用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元的制作方法
【專利說明】用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求日期為2014年9月9日的歐洲專利申請EP14 184 043.6的申請日的權益，該申請的公開內(nèi)容在此通過參弓I并入本文中。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元、空氣產(chǎn)生設備、飛行器和用于操作飛行器中的空氣產(chǎn)生單元的方法。
【背景技術】
[0004]US 2009/014593 A1公開了一種飛行器上的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括用于通過抽吸來移除邊界層空氣的裝置和已通過抽吸而移除的邊界層空氣所流動穿過的熱交換器。
[0005]US 2003/150962 A1公開了一種通過將抽吸峰值區(qū)域與反向壓力梯度區(qū)域聯(lián)接來延緩與流體流中的固體的流動分離的方法。
[0006]飛行器的多個裝置一一例如空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)或流動控制系統(tǒng)一一需要必須由某種空氣源提供的增壓空氣。按照慣例，增壓空氣由壓縮機組供給或像渦輪風扇發(fā)動機的引氣一樣來獲取。然而，可以改進這種空氣供給。例如，壓縮機組對飛行器重量有顯著影響，而從性能的觀點來看，聯(lián)接至渦輪風扇發(fā)動機是不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，可能需要提供一種改進的用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元，該空氣產(chǎn)生單元允許減輕飛行器的重量。
[0008]本發(fā)明的問題通過獨立權利要求的主題來解決，其中，其他實施方式體現(xiàn)在從屬權利要求中。應當指出的是，下面所描述的本發(fā)明的各方面也適用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元、空氣產(chǎn)生設備、飛行器以及用于操作飛行器中的空氣產(chǎn)生單元的方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元。用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元包括空氣供給裝置和控制單元?？諝夤┙o裝置構造成向飛行器機艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給空氣?？諝夤┙o裝置進一步或替代性地構造成向飛行器的流動控制系統(tǒng)供給空氣。控制單元配置成在飛行器的巡航狀態(tài)期間向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量比向流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量更大?？刂茊卧M一步配置成在飛行器的起飛和/或著陸狀態(tài)期間向流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量比向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量更大。
[0010]因此，本發(fā)明提供了一種用于機艙空氣狀況/增壓和流動控制空氣供給的一體化單元。換句話說，空氣產(chǎn)生單元用于機艙增壓和機艙空氣調(diào)節(jié)以及用于流動控制空氣供給。該雙重用途的基礎結構為飛行器提供了重量益處。此外，與壓縮機組和渦輪風扇發(fā)動機斷開聯(lián)接是可能的。
[0011]相比巡航期間，甚至有時相比切換期間，在起飛和著陸期間以低得多的程度需要增壓和空氣調(diào)節(jié)以使得空氣產(chǎn)生單元可以用來向流動控制裝置供給增壓空氣。然而，相比起飛和著陸期間，甚至有時相比切換期間，在巡航期間以低得多的程度需要流動控制以使得空氣產(chǎn)生單元可以用來向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給增壓空氣。因此，空氣產(chǎn)生單元可以根據(jù)巡航要求來定尺寸。
[0012]流動控制系統(tǒng)可以用于例如防止氣流與翼型部分或與另一流動體分離或分開或者用于重新附上已經(jīng)與翼型部分或其他流動體分開或分離的氣流。流動控制系統(tǒng)還可以構造成在巡航期間為了更好的阻力而提供邊界層抽吸以吸入正分開的或已分開的邊界層或者防止層流湍流過渡。因此，流動控制可以在保持迎角恒定的同時通過消除分離而引起升力增加，或者通過延緩特定表面的失速以獲得更大的氣流入射度，因此同樣地增加了升力。
[0013]翼型件可以是襟翼、機翼、小翼、豎直或水平尾翼、縫翼、分接部、控制表面、安裝表面、起落架和/或機身部分。換句話說，翼型部分的流動控制系統(tǒng)可以是發(fā)生氣流分離或期望抑制層流湍流過渡并且減少摩擦阻力的任一部分。
[0014]在示例中，控制單元構造成在巡航狀態(tài)期間向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供在80%與100%之間、優(yōu)選地在90%與100%之間、并且更優(yōu)選地在95%與100%之間的空氣。換句話說，空氣產(chǎn)生單元可以根據(jù)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的巡航要求來定尺寸。
[0015]在示例中，控制單元構造成在巡航狀態(tài)期間向流動控制系統(tǒng)提供在0與20%之間、優(yōu)選地在0與10%之間、更優(yōu)選地在0與5%之間的空氣。
[0016]在示例中，控制單元構造成在起飛和/或著陸狀態(tài)期間向流動控制系統(tǒng)提供在50%與100%之間、優(yōu)選地在60%與80%之間、更優(yōu)選地在65%與75%之間的空氣。
[0017]在示例中，控制單元構造成在起飛和/或著陸狀態(tài)期間向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供在0與50%之間、優(yōu)選地在20%與40%之間、更優(yōu)選地在25%與35%之間的空氣。
[0018]在示例中，通過翼型件處的進氣口來給空氣供給裝置提供空氣。換句話說，進氣口用作用以吸入至少部分的下述空氣的抽吸裝置:所述空氣用于機艙增壓和機艙環(huán)境適應性。
[0019]在示例中，供給至空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和/或流動控制系統(tǒng)的空氣為增壓空氣。增壓空氣可以被增壓成處于0與5巴之間、優(yōu)選地處于0與4巴之間的范圍內(nèi)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種用于飛行器的空氣產(chǎn)生設備。用于飛行器的空氣產(chǎn)生設備包括如上所述的空氣產(chǎn)生單元以及用于飛行器的流動控制系統(tǒng)。
[0021]在示例中，流動控制系統(tǒng)是主動式流動控制系統(tǒng)并且包括流體致動器，該流體致動器構造成提供相對于翼型件的表面的穩(wěn)定或不穩(wěn)定的氣流。相對于翼型部分的表面的氣流可以是沿表面的、正交的、切向的或其組合。氣流可以激勵翼型件的表面處的正分開的或已分開的邊界層以改變翼型件的空氣循環(huán)，從而例如引入控制力矩或減少抖振。
[0022]可以獲得至少一個流體致動器以從翼型件中的開口提供脈沖噴射。流體致動器可以利用閥或其他主動式流量影響裝置來提供脈沖流?？諝鈬娚淠軌蛲ㄟ^引入下述旋渦結構來延緩分離以獲得更大的氣流入射角:所述旋渦結構使翼型件的下游產(chǎn)生對流，從而激勵以其他方式分離的流動區(qū)域。
[0023]總之，主動式流動控制系統(tǒng)可以包括若干開口和至少一個流體致動器，所述至少一個流體致動器具有能夠連接至空氣源的入口。開口可以沿著例如前緣或平行于前緣呈并排關系分布。流體致動器可以設計成使得來自入口的空氣流向連接至開口的出口。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種飛行器。飛行器包括機艙、翼型件和如上所述的空氣產(chǎn)生單元，其中，該機艙具有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該翼型件具有流動控制系統(tǒng)，該空氣產(chǎn)生單元具有空氣供給裝置和控制單元。空氣供給裝置構造成向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和流動控制系統(tǒng)供給空氣?？刂茊卧獦嬙斐稍陲w行器的巡航狀態(tài)期間向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量比向流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量更大，并且構造成在飛行器的起飛和/或著陸狀態(tài)期間向流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量比向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量更大。
[0025]在示例中，流動控制系統(tǒng)的至少一部分布置在翼型件處。翼型件可以為襟翼、內(nèi)側襟翼、機翼、小翼、豎直或水平尾翼、縫翼、分接部、控制表面、安裝表面和/或機身部分。
[0026]在示例中，空氣產(chǎn)生單元至少部分地布置成靠近流動控制系統(tǒng)?？諝猱a(chǎn)生單元還可以至少部分地布置在翼型件處和/或緊挨著翼型件的機身區(qū)域中。
[0027]在示例中，通過翼型件處的進氣口來給空氣供給裝置提供空氣。換句話說，進氣口用作用以吸入至少部分的下述空氣的抽吸裝置:所述空氣用于機艙增壓和機艙環(huán)境適應性。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種用于操作飛行器中的空氣產(chǎn)生單元的方法。該方法包括控制空氣供給，從而在飛行器的巡航狀態(tài)期間向飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量比向飛行器的流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量更大，并且在飛行器的起飛和/或著陸狀態(tài)期間向流動控制系統(tǒng)提供的空氣的量比向空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供的空氣的量更大。
[0029]應當理解的是，根據(jù)獨立權利要求所述的用于飛行器的空氣產(chǎn)生單元、空氣產(chǎn)生設備、飛行器以及用于操作飛行器中的空氣產(chǎn)生單元的方法具有相似和/或相同的一一特別地，如從屬權利要求中所限定的一一優(yōu)選實施方式。應當進一步理解的是，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式還可以是從屬權利要求與相應的獨立權利要求的任一組合。
[0030]本發(fā)明的這些和其他方面將從下文