СИСТЕМА И СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОЙ ЗОНЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА Российский патент 2013 года по МПК B64D13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна.

Уровень техники

В настоящее время системы кондиционирования воздуха, предназначенные для вентиляции и создания давления в салоне и/или грузовом отсеке воздушного судна, работают по принципу вентиляции перемешиванием. При вентиляции перемешиванием, называемой также вентиляцией методом разбавления или вентиляцией сосредоточенной подачей струй через отверстия для впуска воздуха, которые обычно располагаются в потолочной области вентилируемой зоны воздушного судна, в указанную вентилируемую зону воздушного судна подают воздух с высоким импульсом и высокой скоростью (примерно от 0,7 до 3 м/с), при этом температуру подаваемого воздуха регулируют по мере необходимости. Вследствие высокого импульса и высокой скорости поступающего воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна образуются вторичные воздушные потоки, которые обеспечивают почти гомогенное смешивание поступающего воздуха с воздухом, находящимся в салоне, при этом принудительная конвекция доминирует над свободной конвекцией, индуцированной источниками тепла, а также холодными или теплыми поверхностями. Воздушные струи во вторичных потоках воздуха могут достигать скоростей, которые превышают пределы комфортности, допустимые для пассажиров и экипажа воздушного судна. Отвод отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна обычно осуществляют через воздуховыпускные отверстия, которые располагаются в области пола вентилируемой зоны воздушного судна. Отработанный воздух, выходящий через выпускные отверстия, как правило, по меньшей мере частично фильтруют, смешивают в смесителе со свежим воздухом из окружающей среды и, наконец, возвращают в вентилируемую зону воздушного судна. Для установления желаемого давления в салоне избыточный отработанный воздух может по мере необходимости отводиться в окружающую среду через регуляторы давления (перепускные клапаны), которые соединяют зону воздушного судна, находящуюся под давлением, с окружающей атмосферой.

При возникновении вторичных воздушных потоков неизбежно возникают области, в которых свободная конвекция и принудительная конвекция дополняют друг друга или складываются, и области, в которых свободная конвекция и принудительная конвекция противодействуют друг другу. Поэтому результирующий пространственный поток содержит области с высокой и низкой скоростями течения. Разность скоростей течения повышается при увеличении тепловой нагрузки. Далее за счет относительно сфокусированного введения холодного воздуха, образования струи, неравномерной скорости и введения охлаждающей нагрузки в вентилируемую зону воздушного судна может происходить неравномерное распределение температуры. Кроме того, подача очень холодного воздуха в салон воздушного судна приводит к однозначному ограничению комфорта пассажиров и членов экипажа. Поэтому разность между температурой воздуха, поступающего через впускные отверстия, и температурой в вентилируемой зоне воздушного судна не должна быть очень большой. Однако высокие тепловые нагрузки могут быть отведены только при помощи соответствующих высоких объемных потоков воздуха, которые требуют подачи воздуха с очень высокой скоростью и/или увеличения воздуховыпускных отверстий. Это может приводить к возникновению сквозняков, вызывающих неприятные ощущения, а также мешающих шумов.

Малое расстояние между впускными отверстиями и сиденьями пассажиров в пассажирских воздушных судах ограничивают возможную длину струи и скорость воздуха, поступающего через впускные отверстия. Однако при определенных обстоятельствах по меньшей мере в одних локальных областях могут возникать скорости воздуха, превышающие границы комфорта, а в то же время в других областях салона не обеспечивается достаточная вентиляция. Кроме того, отдельные помещения, предусмотренные в пассажирском салоне, например, бортовая кухня, зоны отдыха для членов экипажа или зоны расположения баров, а также занавеси, применяемые для зонирования пассажирского салона, мешают образованию вторичных потоков, характерных для вентиляции перемешиванием, следствием чего также могут быть ограничения комфорта для пассажиров и членов экипажа по меньшей мере в локально ограниченных областях салона. К тому же, частично турбулентные воздушные потоки, устанавливающиеся при вентиляции перемешиванием, из-за малой относительной влажности в пассажирском салоне, составляющей всего от 5 до 15%, усиливают высыхание кожи, глаз и слизистой оболочки.

Еще один недостаток принципа вентиляции перемешиванием состоит в том, что вредные вещества быстро распространяются образующимися воздушными потоками по всему поперечному сечению потока в воздушном судне, чему способствуют и продольные течения. Это особенно проблематично в случае пожара с образованием дыма, поскольку дым так быстро распространяется вследствие характеристик воздушных потоков, возникающих при вентиляции перемешиванием, что не остается ни одной не задымленной зоны.

И, наконец, пассажирский салон, который обслуживается кондиционером, работающим по принципу вентиляции перемешиванием, можно разделить в продольном направлении только на одну зону кондиционирования воздуха. Это приводит к сильному ограничению гибкости при конструировании пассажирского салона вопреки постоянно возрастающим требованиям рынка.

В прошлом за счет установки развлекательных электронных систем для пассажиров, систем освещения и т.п. постоянно увеличивалась тепловая нагрузка, которую требовалось отводить из салона воздушного судна. Если эта тенденция сохранится, в будущем станет все сложнее найти разумный компромисс между комфортной температурой или скоростью воздуха и надлежащим теплоотводом при эксплуатации системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, работающей по принципу вентиляции перемешиванием.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание системы и способа кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна, которые обеспечат надлежащий отвод даже высоких тепловых нагрузок из вентилируемой зоны воздушного судна и одновременно позволят создать комфортные окружающие условия для пассажиров и членов экипажа, находящихся в указанной вентилируемой зоне воздушного судна.

Для решения этой задачи система кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна содержит устройство подготовки воздуха, предназначенное для подготовки и кондиционирования воздуха, который подают в вентилируемую зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме. Вентилируемая зона воздушного судна может представлять собой пассажирский салон, отдельный отсек пассажирского салона или даже другую зону воздушного судна, например, грузовое помещение или отдельный отсек грузового помещения. Устройство подготовки воздуха может содержать компрессорную установку. Указанная компрессорная установка может быть выполнена, например, в виде установки с воздушным холодильным циклом, в которую подают воздух, отбираемый от двигателя воздушного судна, от компрессоров воздушного судна или от любого другого источника воздуха. Предпочтительно устройство подготовки воздуха или компрессорная установка устройства подготовки воздуха предназначены также для того, чтобы осушать воздух, подаваемый в вентилируемую зону воздушного судна. Кроме того, устройство подготовки воздуха содержит также смеситель, в котором кондиционированный воздух, подготовленный компрессорной установкой, смешивают с рециркуляционным воздухом для того, чтобы регулировать температуру и/или влажность воздуха, подаваемого устройством подготовки воздуха. Точную регулировку температуры отдельных зон кондиционирования воздуха можно осуществлять путем подачи дополнительного горячего воздуха в направлении потока от смесителя. Горячий воздух можно отводить от потока, отбираемого от двигателей воздушного судна, или от любого другого источника горячего воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому можно также по мере необходимости нагревать кондиционированный воздух, поступающий от устройства подготовки воздуха, до желаемой температуры при помощи соответствующего нагревательного устройства, например, электрического нагревательного устройства.

Первый конец приточного канала системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению соединен с устройством подготовки воздуха. Второй конец указанного приточного канала соединен с впускным отверстием для воздуха, которое расположено вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Таким образом, приточный канал осуществляет связь между устройством подготовки воздуха и впускным отверстием. Система согласно изобретению может содержать только одно обширное впускное отверстие. Альтернативно этому может быть предусмотрено множество впускных отверстий, расположенных вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Так, например, можно предусмотреть несколько обширных впускных отверстий. При необходимости приточный канал можно также выполнить разветвленным для того, чтобы через все впускные отверстия подавать воздух, подготовленный в устройстве подготовки воздуха.

Наконец, система кондиционирования воздуха согласно изобретению содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью обеспечения подачи воздуха, подготовленного в устройстве подготовки воздуха, через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна вблизи пола и подъем воздуха к источникам тепла, имеющимся в вентилируемой зоне воздушного судна. Иными словами, управляющее устройство обеспечивает такое давление в приточном канале, при котором воздух выходит из впускного отверстия со значительно более низким импульсом и скоростью, чем в случае системы, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. Управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок для управления устройством подготовки воздуха, который обеспечивает подачу воздуха от устройства подготовки воздуха в приточный канал под желаемым давлением. Это управляющее устройство можно также использовать для того, чтобы желаемым образом регулировать количество и влажность воздуха, подготовленного в устройстве подготовки воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому управляющее устройство может также содержать механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в приточном канале.

В зоне воздушного судна, вентилируемой при помощи системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, имеют место совершенно иные характеристики потоков, чем в случае системы, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. В частности, вторичные воздушные потоки не образуются. Скорость и импульс воздуха, выходящего из впускного отверстия, оказывают влияние на пространственный поток в вентилируемой зоне воздушного судна только в непосредственной близости от впускного отверстия. Вместо этого характеристики потоков в вентилируемой зоне воздушного судна определяются тепловыми эффектами, в частности, подъемными силами, создаваемыми источниками тепла, которые имеются в вентилируемой зоне воздушного судна. При этом характеристики потоков, возникающих в зоне воздушного судна, вентилируемой при помощи системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, аналогичны характеристикам потоков в здании, вентилируемом при помощи вентиляции вытеснением.

Скорость потока, с которой воздух, подготовленный в устройстве подготовки воздуха, выходит из впускного отверстия, как указано выше, зависит от давления воздуха в приточном канале, а также от проходного сечения одного или нескольких впускных отверстий. Если впускное отверстие имеет постоянное проходное сечение, управляющее устройство регулирует давление воздуха в приточном канале таким образом, чтобы при прохождении воздуха через поперечное сечение впускного отверстия обеспечивать такие скорость и импульс потока, при которых в вентилируемой зоне воздушного судна создаются желаемые, заранее определенные характеристики потока. В альтернативном случае впускное отверстие может иметь также переменное проходное сечение. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью регулирования как давления воздуха в приточном канале, так и проходного сечения впускного отверстия таким образом, чтобы воздух выходил из впускного отверстия со скоростью и импульсом, при которых в вентилируемой зоне воздушного судна создаются желаемые, заранее определенные характеристики потока. Альтернативно этому можно использовать отдельное управляющее устройство, например, электронное управляющее устройство, для управления переменным проходным сечением впускного отверстия.

Устройство подготовки воздуха, применяемое в воздушном судне, в энергетически эффективном режиме может обеспечивать получение только ограниченного объемного потока воздуха. Поэтому температуру воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна можно лишь в ограниченной степени регулировать путем регулирования подачи объемного потока воздуха в вентилируемую зону воздушного судна. При этом управляющее устройство системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению, например, путем соответствующего управления устройством подготовки воздуха, обеспечивает подачу воздуха, поступающего от устройства подготовки воздуха через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, с такой температурой, которая позволяет установить требуемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна. Температуру воздуха, подготовленного устройством подготовки воздуха, можно регулировать, например, соответствующим изменением температуры воздуха, получаемого при помощи компрессорной установки устройства подготовки воздуха, подмешивания рециркуляционного воздуха к воздуху, получаемому при помощи компрессорной установки в смесителе устройства подготовки воздуха и/или путем подмешивания горячего воздуха ниже по направлению потока от смесителя. Регулирование температуры воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна можно осуществлять при помощи сигналов, которые передает на управляющее устройство температурный датчик, расположенный в вентилируемой зоне воздушного судна.

В системе кондиционирования воздуха согласно изобретению кондиционированный воздух подают в вентилируемую зону воздушного судна со значительно более низкой скоростью и значительно более низким импульсом, чем в случае системы кондиционирования, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. Поэтому система согласно изобретению позволяет надежно исключить шумы, которые создаются системой кондиционирования, работающей по принципу вентиляции перемешиванием, за счет подачи воздуха с высокой скоростью. Кроме того, при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению в вентилируемой зоне воздушного судна не образуются вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием. Воздух скорее распространяется по всей поверхности пола в вентилируемой зоне воздушного судна и путем свободной конвекции медленно поднимается к источникам тепла. Таким образом, пространственный поток в вентилируемой зоне воздушного судна характеризуется в целом низкими скоростями перемещения воздуха. Это исключает появление сквозняков, которые ограничивают комфорт пассажиров и членов экипажа. Кроме того, уменьшается высыхание кожи, глаз и слизистой оболочки, поэтому сухой воздух вызывает гораздо меньшие неприятные ощущения. И, наконец, меньший воздухообмен на поверхностях, расположенных в вентилируемой зоне воздушного судна, приводит к меньшему загрязнению облицовки салона.

Еще одно достоинство характеристики потока, который возникает в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, заключается в том, что вредные вещества и возбудители болезней не распространяются равномерно в поперечном направлении. Это обеспечивает существенное улучшение качества воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна. Особенно полезными являются характеристики потока, возникающего в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, в случае пожара с образованием дыма, поскольку дым не так быстро распространяется в вентилируемой зоне воздушного судна. Кроме того, за счет подачи воздуха через впускное отверстие, расположенное вблизи пола, в области пола образуется воздушный слой, содержащий главным образом чистый воздух и поэтому менее загрязненный дымом. При этом пассажиры и члены экипажа могут, например, бежать, согнувшись, или ползти по полу вдоль аварийного освещения, вдыхая меньше загрязненного воздуха.

Поскольку характеристики потока, образующегося в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, больше не определяются принудительным течением вторичных потоков, обеспечивается основа для гибкого зонирования вентилируемой области воздушного судна, хотя необходимые расходы на создание отдельных зон кондиционирования воздуха (датчики, нагреватели, система подачи горячего воздуха, воздуховоды) сохраняются. При использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению вентилируемый салон воздушного судна можно разделить, например, на отдельные зоны кондиционирования воздуха также в поперечном направлении. Это в значительной степени повышает гибкость конструкции салона.

Система кондиционирования воздуха согласно изобретению обеспечивает также отвод высоких тепловых нагрузок из вентилируемой зоны воздушного судна. Кроме того, она может особенно хорошо реагировать на отдельные варьирующиеся тепловые нагрузки. В частности, управляющее устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения индивидуальной вентиляции и терморегулирования в отдельных зонах воздушного судна. Иными словами, скорость и/или температура воздуха, поступающего из впускного отверстия в вентилируемую зону воздушного судна, может варьировать от одной зоны воздушного судна к другой для того, чтобы реагировать на различные тепловые нагрузки или на различное потребление тепла в отдельных зонах воздушного судна.

В предпочтительной форме осуществления системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению управляющее устройство обеспечивает подачу воздуха от устройства подготовки воздуха через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с. Скорость подачи воздуха выбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, исключить образование вторичных воздушных потоков, а, с другой стороны, не вызывать у пассажиров ощущения сквозняка, которое не возникает в том случае, когда скорость воздушного потока вблизи мест пассажиров лежит ниже комфортной границы, составляющей примерно 0,25 м/с. При этом предпочтительная скорость подачи воздуха зависит от расстояния между впускным отверстием и местами пассажиров. Если воздух вводят вблизи мест пассажиров, скорость воздушного потока предпочтительно составляет примерно 0,25 м/с. При такой конфигурации, когда между впускным отверстием и местами пассажиров имеется большее расстояние или когда приточный воздух поступает в вытеснительную систему квазиламинарно, можно выбрать более высокую скорость воздушного потока, которая, однако, должна быть снижена вблизи мест пассажиров до такой степени, чтобы сохранить ее в комфортных границах.

Вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна может быть расположено одно и/или несколько отверстий для впуска воздуха. В частности, когда предусмотрено несколько впускных отверстий, они могут быть распределены по всему полу вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно этому можно также сконцентрировать впускные отверстия на одном или нескольких определенных участках пола. Если вентилируемой зоной воздушного судна является пассажирский салон, то впускные отверстия могут быть расположены, например, на участке пола пассажирского салона, образующем проход, или под пассажирскими сиденьями.

Одно или несколько впускных отверстий могут располагаться также в близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. В частности, в тех случаях, когда используют несколько впускных отверстий, они могут быть распределены по всей прилежащей к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно этому представляется возможным сконцентрировать впускные отверстия на одном или нескольких определенных участках близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Кроме того, можно расположить одно или несколько впускных отверстий в области пола вентилируемой зоны воздушного судна и дополнительно предусмотреть одно или несколько впускных отверстий в близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна.

Предпочтительный вариант осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению содержит также устройство подготовки и кондиционирования вспомогательного воздуха, который подают в зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме. Устройство подготовки вспомогательного воздуха может представлять собой отдельное устройство, которое имеет конструкцию, аналогичную устройству подготовки основного воздуха. Альтернативно этому устройство подготовки вспомогательного воздуха может быть образовано устройством подготовки основного воздуха, встроено в устройство подготовки основного воздуха или связано с устройством подготовки основного воздуха. Важным является то, что вспомогательный воздух поступает к впускному отверстию для вспомогательного воздуха отдельно от основного воздуха, который поступает к впускному отверстию, при этом давление, температура и влажность и/или количество вспомогательного воздуха регулируется предпочтительно независимо от давления, температуры и влажности и/или количества основного воздуха, поступающего к впускному отверстию.

Устройство подготовки вспомогательного воздуха предпочтительно соединено с первым концом канала подачи вспомогательного воздуха. Второй конец канала подачи вспомогательного воздуха может быть соединен с впускным отверстием для вспомогательного воздуха, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Впускное отверстие для вспомогательного воздуха может иметь большие размеры или щелевидную форму. Альтернативно этому можно использовать несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха. Канал подачи вспомогательного воздуха может быть, соответственно, разветвленным, чтобы подавать вспомогательный воздух, подготовленный устройством подготовки вспомогательного воздуха, ко всем впускным отверстиям для вспомогательного воздуха.

Одно или несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха могут быть расположены в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно или дополнительно одно или несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха могут быть расположены в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Для впускных отверстий для вспомогательного воздуха, расположенных в области боковой стенки и в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, могут быть предусмотрены отдельные устройства подготовки вспомогательного воздуха и/или каналы подачи вспомогательного воздуха. Можно также одно устройство подготовки вспомогательного воздуха соединить соответствующими каналами подачи вспомогательного воздуха с впускными отверстиями для вспомогательного воздуха, расположенными в области боковой стенки и в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна.

Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна в плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, т.е., примерно горизонтально на высоте впускного отверстия для вспомогательного воздуха, и подъем воздуха к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Вспомогательное управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок, предназначенный для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха. Этот управляющий блок может управлять устройством подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы обеспечивать поступление воздуха в канал подачи вспомогательного воздуха под желаемым давлением. Указанный управляющий блок можно использовать также для того, чтобы обеспечивать получение желаемого количества и желаемой влажности воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому устройство подготовки вспомогательного воздуха может содержать также механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в канале подачи вспомогательного воздуха. Эти механические компоненты могут иметь электронное или электрическое управление, для чего можно использовать электронный или электрический управляющий блок, который применяется также для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха.

Вспомогательное управляющее устройство предпочтительно выполнено с возможностью обеспечения подачи вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью максимум 1 м/с. При такой скорости подачи воздуха и при соответствующем ей импульсе подаваемого вспомогательного воздуха обеспечивается получение характеристик воздушного потока в вентилируемой зоне воздушного судна, которые описаны выше.

Если вспомогательный воздух поступает в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с указанной скоростью и с соответствующим ей импульсом, таким образом, что в вентилируемой зоне воздушного судна возникает поток с вышеуказанными характеристиками, т.е. вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, не образуются, вышеописанные достоинства применения системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению полностью сохраняются. Одновременно подача вспомогательного воздуха с немного более высокой скоростью, чем скорость подачи основного воздуха через впускное отверстие, и/или с немного более низкой температурой, чем температура основного воздуха, подаваемого через впускное отверстие, обеспечивает гибкую регулировку мощности системы кондиционирования согласно изобретению в определенных ситуациях, например, при наземной эксплуатации воздушного судна. Благодаря этому постоянно, например, даже при высоких тепловых нагрузках, обеспечивается надлежащий теплоотвод из вентилируемой зоны воздушного судна.

Кроме того, вспомогательное управляющее устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой температурой, которая позволяет установить желаемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна.

Вспомогательное управляющее устройство может быть выполнено как отдельное устройство. Однако предпочтительно вспомогательное управляющее устройство по меньшей мере частично образовано компонентами основного управляющего устройства, предназначенного для управления скоростью и температурой воздуха, поступающего через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, или встроено в это устройство.

Вспомогательное управляющее устройство может быть также выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, а свободная конвекция в вентилируемой зоне воздушного судна в значительной части подавлялась. Такое управление скоростью вспомогательного воздуха может быть целесообразным в определенных ситуациях, например, во время нахождения воздушного судна на земле, когда из вентилируемой зоны воздушного судна приходится отводить особенно высокие тепловые нагрузки. Регулирование скоростей основного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие, и вспомогательного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха может также происходить таким образом, чтобы в верхней области вентилируемой зоны воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, в то время как нижняя область вентилируемой зоны воздушного судна определялась свободной конвекцией.

И, наконец, вспомогательное управляющее устройство может быть также выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы воздух в вентилируемой зоне воздушного судна в области плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, т.е., примерно на высоте впускного отверстия для вспомогательного воздуха, распределялся горизонтально и поднимался к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, или с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием. Это обеспечивает особенно гибкую регулировку мощности кондиционирования системы кондиционирования воздуха согласно изобретению в определенных ситуациях. Подача вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха также может быть особенно полезной в тех случаях, когда процессы нагревания и охлаждения используют при отсутствии пассажиров на борту, например, при первом испытательном полете воздушного судна в холодный или жаркий день.

Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью меньшей, чем скорость подачи основного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие. Вспомогательное управляющее устройство предпочтительно выполнено с возможностью регулирования скорости подачи воздуха из впускного отверстия для вспомогательного воздуха, расположенного в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, таким образом, чтобы воздух медленно "вытекал" из впускного отверстия для вспомогательного воздуха и, благодаря этому в значительной степени вызывал соответствующий эффект в области потолка и прохода вентилируемой зоны воздушного судна.

Так, например, вспомогательное управляющее устройство может обеспечивать подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью <1 м/с. Вспомогательное управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха. Этот управляющий блок может управлять устройством подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы обеспечивать подачу воздуха от устройства подготовки вспомогательного воздуха в канал подачи вспомогательного воздуха под желаемым давлением. Этот управляющий блок можно использовать также для того, чтобы желаемым образом регулировать количество и влажность воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому вспомогательное управляющее устройство может также содержать механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в канале подачи вспомогательного воздуха. Эти механические компоненты могут иметь электрическое или электронное управление. Для этого можно использовать электрический или электронный управляющий блок, который применяют также для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха.

Вспомогательное управляющее устройство для управления скоростью воздуха, подаваемого в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, может быть выполнено как отдельное устройство. Однако предпочтительно вспомогательное управляющее устройство по меньшей мере частично образовано компонентами основного управляющего устройства, предназначенного для управления скоростью и температурой воздуха, поступающего через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, и/или вспомогательного управляющего устройства для управления скоростью воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, или встроено в это управляющее устройство.

Вспомогательное управляющее устройство для управления скоростью воздуха, подаваемого в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, может быть также выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, с температурой более низкой, чем температура воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна.

В системе кондиционирования воздуха согласно изобретению, благодаря соответствующей регулировке характеристик потоков в вентилируемой зоне воздушного судна, в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна можно расположить выпускное отверстие для отвода отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна. Выпускное отверстие может быть выполнено, например, в форме щели в облицовке потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Однако в случае необходимости в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна может быть предусмотрено несколько выпускных отверстий или область потолка вентилируемой зоны воздушного судна может быть сделана воздухопроницаемой. Альтернативно или дополнительно к этому одно или несколько выпускных отверстий можно выполнить в лампах, расположенных в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Для того чтобы обеспечить надлежащий отвод отработанного воздуха через область потолка вентилируемой зоны воздушного судна, область пола и боковые области вентилируемой зоны воздушного судна предпочтительно должны быть достаточно воздухонепроницаемыми.

Выпускное отверстие предпочтительно соединено посредством соединительного канала с регулятором давления для установления желаемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна. Соединительный канал предпочтительно проходит вдоль оболочки воздушного судна и повторяет, например, расположение шпангоута. При необходимости можно также соединить несколько регуляторов давления соответствующими соединительными каналами с одним или несколькими выпускными отверстиями для отвода отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна.

Поскольку выпускное отверстие в системе кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению расположено в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, регулятор давления может быть расположен в боковой области верхней части оболочки фюзеляжа воздушного судна или в боковой области нижней части оболочки фюзеляжа воздушного судна. Кроме того, возможно также размещение регулятора давления в гермошпангоуте или встраивание регулятора давления в существующий отводящий воздушный канал. В этом случае проходное сечение в регуляторе давления должно быть выполнено таким образом, чтобы обеспечивать надлежащее функционирование регулятора давления даже при очень малой разности давлений, действующей на регулятор давления. Благодаря конструкции системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению с выпускным отверстием для воздуха, расположенным в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, обеспечивается значительно более высокая гибкость при выборе расположения одного или нескольких регуляторов давления.

Если один или несколько регуляторов давления, предназначенных для установления желаемого давления в одной или всех вентилируемых зонах воздушного судна, где создается давление, в отличие от известных ранее систем не требуется размещать в области пола в нижней части фюзеляжа воздушного судна, то указанную нижнюю часть оболочки фюзеляжа воздушного судна не обязательно использовать для размещения трубопроводов, соединенных с одним или несколькими регуляторами давления, но можно найти ей альтернативное применение. Так, например, эту область можно использовать в качестве дополнительного грузового отсека, в котором для оптимизации веса вместо обычных боковых ограничительных стенок из препрега можно выполнить боковые ограничительные стенки из огнестойкого листового материала. Кроме того, под полом может располагаться частично или полностью невентилируемая область.

При этом иногда можно отказаться от теплоизоляции нижней части фюзеляжа воздушного судна, поскольку больше не требуется защищать от низких температур трубопроводы, проходящие в области пола в нижней части фюзеляжа воздушного судна. Однако отказ от теплоизоляции нижней части фюзеляжа воздушного судна целесообразен только в тех случаях, когда охлаждение этой области не имеет значения. Это имеет место, например, когда температура воздуха в грузовом отсеке, расположенном в нижней части фюзеляжа воздушного судна, может/должна быть низкой, и в нижней части фюзеляжа воздушного судна не предусмотрены помещения для отдыха членов экипажа. Для того чтобы предотвратить слишком сильное охлаждение неизолированной нижней части фюзеляжа воздушного судна, в нижнюю часть фюзеляжа воздушного судна или в грузовой отсек, расположенный в нижней части фюзеляжа воздушного судна, можно подавать нагретый воздух из пассажирского салона. Отказ от теплоизоляции нижней части фюзеляжа воздушного судна обеспечивает выгодное снижение веса. Кроме того, увеличивается полезное пространство в нижней части фюзеляжа воздушного судна, которое можно использовать, например, в качестве грузового отсека.

Если нижняя часть фюзеляжа воздушного судна не изолирована, предпочтительно отказаться от соединения между областью, расположенной под полом в неизолированной нижней части фюзеляжа воздушного судна, и пассажирским салоном. Однако следствием этого является невозможность выравнивания давления между областью, расположенной под полом, и салоном. Для того чтобы в случае внезапного падения давления в области, расположенной под полом, например, в грузовом отсеке, расположенном в указанной области, или в салоне обеспечить быстрое выравнивание давления и предотвратить повреждение конструкции фюзеляжа, предпочтительно иметь подвижное устройство выравнивания давления, которое в случае необходимости выравнивает давление между областью, расположенной под полом, и пассажирским салоном. Устройство выравнивания давления может представлять собой подвижную заслонку или клапан ограничения давления, которые для обеспечения выравнивания давления открывают соединение между областью, расположенной под полом, и пассажирским салоном в случае превышения предварительно установленной разности между давлением в области, расположенной под полом, и давлением в пассажирском салоне.

Поскольку, как указано выше, соединение между грузовым отсеком в области расположенной под полом неизолированной нижней части фюзеляжа воздушного судна, и пассажирским салоном отсутствует, такая конструкция препятствует также поступлению в пассажирский салон газов и запахов, возникающих в грузовом отсеке. Особенно хорошая вентиляция грузового отсека обеспечивается в тех случаях, когда грузовой отсек сообщается с окружающей атмосферой при помощи вентиляционного устройства, выполненного, например, в форме устройства Вентури или заслонки.

Вышеуказанные аспекты описаны применительно к системе кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению. Однако их можно реализовать независимо от системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению и независимо друг от друга. Так, например, выпускное отверстие для отвода отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, может быть связано соединительным каналом с регулятором давления, расположенным в боковой области верхней части фюзеляжа воздушного судна или в боковой области нижней части фюзеляжа воздушного судна для установления желаемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна, даже в том случае, когда выпускное отверстие является не составной частью системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению, а, например, компонентом системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. Аналогичным образом независимо от наличия системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению можно также отказаться от теплоизоляции нижней части фюзеляжа воздушного судна, предусмотреть подвижное устройство выравнивания давления между областью, расположенной под полом, и пассажирским салоном и/или оснастить грузовой отсек вентиляционным устройством для обеспечения сообщения грузового отсека с окружающей атмосферой.

Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также воздухоотводный канал, который соединен с выпускным отверстием и обеспечивает отвод отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна через выпускное отверстие в направлении места выпуска воздуха. Воздухоотводный канал предпочтительно проходит по меньшей мере частично вдоль потолка вентилируемой зоны воздушного судна. В воздухоотводном канале может быть установлено всасывающее устройство, например, вентилятор или компрессор, чтобы обеспечить активное всасывание отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно этому воздухоотводный канал можно также использовать в пассивном режиме. В этом случае отработанный воздух выходит под действием разности давлений между вентилируемой зоной воздушного судна и воздухоотводным каналом и поступает по воздухоотводному каналу к месту выпуска.

Если вентилируемая зона воздушного судна представляет собой пассажирский салон или отсек пассажирского салона, воздухоотводный канал может быть ограничен, например, верхней оболочкой фюзеляжа воздушного судна, панельными элементами облицовки потолка пассажирского салона, а также боковыми разделительными элементами или багажными секциями, расположенными в пассажирском салоне. Альтернативно этому воздухоотводный канал может быть также образован трубой, которая проходит предпочтительно вдоль потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Еще одна возможность состоит в том, чтобы отводить отработанный воздух через сообщающиеся друг с другом багажные секции и использовать при этом осветительные приборы в качестве впускного устройства.

На холодных поверхностях в воздухоотводном канале, которые вступают в контакт с отработанным воздухом, может образовываться конденсационная влага. Для предотвращения проникновения этой конденсационной влаги в вентилируемую или иную зону воздушного судна, в воздухоотводном канале предпочтительно установлено устройство защиты от конденсационной влаги. Это устройство собирает конденсационную влагу, образующуюся в воздухоотводном канале, и обеспечивает ее отвод или распыление во внешней среде. Устройство защиты от конденсационной влаги может представлять собой, например, нетканое иглопробивное полотно, расположенное в воздухоотводном канале.

Воздухоотводный канал предпочтительно сконструирован и расположен таким образом, чтобы проходящий по нему отработанный воздух вступал в тепловой контакт с тепловыделяющими компонентами для того, чтобы отводить теплоту от указанных тепловыделяющих компонентов. Тепловыделяющие компоненты могут представлять собой, например, системы, установленные в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, в частности, осветительные или электронные элементы. Такая конструкция воздухоотводного канала позволяет оптимально использовать охлаждающую энергию отработанного воздуха, что является особенно полезным при высоких тепловых нагрузках.

Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также рециркуляционный канал, который соединен с выпускным отверстием или с отдельным от выпускного отверстия рецикуляционным выпускным отверстием и который служит для того, чтобы возвращать отработанный воздух из вентилируемой зоны воздушного судна в устройство подготовки воздуха или в устройство подготовки вспомогательного воздуха. Рециркуляционный канал может, например, ответвляться от воздухоотводного канала. Альтернативно этому воздухоотводный канал может служить только для отвода отработанного воздуха, а рециркуляционный канал соединяют с одним или несколькими рециркуляционными выпускными отверстиями, выполненными отдельно от основного выпускного отверстия. Одно или несколько рециркуляционных выпускных отверстий могут быть расположены, например, в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Рециркуляционный воздух, который отводится из вентилируемой зоны воздушного судна через рециркуляционное выпускное отверстие, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, обычно является более холодным, чем отработанный воздух, отводимый из области потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Использование для рециркуляции более холодного воздуха создает энергетические преимущества, которые выгодно реализуются при конструировании системы кондиционирования воздуха. Отработанный воздух, возвращаемый по рециркуляционному каналу, может поступать, например, в смеситель устройства подготовки воздуха и/или устройства подготовки вспомогательного воздуха.

Способом кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению при помощи устройства подготовки воздуха, которые может быть выполнено, как описано, выше, обеспечивают подачу воздуха в зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме. Воздух, подготовленный устройством подготовки воздуха, подают от устройства подготовки воздуха по приточному каналу к впускному отверстию, которое расположено в области пола вентилируемой зоны воздушного судна. Управляющее устройство обеспечивает подачу воздуха, подготовленного устройством подготовки воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие с такой скоростью, чтобы воздух распределялся вблизи пола вентилируемой зоны воздушного судна и поднимался к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Кроме того, управляющее устройство обеспечивает подачу воздуха, подготовленного устройством подготовки воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие с такой температурой, которая позволяет установить в вентилируемой зоне воздушного судна желаемую температуру воздуха.

Управляющее устройство предпочтительно обеспечивает подачу воздуха, подготовленного устройством подготовки воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с.

В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению воздух подают в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие, которое расположено в области пола вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно или дополнительно к этому воздух можно также подавать в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие, которое расположено вблизи пола в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Воздух может поступать в вентилируемую зону воздушного судна только через одно впускное отверстие. Альтернативно этому возможно также подавать воздух в вентилируемую зону воздушного судна через несколько впускных отверстий.

При дальнейшем усовершенствовании способа согласно изобретению в зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме, при помощи устройства подготовки вспомогательного воздуха дополнительно подают вспомогательный воздух. Вспомогательный воздух можно подавать от устройства подготовки вспомогательного воздуха по каналу подачи вспомогательного воздуха через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в вентилируемой зоне воздушного судна.

Вспомогательный воздух можно подавать в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки и/или в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна.

Вспомогательное управляющее устройство обеспечивает подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, чтобы воздух распределялся в вентилируемой зоне воздушного судна в плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, и поднимался к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Так, например, вспомогательное управляющее устройство обеспечивает подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью максимум 1 м/с.

Кроме того, вспомогательное управляющее устройство предпочтительно обеспечивает подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна с такой температурой, которая позволяет установить желаемую температуру воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна.

Вспомогательное управляющее устройство может также обеспечивать подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, а свободная конвекция в вентилируемой зоне воздушного судна в значительной части подавлялась. И, наконец, вспомогательное управляющее устройство может также обеспечивать подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, при необходимости через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы воздух распределялся в вентилируемой зоне воздушного судна в плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, т.е., примерно горизонтально на высоте впускного отверстия для вспомогательного воздуха, и поднимался к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, или чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством подготовки вспомогательного воздуха, поступал в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием.

Подготовка вспомогательного воздуха устройством подготовки вспомогательного воздуха и подача вспомогательного воздуха в вентилируемую зону воздушного судна предпочтительно происходит только в определенных ситуациях, например, когда требуется особенно эффективная вентиляция вентилируемой зоны воздушного судна.

Вспомогательное управляющее устройство предпочтительно обеспечивает подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью меньшей, чем скорость подачи основного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие. При помощи вспомогательного управляющего устройства предпочтительно регулируют скорость подачи воздуха из впускного отверстия для вспомогательного воздуха, расположенного в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, таким образом, чтобы воздух медленно "вытекал" из впускного отверстия для вспомогательного воздуха и, благодаря этому в значительной степени создавал соответствующий эффект в области потолка и прохода вентилируемой зоны воздушного судна.

Так, например, вспомогательное управляющее устройство может обеспечивать подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью <1 м/с.

Вспомогательное управляющее устройство, предназначенное для регулирования скорости воздуха, подаваемого в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, предпочтительно обеспечивает также подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, с температурой более низкой, чем температура воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна.

Отработанный воздух предпочтительно выводят из вентилируемой зоны воздушного судна через выпускное отверстие, которое расположено в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна и соединено посредством соединительного канала с регулятором давления. Для установления желаемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна отработанный воздух при помощи регулятора давления может отводиться в окружающую атмосферу.

Отработанный воздух предпочтительно выводят из вентилируемой зоны воздушного судна по мере необходимости для установления желаемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна в окружающую атмосферу через регулятор давления, расположенный в боковой области верхней части оболочки фюзеляжа воздушного судна или в боковой области нижней части оболочки фюзеляжа воздушного судна.

Отработанный воздух может отводиться из вентилируемой зоны воздушного судна по воздухоотводному каналу, который соединен с выпускным отверстием и по меньшей мере частично проходит вдоль потолка вентилируемой зоны воздушного судна в направлении выпуска воздуха.

Конденсационную влагу в воздухоотводном канале предпочтительно улавливают при помощи устройства защиты от конденсационной влаги.

Отработанный воздух, проходящий по воздухоотводному каналу, может вступать в тепловой контакт с тепловыделяющими компонентами, установленными в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, для того, чтобы отводить теплоту от указанных тепловыделяющих компонентов.

Отработанный воздух, отводимый из вентилируемой зоны воздушного судна через выпускное отверстие и/или рециркуляционное выпускное отверстие, отдельное от выпускного отверстия, может возвращаться по рециркуляционному каналу, связанному с выпускным отверстием и/или рециркуляционным выпускным отверстием, в устройство подготовки воздуха и/или устройство подготовки вспомогательного воздуха.

Краткое описание графических материалов

Далее приведено более подробное описание предпочтительных форм осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых представлены:

Фигура 1 - поперечный разрез фюзеляжа воздушного судна, на котором наглядно показано распределение потоков, возникающих при вентиляции пассажирского салона при помощи системы кондиционирования воздуха известного уровня техники, работающей по принципу вентиляции перемешиванием.

Фигура 2 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи первого варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 3 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи второго варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 4 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи третьего варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 5 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи четвертого варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 6 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи пятого варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 7 - поперечный разрез пассажирского салона воздушного судна, вентилируемого при помощи шестого варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 8 - трехмерное изображение секции фюзеляжа воздушного судна с пассажирским салоном, вентилируемым при помощи четвертого варианта осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 9 - схематическое изображение воздухоотводного канала системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Фигура 10 - поперечное сечение воздухоотводного канала, показанного на Фигуре 9.

Фигура 11 - трехмерное изображение секции фюзеляжа воздушного судна с указанием расположения регуляторов давления.

Фигура 12 - поперечный разрез фюзеляжа воздушного судна, на котором показано, в частности, расположение подвижного устройства выравнивания давления и выпускного отверстия грузового отсека.

Фигура 13 - блок-схема, показывающая общую компоновку и принцип функционирования системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

На Фигуре 1 показан поперечный разрез фюзеляжа воздушного судна, в котором расположены пассажирский салон 12 и грузовой отсек 14. Система кондиционирования воздуха в воздушном судне известного уровня техники, работающая по принципу вентиляции перемешиванием, обеспечивает вентиляцию и создание давления в пассажирском салоне. При этом воздух поступает в пассажирский салон 12 через впускное отверстие, расположенное в области потолка пассажирского салона 12, с высокой скоростью, равной примерно от 0,7 до 3 м/с, и высоким импульсом (см. стрелки P_in). Вследствие высоких импульсов и высокой скорости поступающего воздуха в пассажирском салоне 12 образуются вторичные потоки воздуха (стрелки P_w), которые обеспечивают почти гомогенное перемешивание поступающего воздуха с воздухом, находящимся в салоне, при этом свободная конвекция, индуцируемая источниками тепла, а также холодными или теплыми поверхностями, подавляется принудительным течением вторичных воздушных потоков. Отвод отработанного воздуха из пассажирского салона 12 осуществляется через выпускные отверстия (стрелки P_aus), предусмотренные в области пола пассажирского салона.

В противоположность этому на Фигуре 2 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию и создание давления обеспечивает первый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. Система 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне содержит устройство 18 подготовки воздуха, которое соединяется приточным каналом 20 с множеством впускных отверстий 24, расположенных в области пола 22 пассажирского салона 12. Устройство 18 подготовки воздуха содержит компрессор, на который подают воздух, отбираемый от двигателя воздушного судна, а также смеситель, который установлен после компрессора. Воздух, выходящий из компрессора, обычно имеет температуру, соответствующую минимальной задаваемой температуре в зоне воздушного судна, которая вентилируется системой 16 кондиционирования воздуха. При этом воздух, выходящий из компрессора, по мере необходимости может смешиваться в смесителе с рецикуляционным воздухом. Кроме того, в случае необходимости к воздуху после смесителя может примешиваться дополнительный горячий воздух.

Устройством 18 подготовки воздуха управляет электронный блок 26 управления. Электронный блок 26 управления предназначен для того, чтобы управлять устройством 18 подготовки воздуха и обеспечивать подачу воздуха, подготовленного устройством 18 подготовки воздуха, под соответствующим давлением и создавать такое давление в приточном канале 20, чтобы воздух поступал в пассажирский салон 12 через впускные отверстия 24 с постоянным проходным сечением со скоростью, обеспечивающей равномерное распределение воздуха в области пола 22 пассажирского салона 12, и чтобы по принципу свободной конвекции воздух поднимался к источникам тепла, находящимся в пассажирском салоне 12. Иными словами, электронный блок 26 управления управляет устройством 18 подготовки воздуха и давлением в приточном канале 20 таким образом, чтобы воздух, поступающий в салон 12 через впускные отверстия 24, образовывал в салоне 12 конфигурацию потоков, показанную на Фигуре 2. В качестве примера источника тепла показано изображение фигуры 27 человека.

Поскольку впускные отверстия 24 имеют постоянное проходное сечение, управление скоростью воздуха, поступающего в пассажирский салон 12 через впускные отверстия 24, осуществляется посредством регулирования давления в приточном канале 20. Желаемая конфигурация потоков в пассажирском салоне 12 обеспечивается, когда воздух, подготовленный устройством 18 подготовки воздуха, поступает в пассажирский салон 12 через впускные отверстия 24 со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с.

Устройство 18 подготовки воздуха при энергетически эффективной эксплуатации может обеспечивать подготовку лишь ограниченного объемного потока воздуха. Вследствие этого температуру воздуха в пассажирском салоне 12 за счет соответствующей регулировки объемного потока воздуха, подаваемого в пассажирский салон 12, можно регулировать лишь в ограниченной степени. Электронный блок 26 управления предназначен также для управления устройством 18 подготовки воздуха таким образом, чтобы воздух, подготовленный устройством 18 подготовки воздуха, поступал в пассажирский салон 12 через впускные отверстия 24 с такой температурой, которая позволяет установить желаемую температуру воздуха в пассажирском салоне 12. Это означает, что регулирование температуры воздуха в пассажирском салоне 12 осуществляется за счет регулирования температуры воздуха, подготовленного устройством 18 подготовки воздуха.

Поверхности, ограничивающие пассажирский салон 12 в области пола 22 и боковых стенок, являются в достаточной степени воздухонепроницаемыми. Поэтому отвод отработанного воздуха из пассажирского салона 12 можно осуществлять через щелевые выпускные отверстия 30, расположенные в области потолка 28 пассажирского салона 12. Альтернативно этому потолок 28 пассажирского салона 12 можно сделать полностью или частично воздухопроницаемым. Выпускные отверстия 30 соединяются с воздухоотводным каналом 32. Как особенно наглядно показано на фигурах 9 и 10, воздухоотводный канал 32 проходит в направлении продольной оси фюзеляжа 10 воздушного судна в области потолка 28 пассажирского салона 12 и ограничен панелью 34, образующей облицовку потолка пассажирского салона 12, верхней частью 36 оболочки фюзеляжа воздушного судна и багажными секциями 38, расположенными в пассажирском салоне 12. Воздухоотводный канал 32 отводит отработанный воздух из пассажирского салона 12 через выпускные отверстия 30 в направлении выпуска воздуха.

На холодных поверхностях в воздухоотводном канале 32, которые вступают в контакт с отработанным воздухом, могут образовываться капли 40 конденсационной влаги (см. Фигуру 10). Для того чтобы предотвратить проникновение конденсационной влаги из воздухоотводного канала 32 в пассажирский салон 12, в воздухоотводном канале 32 устанавливают устройство 42 защиты от конденсационной влаги в виде нетканого иглопробивного полотна. Кроме того, как показано на Фигуре 10, в воздухоотводном канале 32 располагают тепловыделяющие компоненты 44, например, осветительные элементы, которые обтекает отработанный воздух и которые при этом отдают ему теплоту. И, наконец, как показано на Фигуре 12, от воздухоотводного канала 32 ответвляется рецикуляционный канал 33, который соединяет воздухоотводный канал 32 со смесителем устройства 18 подготовки воздуха.

На Фигуре 3 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию и создание давления обеспечивает второй вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. Второй вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха, показанный на Фигуре 3, отличается от первого варианта осуществления, показанного на Фигуре 2, тем, что впускные отверстия 24 располагаются не в области пола 22 пассажирского салона 12, а в близкой к полу области боковой стенки 46 пассажирского салона 12. Впускные отверстия 24 соединяются соответствующими приточными каналами 20 с устройством 18 подготовки воздуха. В остальном конструкция и принцип функционирования системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, показанной на Фигуре 3, соответствует конструкции и принципу функционирования системы, показанной на Фигуре 2.

На Фигуре 4 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию обеспечивает третий вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. Третий вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха, показанный на Фигуре 4, отличается от первого варианта осуществления, показанного на Фигуре 2, тем, что под багажными секциями 38 в боковых стенках 46 пассажирского салона 12 выполнено множество отверстий 48 для впуска вспомогательного воздуха. Отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха соединяются с соответствующими каналами 50 подачи вспомогательного воздуха. Каждый канал 50 подачи вспомогательного воздуха подключен к устройству 52 подготовки вспомогательного воздуха, которое в свою очередь посредством соединительного канала 54 соединяется с устройством 18 подготовки воздуха. Устройство 52 подготовки вспомогательного воздуха содержит устройство регулирования давления, выполненное, например, в виде клапана, а также устройство регулирования температуры. Вследствие этого, устройство подготовки вспомогательного воздуха может обеспечивать подачу вспомогательного воздуха, который имеет желаемую температуру и желаемое давление, при этом температура и давление вспомогательного воздуха, который подготавливается устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, при необходимости может отличаться от давления и температуры воздуха, который подготавливается устройством 18 подготовки воздуха.

Управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, как и устройством 18 подготовки воздуха, осуществляется при помощи электронного блока 26 управления. В варианте осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, показанном на Фигуре 4, электронный блок 26 управления обеспечивает управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха и давлением в канале 50 подачи вспомогательного воздуха таким образом, чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, поступал в пассажирский салон 12 воздушного судна через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха со скоростью, которая обеспечивает распределение вспомогательного воздуха в салоне 12 в области плоскости, определяемой расположением отверстий 48 для впуска вспомогательного воздуха с последующим подъемом вспомогательного воздуха к источникам тепла, расположенным в пассажирском салоне 12. Для того чтобы обеспечить показанное на Фигуре 4 распределение потоков вспомогательного воздуха, который поступает в пассажирский салон 12 через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха, скорость вспомогательного воздуха при вхождении в пассажирский салон 12 через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха составляет максимум 1 м/с.

Кроме того, электронный блок 26 управления обеспечивает управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, поступал в пассажирский салон 12 через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха с такой температурой, которая позволяет установить желаемую температуру воздуха в салоне 12.

Электронный блок 26 управления предназначен также для того, чтобы при необходимости обеспечивать управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха и давлением в канале 50 подачи вспомогательного воздуха таким образом, чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, поступал в пассажирский салон 12 через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха с такой скоростью и таким импульсом, чтобы в пассажирском салоне 12 образовывались вторичные потоки воздуха, характерные для вентиляции перемешиванием, а свободная конвекция в салоне 12 в значительной степени подавлялась. Этот режим эксплуатации системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне выбирают в тех случаях, когда в определенной ситуации желательно или необходимо произвести, по возможности, быстрое кондиционирование воздуха в салоне 12.

На Фигуре 5 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию и создание давления обеспечивает четвертый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. При этом на фигуре 8 показано трехмерное изображение секции фюзеляжа воздушного судна с пассажирским салоном 12, в котором вентиляцию и создание давления обеспечивает четвертый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне. Четвертый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, представленный на Фигурах 5 и 8, отличается от третьего варианта осуществления, показанного на Фигуре 4, только тем, что впускные отверстия 24 располагаются не в области пола 22 пассажирского салона 12, а вблизи пола в боковых стенках 46 пассажирского салона 12. Впускные отверстия 24 при помощи соответствующих приточных каналов 20 соединяются с устройством 18 подготовки воздуха. В остальном конструкция и принцип функционирования системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, показанной на Фигурах 5 и 8, соответствует конструкции и принципу функционирования системы, показанной на Фигуре 4.

На Фигуре 6 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию обеспечивает пятый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. Пятый вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха, показанный на Фигуре 6, отличается от четвертого варианта осуществления, показанного на Фигуре 5, тем, что в области потолка 28 пассажирского салона 12 выполнено одно или множество отверстий 48 для впуска вспомогательного воздуха. Отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха соединяются с соответствующими каналами 50 подачи вспомогательного воздуха, а каждый канал 50 подачи вспомогательного воздуха подключен к устройству 52 подготовки вспомогательного воздуха, которое в свою очередь посредством соединительного канала 54 соединяется с устройством 18 подготовки воздуха.

Устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха управляет электронный блок 26 управления. В варианте осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, показанном на Фигуре 6, электронный блок 26 управления обеспечивает управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха и давлением в канале 50 подачи вспомогательного воздуха таким образом, чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, поступал в пассажирский салон 12 воздушного судна через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха со скоростью меньшей, чем скорость воздуха, поступающего в пассажирский салон 12 воздушного судна через впускные отверстия 24. Кроме того, электронный блок 26 управления обеспечивает управление устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы вспомогательный воздух, подготовленный устройством 52 подготовки вспомогательного воздуха, поступал в пассажирский салон 12 через отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха с температурой, более низкой, чем температура воздуха в пассажирском салоне 12.

Кроме того, система 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне, показанная на Фигуре 6, содержит рецикуляционные выпускные отверстия 31, расположенные в области боковых стенок 46 пассажирского салона 12. Рецикуляционные выпускные отверстия 31 соединяются с рециркуляционным каналом 33, который, в свою очередь, соединяется со смесителем устройства 18 подготовки воздуха. Воздух, отводимый через рецикуляционные выпускные отверстия 31, расположенные в области боковых стенок 46 пассажирского салона 12, обычно является более холодным, чем воздух, отводимый из области потолка 28 пассажирского салона 12. Использование для рециркуляции более холодного воздуха создает энергетические преимущества, которые выгодно реализуются при конструировании устройства 18 подготовки воздуха.

В заключение на Фигуре 7 показан поперечный разрез пассажирского салона 12 воздушного судна, в котором вентиляцию обеспечивает шестой вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. Шестой вариант осуществления системы 16 кондиционирования воздуха, показанный на Фигуре 7, отличается от пятого варианта осуществления, показанного на Фигуре 7, тем, что отверстия 48 для впуска вспомогательного воздуха отсутствуют, а рецикуляционные выпускные отверстия 31, расположенные в области боковых стенок 46 пассажирского салона 12, служат для того, чтобы отводить рециркуляционный воздух из пассажирского салона 12 и подавать его по соответствующим рециркуляционным каналам 33 в смеситель устройства 18 подготовки воздуха.

Система 16 кондиционирования воздуха в воздушном судне обеспечивает отвод отработанного воздуха из пассажирского салона 12 через выпускные отверстия 30, расположенные в области потолка 28 салона 12. При этом регулятор 56 давления, предназначенный для установления желаемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна, может быть установлен в боковой части фюзеляжа 10 воздушного судна, как показано на Фигурах 9, 11 и 12. На Фигурах 9 и 11 регулятор 56 давления показан в боковой области нижней части 57 оболочки фюзеляжа воздушного судна, в то время как на Фигуре 11 - в боковой области верхней части 36 оболочки фюзеляжа воздушного судна. Альтернативно этому регулятор 56 давления может быть установлен в гермошпангоуте или встроен в существующий отводящий воздушный канал.

Регулятор 56 давления при помощи соединительного канала 58, ответвляющегося от отводящего воздушного канала 32, соединяется с выпускными отверстиями 30. Соединительный канал 58 проходит вдоль оболочки воздушного судна между двумя соседними шпангоутами 60, 52 (см. Фигуру 11).

Поскольку регулятор 56 давления расположен в боковой части фюзеляжа 10 воздушного судна, не требуется использовать область 64 между полом и нижней частью 57 оболочки фюзеляжа для размещения трубопроводов, связанных с регулятором 56 давления. Вместо этого область 64 под полом можно использовать, например, в качестве дополнительного грузового отсека или для других целей. Кроме того, можно отказаться от теплоизоляции нижней части 57 оболочки фюзеляжа, поскольку больше не требуется защищать от слишком низких температур трубопроводы, расположенные в области 64 между полом и нижней частью 57 оболочки фюзеляжа. На Фигуре 12 показан поперечный разрез фюзеляжа 10 воздушного судна, содержащего не изолированную нижнюю часть 57 оболочки фюзеляжа с частично не вентилируемой областью 65, расположенной под полом. Грузовой отсек 14, расположенный в области 65 под полом фюзеляжа 10 воздушного судна, ограничен боковыми стенками 66, которые для оптимизации веса выполнены из огнестойкого листового материала.

В конструкции, показанной на Фигуре 12, отсутствует сообщение между расположенной под полом областью 65 в неизолированной нижней части 57 оболочки фюзеляжа и пассажирским салоном 12. Для того чтобы в случае внезапного падения давления в области 65, расположенной под полом, или в салоне 12 обеспечить быстрое выравнивание давления между этими двумя областями предусмотрено устройство 68 выравнивания давления. Устройство 68 выравнивания давления выполнено в виде заслонки, которая установлена в расположенной под полом области 65, отделенной полом 22 от пассажирского салона 12. Когда разность между давлением в салоне 12 и давлением в расположенной под полом области 65 фюзеляжа 10 воздушного судна превышает предварительно установленное значение, заслонка, образующая устройство 68 выравнивания давления, автоматически открывается, обеспечивая выравнивание давления в салоне 12 и в расположенной под полом области 65 фюзеляжа 10 воздушного судна. Тем самым исключается возможность повреждения конструкции фюзеляжа вследствие разности между давлением в салоне 12 и давлением в расположенной под полом области 65.

Поскольку, как указано выше, сообщение между пассажирским салоном 12 и нижней оболочки фюзеляжа отсутствует, конструкция, показанная на Фигуре 12, препятствует проникновению в пассажирский салон 12 газов и запахов, возникающих в грузовом отсеке 14. Для обеспечения особенно хорошей вентиляции грузового отсека 14 грузовой отсек 14 сообщается с окружающей атмосферой при помощи вентиляционного устройства 70, расположенного в нижней части оболочки фюзеляжа и выполненного, например, в виде заслонки.

На Фигуре 13 представлена блок-схема, показывающая общую компоновку и принцип функционирования вышеописанной системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно настоящему изобретению. В смесительной станции или в смесителе устройства подготовки воздуха происходит смешивание наружного воздуха с рециркуляционным воздухом. Из смесителя воздух через выпускное отверстие поступает в пассажирский салон, где образуется вышеописанная конфигурация потоков. Отвод отработанного воздуха из пассажирского салона осуществляется через выпускное отверстие, расположенное в области потолка салона. Для регулирования давления в салоне отработанный воздух, отводимый из салона через выпускное отверстие, при необходимости может выпускаться в окружающую атмосферу при помощи регулятора давления. Часть отработанного воздуха в качестве рециркуляционного воздуха возвращается в смеситель устройства подготовки воздуха, при этом подача рециркуляционного воздуха по рециркуляционному трубопроводу осуществляется при помощи вентилятора рециркуляционного воздуха.

Область, расположенная под полом воздушного судна, может быть полностью или частично невентилируемой или, как и пассажирский салон, может быть снабжена вентиляцией, которую обеспечивает система кондиционирования воздуха в воздушном судне. Для вентиляции области, расположенной под полом воздушного судна, воздух подается от смесителя устройства подготовки воздуха в указанную область, расположенную под полом воздушного судна. Отвод отработанного воздуха из области, расположенной под полом воздушного судна, можно осуществлять при помощи рециркуляционного трубопровода или трубопровода, соединенного со смесителем устройства подготовки воздуха. В этом случае отработанный воздух возвращается из области, расположенной под полом воздушного судна, в смеситель устройства подготовки воздуха в качестве рециркуляционного воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому можно отводить отработанный воздух из области, расположенной под полом воздушного судна, при помощи соответствующего выпускного воздушного клапана. Подача отработанного воздуха в направлении выпускного воздушного клапана осуществляется при помощи вентилятора отработанного воздуха.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Воздушное судно с системой кондиционирования воздуха, по меньшей мере, одной зоны воздушного судна содержит устройство подготовки воздуха (18), приточный канал (20), управляющее устройство (26), впускное отверстие (24). Устройство подготовки воздуха (18) подготавливает воздух, подаваемый в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении. Первый конец приточного канала (20) соединен с устройством подготовки воздуха (18), а второй конец приточного канала соединен с впускным отверстием (24) для воздуха, которое расположено вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Управляющее устройство (26) обеспечивает подачу воздуха в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие (24) с такой скоростью, что воздух распределяется по всей поверхности пола с образованием воздушного слоя вблизи пола и поднимается к источникам тепла путем свободной конвекции. Управляющее устройство (26) подаст воздух, подготовленный устройством подготовки воздуха (18), через впускное отверстие (24) в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с при температуре, позволяющей установить требуемую температуру в вентилируемой зоне. Обеспечивается отвод высоких тепловых нагрузок. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Воздушное судно с системой кондиционирования воздуха, содержащей:
- устройство (18) подготовки воздуха, предназначенное для подготовки воздуха, подаваемого в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении,
- приточный канал (20), первый конец которого соединен с устройством (18) подготовки воздуха,
- впускное отверстие (24), соединенное со вторым концом приточного канала (20) и расположенное вблизи пола вентилируемой зоны воздушного судна, и
- управляющее устройство (26), выполненное с возможностью обеспечения, по меньшей мере, в некоторых ситуациях работы системы кондиционирования воздуха подачи воздуха, подготовленного устройством (18) подготовки воздуха, через впускное отверстие (24) в указанную вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, что воздух распределяется в вентилируемой зоне воздушного судна по всей поверхности пола с образованием воздушного слоя вблизи пола и поднимается к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, путем свободной конвекции, причем управляющее устройство (26) дополнительно приспособлено для обеспечения подачи воздуха, подготовленного устройством (18) подготовки воздуха, через впускное отверстие (24) в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с и при такой температуре, которая позволяет установить требуемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна.

2. Воздушное судно по п.1, отличающееся тем, что впускное отверстие (24) расположено в области пола (22) и/или в близкой к полу области боковой стенки (46) вентилируемой зоны воздушного судна.

3. Воздушное судно по п.1, отличающееся тем, что содержит:
- устройство (52) подготовки вспомогательного воздуха, подаваемого в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении,
- канал (50) подачи вспомогательного воздуха, первый конец которого соединен с устройством (52) подготовки вспомогательного воздуха,
- отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, соединенное со вторым концом канала (50) подачи вспомогательного воздуха и расположенное в вентилируемой зоне воздушного судна.

4. Воздушное судно по п.3, отличающееся тем, что отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха расположено в области боковой стенки (46) и/или в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна.

5. Воздушное судно по п.3, отличающееся тем, что содержит вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи вспомогательного воздуха, подготовленного устройством (52) подготовки вспомогательного воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки (46) вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна в области плоскости, определяемой расположением отверстий (48) для впуска вспомогательного воздуха, и подъем воздуха к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, и с такой температурой, которая позволяет установить требуемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна.

6. Воздушное судно по п.3, отличающееся тем, что содержит вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством (52) подготовки вспомогательного воздуха, через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью, которая меньше, чем скорость подачи воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие (24).

7. Воздушное судно по п.1, отличающееся тем, что содержит выпускное отверстие (30), расположенное в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна, для отвода отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна, причем указанное выпускное отверстие соединено посредством соединительного канала (58) с регулятором (56) давления для установления требуемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна.

8. Воздушное судно по п.7, отличающееся тем, что регулятор (56) давления расположен в боковой области верхней части (36) оболочки фюзеляжа воздушного судна или в боковой области нижней части (57) оболочки фюзеляжа воздушного судна.

9. Воздушное судно по п.7, отличающееся тем, что содержит воздухоотводный канал (32), который соединен с выпускным отверстием (30), по меньшей мере, частично проходит вдоль потолка вентилируемой зоны воздушного судна и обеспечивает отвод отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна в направлении места выпуска воздуха.

10. Воздушное судно по п.9, отличающееся тем, что в воздухоотводном канале (32) расположено устройство (42) зашиты от конденсационной влаги и/или воздухоотводный канал (32) выполнен и расположен таким образом, что отработанный воздух, проходящий по воздухоотводному каналу (32), вступает в тепловой контакт с тепловыделяющими компонентами (44), установленными в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, для отвода теплоты от тепловыделяющих компонентов (44).

11. Воздушное судно по п.1, отличающееся тем, что содержит рециркуляционный канал, соединенный с выпускным отверстием (30) или с рециркуляционным выпускным отверстием (31), выполненным отдельно от выпускного отверстия (30), для возврата отработанного воздуха, отводимого из вентилируемой зоны воздушного судна, в устройство (18) подготовки воздуха.

12. Способ кондиционирования воздуха в воздушном судне посредством системы кондиционирования воздуха, согласно которому:
- подготавливают воздух, подаваемый в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении, посредством устройства (18) подготовки воздуха, и
- подают воздух от устройства (18) подготовки воздуха по приточному каналу (20) к впускному отверстию (24), расположенному вблизи пола указанной вентилируемой зоны воздушного судна, при этом посредством управляющего устройства (26) обеспечивают, по меньшей мере, в некоторых ситуациях работы системы кондиционирования воздуха, подачу воздуха, подготовленного устройством (18) подготовки воздуха, через впускное отверстие (24) в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, что воздух распределяется в вентилируемой зоне воздушного судна по всей поверхности пола с образованием воздушного слоя вблизи пола и поднимается к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, путем свободной конвекции, причем управляющее устройство (26) дополнительно приспособлено для обеспечения подачи воздуха, подготовленного устройством (18) подготовки воздуха, через впускное отверстие (24) в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с и при такой температуре, которая позволяет установить требуемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что воздух подают в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие (24), расположенное в области пола (22) и/или в близкой к полу области боковой стенки (46) вентилируемой зоны воздушного судна.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что содержит следующие операции:
- подготавливают вспомогательный воздух посредством устройства (52) подготовки вспомогательного воздуха для подачи в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении, и
- подают вспомогательный воздух от устройства (52) подготовки вспомогательного воздуха по каналу (50) подачи вспомогательного воздуха через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в вентилируемой зоне воздушного судна.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что вспомогательный воздух подают в вентилируемую зону воздушного судна через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки (46) и/или в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что вспомогательное управляющее устройство обеспечивает подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством (52) подготовки вспомогательного воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки (46) вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна в области плоскости, определяемой расположением отверстий (48) для впуска вспомогательного воздуха, и подъем воздуха к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, и с таком температурой, которая позволяет установить требуемую температуру воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что вспомогательное управляющее устройство обеспечивает подачу вспомогательного воздуха, подготовленного устройством (52) подготовки вспомогательного воздуха, в вентилируемую зону воздушного судна через отверстие (48) для впуска вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью, которая меньше, чем скорость подачи воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие (24).

18. Способ по п.12, отличающийся тем, что отработанный воздух выводят из вентилируемой зоны воздушного судна через выпускное отверстие (30), расположенное в области потолка (28) вентилируемой зоны воздушного судна, которое соединено с регулятором (56) давления посредством соединительного канала (58), при этом в случае необходимости воздух выпускают при помощи регулятора (56) давления в окружающую атмосферу для установления требуемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что для установления требуемого давления в вентилируемой зоне воздушного судна отработанный воздух из вентилируемой зоны воздушного судна в случае необходимости выпускают в окружающую атмосферу при помощи регулятора (56) давления, расположенного в боковой области верхней части (36) оболочки фюзеляжа воздушного судна или в боковой области нижней части (56) оболочки фюзеляжа воздушного судна.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что отработанный воздух выводят из вентилируемой зоны воздушного судна через воздухоотводный канал (32), который соединен с выпускным отверстием (30) и проходит, по меньшей мере, частично вдоль потолка вентилируемой зоны воздушного судна в направлении места выпуска воздуха.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что улавливают конденсационную влагу в воздухоотводном канале при помощи устройства (40) защиты от конденсационной влаги и/или отработанный воздух, проходящий по воздухоотводному каналу (32), вводят в тепловой контакт с тепловыделяющими компонентами (44), установленными в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, для отвода теплоты от тепловыделяющих компонентов (44).

22. Способ по п.12, отличающийся тем, что отработанный воздух, отводимый из вентилируемой зоны воздушного судна через выпускное отверстие (30) и/или рециркуляционное выпускное отверстие (31), выполненное отдельно от выпускного отверстия (30), возвращают в устройство (18) подготовки воздуха по рециркуляционному каналу, соединенному с выпускным отверстием (30) и/или с рециркуляционным выпускным отверстием (31).