本公开涉及用于改进低入口压力冷却性能的空气循环机组系统和方法。提供一种用于具有改进的低入口压力冷却性能的飞行器的空气循环机(ACM)组系统。ACM组系统具有空气循环机(ACM)，该空气循环机具有在ACM轴上以串联的方式机械地耦接至至少一个涡轮机的至少一个压缩机。ACM组系统进一步具有耦接至ACM的至少一个压缩机并且与其流体连通的组式热交换器。ACM系统进一步具有以并联操作路径耦接至ACM的旁路气流组件并且具有旁路气流调节元件。旁路气流组件将通过旁路气流组件所提取的能量传递给ACM以有助于ACM组系统在低入口压力时的冷却性能，从而产生ACM组系统的改进的低入口压力冷却性能。
【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及飞行器空气调节系统和方法，更具体地，涉及用于改进在基于引气(bleed air)的飞行器空气调节系统中的空气循环机(ACM)组系统(air cyclemachine pack system)的低入口压力冷却性能的系统和方法。
技术介绍
一种用于飞行器空气调节系统的典型飞行器空气循环机组(ACM组)可包括一个或者多个热交换器、压缩机以及一个或者多个涡轮机。这些部件的尺寸适合用于在地面上和飞行中的各种冷却和气流标准。从入口至出口的压力差可获得用于操作ACM组的动力，并且出口压力由所规定的飞行器机舱压力限定。因此，当可用的入口压力减小时，ACM组的性能潜能也降低。当在较高的海拔高度操作时，由于通过相对固定压力比的飞行器引擎引气系统的外部环境气压降低，所以可使用的入口压力减小。当该入口压力降低至机组的冷却性能和气流性能的极限时，气流会减少以维持所需要的冷的输出温度或者输出温度可上升以通过使在涡轮机周围的一些气流迂回来维持所需要的气流。然而，当减少通过ACM组的动力时，压缩机和涡轮机偏离其最佳设计点并且可能变得低效，从而进一步使由于入口压力降低而产生的动力损耗加重。从而致使因入口压力下降而甚至使ACM组性能更大幅度地下降。近来，FAR(联邦航空条例)就飞行器乘客机舱中每个座位最小气流的规定使得入口压力降低时冷却性能与气流之间的问题复杂化，问题在于如果气流减少，则必须降低诸如货物等非座位用途。因此，ACM组需要被设计成不仅满足下拉性能，而且还满足海拔高度处可见的低入口压力的冷却和气流规定。这就要求平衡功能更为强大的机组的增大尺寸和重量并且由于热负荷、座位数目或者货物而对ACM组要求施加限制。因此，所需要的是一种用于改进基于引气的飞行器空气调节系统中空气循环机(ACM)组系统的低入口压力冷却性能且同时仍保持所需要的气流的改进飞行器系统和方法。
技术实现思路
满足了对改进飞行器系统和方法的需求。如在下面细节描述中所讨论的，改进的飞行器系统和方法的实施方式可提供超过现有系统和方法的重要优点。在一种实施方式中，提供一种用于飞行器的空气循环机(ACM)组系统。ACM组系统具有改进的低入口压力冷却性能。ACM组系统包括空气循环机(ACM)，该空气循环机包括在ACM轴上以串联方式机械地耦接至至少一个涡轮机的至少一个压缩机。ACM组系统进一步包括耦接至ACM的至少一个压缩机并且与ACM的至少一个压缩机流体连通的组式热交换器(pack heat exchanger)。ACM系统进一步包括以并联操作路径耦接至ACM的旁路气流组件(bypass airflow assembly)。旁路气流组件具有旁路气流调节元件。旁路气流组件将通过旁路气流组件所提取的能量传递至ACM以有助于ACM组系统处于低入口压力时的冷却性能，从而产生ACM组系统改进的低入口压力冷却性能。在另一实施方式中，提供了一种包括一个或者多个飞行器引擎的飞行器，每个飞行器引擎具有用于生成引气的引气系统。飞行器进一步包括限定具有飞行器机舱的内部体积的机身和与飞行器机舱分离的组分隔舱。飞行器进一步包括定位在组分隔舱(pack bay)中并且与飞行器机舱流体连通的飞行器空气调节系统。飞行器空气调节系统包括空气循环机(ACM)组系统。ACM组系统包括空气循环机(ACM)，空气循环机(ACM)包括在ACM轴上以串联方式机械地耦接至至少一个涡轮机的至少一个压缩机。ACM组系统进一步包括耦接至ACM的至少一个压缩机并且与ACM的至少一个压缩机流体连通的组式热交换器。ACM组系统进一步包括以并联操作路径耦接至ACM的旁路气流组件。旁路气流组件具有并联涡轮机阀。旁路气流组件将通过旁路气流组件所提取的能量传递至ACM以注意ACM组系统在低入口压力处的冷却性能，从而产生ACM组系统改进的低入口压力冷却性能。在另一实施方式中，提供一种用于改进空气循环机(ACM)组系统的低入口压力冷却性能的方法。该方法包括将空气循环机(ACM)组系统安装在飞行器的飞行器空气调节系统中的步骤。ACM组系统包括空气循环机(ACM)，空气循环机(ACM)包括在ACM轴上以串联的方式机械地耦接至至少一个涡轮机的至少一个压缩机。ACM组系统进一步包括耦接至ACM的至少一个压缩机并且与ACM的至少一个压缩机流体连通的组式热交换器。ACM组系统进一步包括被配置为用于耦接至ACM并且具有旁路气流调节元件的旁路气流组件。该方法进一步包括以并联操作路径耦接旁路气流组件与ACM的步骤。该方法进一步包括使用旁路气流组件从流经旁路气流组件的气流提取能量以获得所提取的能量的步骤。该方法进一步包括将所提取的能量从旁路气流组件传递至ACM以有助于空气循环机(ACM)组系统在低入口压力处的冷却性能，从而产生空气循环机(ACM)组系统改进的低入口压力冷却性能。在本公开的各种实施方式中可以独立实现所讨论的特性、功能、以及优点或者在又一些其他实施方式中可对所讨论的特性、功能、以及优点进行组合，参考下列描述和附图可以获得本公开中的进一步细节。【附图说明】参考结合示出了优选的和示例性的实施方式的附图的以下详细描述可更容易地理解本公开，但是附图不一定必须按比例绘制，在附图中:图1是示出了可以在飞行器的飞行器空气调节系统中整合了本公开的空气循环机(ACM)组系统的实施方式中的一个的飞行器的示意图；图2是示出了具有用于三轮组(three wheel pack)的并联祸轮机的本公开的空气循环机(ACM)组系统的实施方式的示意图；图3是示出了具有用于四轮组(four wheel pack)的并联祸轮机阀组件的本公开的空气循环机(ACM)组系统的另一实施方式的示意图；图4是示出了具有用于三轮组的涡轮压缩机(TC)组件的本公开的空气循环机(ACM)组系统的另一实施方式的示意图；图5是示出了具有用于三轮组的涡轮压缩机(TC)组件的本公开的空气循环机(ACM)组系统的另一实施方式的示意图；图6是示出了具有用于三轮组的涡轮压缩机(TC)组件的本公开的空气循环机(ACM)组系统的另一实施方式的示意图；图7是示出了飞行器的实施方式的功能框图，该飞行器示出了可包括本公开的空气循环机(ACM)组系统的实施方式的飞行器空气调节系统；图8是示出了示出本公开的方法的实施方式的流程图；图9是示出了飞行器生产和服务方法的流程图；以及图10是示出了飞行器的框图。【具体实施方式】在下文中，将参考附图更为全面地描述所公开的实施方式，附图中示出了一些但并非全部公开的实施方式。当然，可以提供多个不同的实施方式并且不得被解释为局限于本公开中所阐述的实施方式。更确切地，所提供的这些实施方式将使本公开更加全面并且将本公开的范围充分传递给本领域技术人员。现参考附图，图1是示出了可以在飞行器12的飞行器空气调节系统40中整合空气循环机组(ACM组)系统10的实施方式中的一个的飞行器12的示意图。如下面详细讨论的，ACM组系统10(见图2至图6)被设计成改进低入口压力冷却性能。此外，公开了一种用于改进空气循环机(ACM)组系统10 (见图2至图6)的低入口压力冷却性能的方法250 (见图8)。如图1中所示，飞行器12具有限定内部体积15的机身13。内部体积15可包括优选地用于乘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于飞行器的空气循环机组系统，所述系统具有改进的低入口压力冷却性能，所述系统包括：空气循环机，包括在空气循环机轴上以串联的方式机械地耦接至至少一个涡轮机的至少一个压缩机；组式热交换器，耦接至所述空气循环机的所述至少一个压缩机并且与所述空气循环机的所述至少一个压缩机流体连通；以及旁路气流组件，以并联操作路径耦接至所述空气循环机，所述旁路气流组件具有旁路气流调节元件，其中，所述旁路气流组件将通过所述旁路气流组件提取的能量传递至所述空气循环机以有助于所述空气循环机组系统在低入口压力时的冷却性能，从而产生所述空气循环机组系统的改进的低入口压力冷却性能。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·R·德宾，查尔斯·J·特特曼，丹尼尔·J·沙利文，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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