在地面上时，通过第一和第二空气入口供给环境空气，也就是说，在地面运行期间，冲压空气通道的第二空气入口打开。这意味着，当飞机在地面上时也能以简单方式确保对机载系统准确地供给足量的环境空气。此外，这种用于地面运行的优化空气供给能使地面运行期间的压力损失最小化。
将参照所述示意图详细描述根据本发明的冲压空气通道的优选具体实施例。在所述附图中图1示出根据本发明的冲压空气通道的侧视图；图2示出图1所示根据本发明的冲压空气通道的顶视图；以及图3示出图1和图2所示根据本发明的冲压空气通道的剖面放大视图。
具体实施例方式
在图1和图2中，示出都用数字10表示的、用于供给飞机中环境空气的冲压空气通道，其具有第一空气入口12。第一空气入口12是NACA入口形式，并具有恒定流通截面，也就是取消第一空气入口12区域内的可动元件，例如一个用于设定第一空气入口12流通截面的可调整入口片状件。
主流动通道16从第一空气入口12沿着冲压空气通道10的外壁14延伸，且在用于向机载系统供给环境空气的冲压空气通道10的运行期间环境空气沿流向S流经此主流动通道16。在第一空气入口12的下游，在主流动通道16内提供第一和一第二扩散体18、20。
在第二扩散体20的下游，一个侧通道22从主流动通道16分叉，其基本上径向地延伸至主流动通道16，且将主流动通道16连接到第二空气入口24。为了使环境空气能流入第二空气入口24，在飞机26的蒙皮内提供一个开口28，开口28的横截面相对于第二空气入口24的横截面且以侧通道22的外壁30为边界。
为了打开和关闭第二空气入口24，在第二空气入口24区域内提供一个形式为围绕轴线34转动的片状件的可动元件36。为了将可动元件36移动到打开第二空气入口24的第一位置，提供一个风机(图中未示出)，该风机在运行期间在第二空气入口24区域内产生低压。可动元件36以考虑其重量、几何形状，和特别是考虑旋转轴线34相对于可动元件36重心的位置来设计，使得其能被由风机产生于第二空气入口24区域内的低压带到所需的第一位置。此外，可动元件36是这样如图3中阴影线所示在飞机启动期间被流经第二空气入口24的气流移动到第二位置，且由于在飞行期间形成于冲压空气通道10内的冲压空气压力，保持在第二位置，在此其关闭第二空气入口24的流通截面。
图中未示出的例如形式为拨动开关或弹簧装置的机械装置，用于将可动元件36保持在至少部分地打开第二空气入口24流通截面的第一位置、或关闭第二空气入口24流通截面的第二位置。这样，其确保可动元件保持在所需位置——即使第二空气入口24区域内出现压力波动。
对于冲压空气通道10的另一具体实施例(附图中未示出)，提供机电控制装置以便将可动元件36移动到至少部分地打开第二空气入口24流通截面的第一位置、或关闭第二空气入口24流通截面的第二位置。
冲压空气通道10的功能将在下文中描述。在飞机启动过程中，可动元件36被通过第二空气入口24的气流移动到第二位置，且在此位置其关闭第二空气入口24的流通截面。在运行期间，由机械装置支撑的可动元件36借助于冲压空气通道10内的冲压压力在整个飞行期间保持在第二位置。因此环境空气的供给借助于第一空气入口12而独特地实现。因为形式为NACA入口的第一空气入口12所具有的恒定流通截面成比例地对应于飞行期间的环境空气供给需求，所以第一空气入口12确保了飞行期间机载系统具有优化的环境空气供给。同时，通过取消位于第一空气入口12区域内用于设定第一空气入口12流通截面的可动元件，而使空气动力特性损失和第一空气入口12区域内噪音的产生最小化。
当飞机在地面上时，在飞行期间用于运转可动元件36使之关闭第二空气入口的风机被启动，于是在第二空气入口24区域内形成低压。借助形成于第二空气入口内的低压，可动元件36移动到其第一位置，在此位置其打开第二空气入口24的流通截面。在运行期间，由机械装置支撑的可动元件36借助于低压被保持在第一位置，飞机在地面上的整个时间段内所述低压支配第二空气入口24区域，且在此期间向机载系统供给环境空气是必需的。
此外，借助于支配第二空气入口24区域的低压，环境空气通过第二空气通道24被吸入冲压空气通道10，且其能被输送到机载系统。因此当飞机在地面上时其能确保机载系统能以简单方式被适当地供以足量的环境空气。此外，这种用于地面运行的优化空气供给能使地面运行期间的压力损失最小化。
显然，可动元件36例如可借助于机电控制装置被带到仅仅打开减少的第二空气入口24流通截面的位置。因此其可能以简单方式根据机载系统的需求供给足量环境空气。最后，当然，其还可在地面运行期间关闭冲压空气通道10的第二空气入口24。例如，使用所述机电控制装置来将可动元件36移动到其关闭第二空气入口24的流通截面的第二位置。
权利要求
1.飞机中用于环境空气供给的冲压空气通道(10)，其包含第一空气入口(12)和在第一空气入口(12)下流延伸的主流动通道(16)，其特征在于，所述冲压空气通道(10)具有独立于第一空气入口(12)的第二空气入口(24)。
2.如权利要求1所述的冲压空气通道，其特征在于，第二空气入口(24)借助于基本上径向延伸至所述主流动通道(16)的侧通道(22)而连接到所述冲压空气通道(10)的主流动通道(16)。
3.如权利要求1或2所述的冲压空气通道，其特征在于，第一空气入口(12)具有恒定的流通截面。
4.如权利要求1至3中任一项所述的冲压空气通道，其特征在于，提供可动元件(36)，用于设定第二空气入口(24)的流通截面。
5.如权利要求4所述的冲压空气通道，其特征在于，所述可动元件(36)的形式为绕一轴线(34)转动的片状件。
6.如权利要求4或5所述的冲压空气通道，其特征在于，提供一个用于在第二空气入口(24)的区域内产生低压的装置，以便将所述可动元件(36)移动到第一位置，在该第一位置所述可动元件(36)至少部分地打开第二空气入口(24)的流通截面。
7.如权利要求4至6中任一项所述的冲压空气通道，其特征在于，所述可动元件(36)是这样的其在飞机的启动过程中借助于流经第二空气入口(24)的气流而移动到第二位置，并由于飞行过程中在所述冲压空气通道(10)内形成的冲压压力而保持在所述第二位置，在该第二位置其关闭第二空气入口(24)的流通截面。
8.如权利要求4至7中任一项所述的冲压空气通道，其特征在于，提供机电控制装置来将所述可动元件(36)移动到至少部分的打开第二空气入口(24)流通截面的第一位置、或关闭第二空气入口(24)流通截面的第二位置。
9.如权利要求4至8中任一项所述的冲压空气通道，其特征在于，提供机械装置来将可动元件(36)保持在至少部分地打开第二空气入口(24)流通截面的第一位置、或关闭第二空气入口(24)流通截面的第二位置。
10.用于运行如权利要求1至9中任一项所述的冲压空气通道的方法，在此方法中，在飞行期间通过第一空气入口(12)供给环境空气，当飞机在地面上时，通过第一和第二空气入口(12、24)供给环境空气。
全文摘要
飞机中用于供给环境空气的冲压空气通道(10)包括第一空气入口(12)和在第一空气入口(12)下游延伸的主流动通道(16)。为了确保在飞机的任何运行状态下，也就是在飞行期间和在地面上期间，以简单可靠的方式向机载系统供给所需的环境空气，所述冲压空气通道(10)具有一个独立于第一空气入口(12)的第二空气入口(24)。
文档编号F02C7/042GK1902094SQ200480039561
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者托马斯·舍雷尔, 亚历山大·索恩塞夫, 米夏埃尔·黑施 申请人:空中客车德国有限公司