СИСТЕМА КАТАЛИТИЧЕСКОГО ИНЕРТИРОВАНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С НЕСКОЛЬКИМИ ТОПЛИВНЫМИ БАКАМИ Российский патент 2019 года по МПК B64D37/32 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США № 62/281757, поданной 22 января 2016 года и озаглавленной: "Catalytic inerting system for the Aircraft with Multiple Fuel Tanks", которая включена сюда по ссылке, как если бы она была полностью изложена в этом описании.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Топливный бак используется в транспортном средстве для того, чтобы хранить топливо, используемое для движительной системы транспортного средства. Часть топлива в топливном баке может преобразовываться из жидкого состояния в газообразное состояние, и в силу этого над топливом в топливном баке могут образовываться пары топлива. Газовая смесь над жидким топливом в топливном баке может называться газовой подушкой и может включать в себя смесь паров топлива и воздуха. Воздух может содержать кислород, и поэтому газовая подушка может быть легковоспламеняющейся при конкретных условиях. Поэтому может быть желательным преобразовывать газ газовой подушки в инертный газ, который не является легковоспламеняющимся, с тем чтобы исключить пожароопасность в транспортном средстве.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Настоящее раскрытие описывает варианты реализации, которые относятся к системе каталитического инертирования для летательного аппарата с несколькими топливными баками. В первом примерном варианте реализации настоящее раскрытие описывает систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки включает в себя: (i) множество топливных баков, имеющих (a) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака, и (b) соответствующие отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака, причем по меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для газа газовой подушки, расположенных в нем в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата; и (ii) систему генерирования инертного газа, включающую в себя (a) впускное отверстие для газа газовой подушки, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки, (b) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (c) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (d) первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа.

[0004] Во втором примерном варианте реализации настоящее раскрытие описывает систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки включает в себя: (i) множество топливных баков, имеющих (a) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака, и (b) соответствующие отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака; и (ii) систему генерирования инертного газа, включающую в себя (a) впускное отверстие для газа газовой подушки, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки, (b) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (c) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (d) по меньшей мере два первичных движителя: первый первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа в первый поднабор топливных баков из множества топливных баков и второй первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа во второй поднабор топливных баков из множества топливных баков.

[0005] В третьем примерном варианте реализации настоящее раскрытие описывает систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки включает в себя: (i) множество топливных баков, имеющих (a) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака, и (b) отверстия для газа газовой подушки соответствующего топливного бака и трубопроводную сеть для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака и подачи газа газовой подушки в расширительный бачок из множества расширительных бачков, гидравлически связанных с множеством топливных баков; и (ii) систему генерирования инертного газа, включающую в себя (a) впускное отверстие для газа газовой подушки, (b) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (c) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (d) первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа. Каждый расширительный бачок из множества расширительных бачков включает в себя: (a) вентиляционное отверстие, чтобы сообщаться текучими средами с и из окружающей летательный аппарат среды, и (b) первое отверстие для газа газовой подушки для приема газа газовой подушки из соответствующего топливного бака, и (c) второе отверстие для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки и подачи газа газовой подушки во впускное отверстие для газа газовой подушки системы генерирования инертного газа.

[0006] Вышеприведенная сущность является только иллюстративной и не предназначена быть ограничивающей в каком-либо отношении. В дополнение к иллюстративным аспектам, вариантам реализации и признакам, описанным выше, другие аспекты, варианты реализации и признаки станут очевидными при обращении к чертежам и нижеприведенному подробному описанию.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] Фиг. 1 иллюстрирует систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0008] Фиг. 2 иллюстрирует схематичный вид в плане или сверху крыльев летательного аппарата, разделенных на три топливных бака и имеющих два вентиляционных отверстия, в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0009] Фиг. 3A иллюстрирует вид сверху системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0010] Фиг. 3B иллюстрирует частичный вид сзади системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки по фиг. 3A в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0011] Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки для удаления газа газовой подушки из расширительных бачков в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0012] Фиг. 5 иллюстрирует вид сверху системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки с управляемыми вентиляционными отверстиями в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0013] Фиг. 6 иллюстрирует систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую два первичных движителя, расположенных ниже по потоку от системы каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0014] Фиг. 7 иллюстрирует систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую две системы каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0015] Фиг. 8 иллюстрирует систему каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую три системы каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации.

[0016] Фиг. 9 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа работы системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки в соответствии с примерным вариантом реализации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Чтобы предупреждать пожары или опасности, связанные со смесью газовой подушки, расположенной в пустом пространстве топливного бака выше поверхности жидкого топлива, газ газовой подушки может инертироваться. Например, может генерироваться и нагнетаться в топливные баки богатый азотом воздух высокого давления, чтобы вытеснять кислород в газе газовой подушки. По мере того, как обогащенный азотом газ поступает в топливный бак, эквивалентный объем газа, находящегося в пространстве газовой подушки, утекает за борт (например, из топливного бака или транспортного средства, содержащего топливный бак). По мере продолжения этого процесса обогащенный азотом газ вытесняет кислородсодержащий газ в газовой подушке, за счет этого уменьшая концентрацию кислорода в газовой подушке и эффективно инертируя топливный бак.

[0018] Например, воздух высокого давления может создаваться или извлекаться из двигателя летательного аппарата и подаваться в систему инертирования на основе модуля разделения воздуха (ASM) через пневматическую систему. В одном примере, воздух под давлением может быть стравливаемым из двигателя воздухом. В этом примере система инертирования может быть выполнена с возможностью непрерывно генерировать обогащенный азотом воздух, чтобы вытеснять газы в газовой подушке и эффективно уменьшать концентрацию кислорода в ней. Тем не менее, потребление стравливаемого из двигателя воздуха может влиять на рабочие характеристики двигателя и также может уменьшать эффективность двигателя вследствие энергии, расходуемой на создание воздуха под давлением. Дополнительно, получение стравливаемого из двигателей воздуха может быть особенно ресурсоемким для воздушных судов, приводимых в движение двигателями, которые имеют мало или вообще не имеют доступного стравливаемого воздуха, таких как турбовальные двигатели (используемые в вертолетах), небольшие турбовентиляторы (используемые в деловых реактивных самолетах) и турбовинтовые насосы (используемые в воздушных судах для местных авиалиний).

[0019] Кроме того, некоторые транспортные средства конструируются без доступа к стравливаемому воздуху. Например, в некоторых системах летательного аппарата используются электрические компрессоры для того, чтобы создавать воздух под давлением для пневматической системы летательного аппарата, но стравливаемый воздух может быть недоступным для системы инертирования. Следовательно, в некоторых вариантах применения желательно иметь систему инертирования, которая не потребляет стравливаемый из двигателя под давлением воздух. Каталитическое инертирование исключает использование стравливаемого из двигателей воздуха.

[0020] Фиг. 1 иллюстрирует систему 100 каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки в соответствии с примерным вариантом реализации. Система 100 может включать в себя первичный движитель 102 (например, нагнетатель воздуха или насос), выполненный с возможностью отбирать потенциально легковоспламеняющийся газ газовой подушки из топливного бака 104 и возвращать его обратно в топливный бак 104 в невоспламеняющемся состоянии. Газовая подушка включает в себя смесь паров топлива и воздуха, как упомянуто выше, а воздух содержит кислород. Цель системы 100 состоит в удалении или снижении уровня кислорода в газе газовой подушки, чтобы делать его инертным и возвращать его в топливный бак 104 в инертированном состоянии, за счет этого снижая риск пожаров или взрывов.

[0021] В частности, система 100 может быть выполнена с возможностью обрабатывать газ газовой подушки посредством каталитического реактора 106, где кислород и пары топлива, присутствующие в газе газовой подушки, химически реагируют и дают относительно инертные химические элементы, такие как углекислый газ и водяной пар. Таким образом, система 100 уменьшает концентрацию кислорода в газе газовой подушки. Азот, который может быть наибольшим компонентом газа газовой подушки, является инертным и не участвует в реакции между парами топлива и воздухом.

[0022] Поскольку вода может быть нежелательной в топливном баке, большая ее часть может удаляться из сгенерированного инертного газа до того, как он возвращается в топливный бак. А значит, система 100 дополнительно может включать в себя теплообменник 108, выполненный с возможностью охлаждать и сушить прореагировавший газ газовой подушки, получаемый из каталитического реактора 106, чтобы сконденсировать воду в нем и удалить ее. В этом состоянии газ газовой подушки может быть невоспламеняющимся и может не поддерживать горение и возвращается системой 100 обратно в топливный бак.

[0023] Трубопроводная сеть 110 соединяет различные компоненты системы 100 и выполнена с возможностью транспортировать газ газовой подушки между ними. Как проиллюстрировано на фиг. 1, система 100 представляет собой систему с замкнутым контуром газа газовой подушки, и отдельный стравливаемый воздух не используется. Следовательно, система 100 может повышать эффективность двигателя транспортного средства, поскольку стравливаемый воздух не потребляется. Кроме того, система 100 может использоваться в транспортных средствах, которые могут не иметь доступного стравливаемого воздуха.

[0024] Некоторые транспортные средства могут включать в себя несколько топливных баков, в противоположность одному резервуару топлива, в силу этого приводя к более сложной газовой системе инертирования. Топливные баки могут быть выполнены с возможностью обеспечивать топливо нескольким двигателям, которые приводят в движение транспортное средство. В качестве примера, коммерческий летательный аппарат может включать в себя несколько топливных баков, соединенных с фюзеляжем и крыльями летательного аппарата. Несколько топливных баков могут иметь внутренние перегородки и соединительные вентиляционные системы, что повышает сложность системы инертирования.

[0025] Здесь раскрыты примерные системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, которые не потребляют стравливаемый воздух и выполнены с возможностью учитывать сложность системы с несколькими топливными баками. Летательный аппарат используется здесь в качестве примерного транспортного средства с несколькими топливными баками; тем не менее, раскрытые системы также могут использоваться для других транспортных средств. Дополнительно, летательный аппарат с первым боковым топливным баком, вторым боковым топливным баком и центральным топливным баком используется в качестве примерной конфигурации. Описанные здесь системы и способы могут использоваться с летательным аппаратом, имеющим два боковых топливных бака без центрального топливного бака или любую другую конфигурацию.

[0026] Фиг. 2 иллюстрирует схематичный вид в плане или сверху крыльев летательного аппарата, разделенных на три топливных бака и имеющих два вентиляционных отверстия, в соответствии с примерным вариантом реализации. Примерный летательный аппарат может быть выполнен с возможностью нести большую часть топлива или все свое топливо в крыльях, и в силу этого форма топливных баков имитирует форму крыльев. Эта конфигурация используется здесь в качестве примера, и раскрытые системы инертирования могут применяться к летательному аппарату с меньшим или большим числом топливных баков.

[0027] Летательный аппарат может включать в себя первый (например, левый) топливный бак 200, соединенный с первым крылом, соединенным с одной стороной фюзеляжа летательного аппарата, второй (например, правый), топливный бак 202, соединенный со вторым крылом летательного аппарата, соединенным с другой стороной фюзеляжа, и центральный топливный бак 204, который примыкает к каждому из топливных баков 200 и 202 и проходит через или соединяется с фюзеляжем летательного аппарата. В примерах, топливные баки 200, 202 и 204 могут быть внутренне секционированы на несколько отсеков. На фиг. 2 три топливных бака 200, 202 и 204 схематично представлены сплошными линиями, тогда как конструктивные перегородки показаны пунктирными линиями. Например, пунктирные линии 206A и 206B разделяют центральный топливный бак 204 на три бака 208A, 208B и 208C. Внешние баки 208A и 208C могут называться "боковыми баками".

[0028] В примерах, топливо может закачиваться из центрального топливного бака 204 в топливные баки 200 и 202 и из топливных баков 200 и 202 в двигатели. На конце каждого крыла располагается расширительный бачок. Например, расширительный бачок 210 располагается рядом или соединяется с топливным баком 200, и расширительный бачок 212 располагается рядом или соединен с топливным баком 202. Топливные баки 200, 202 и 204 схематично показаны на фиг. 2 как отдельные; тем не менее, в примерных вариантах реализации между каждыми двумя смежными топливными баками располагаются переборки. Аналогично, переборки могут располагаться между топливным баком 200 и расширительным бачком 210 и между топливным баком 202 и расширительным бачком 212.

[0029] Расширительные бачки 210 и 212 могут включать в себя вентиляционные отверстия 214 и 216, которые гидравлически связывают топливные баки 200, 202 и 204 с окружающей летательный аппарат средой. Топливные баки 200, 202 и 204 вентилируются в окружающую летательный аппарат среду через вентиляционные отверстия 214 и 216, позволяя топливным бакам 200, 202 и 204 "дышать". Таким образом, перепад давлений между внутренностью топливных баков 200, 202 и 204 и окружающей летательный аппарат средой может поддерживаться на приемлемо низком уровне.

[0030] В частности, по мере того, как летательный аппарат набирает высоту или поднимается, давление окружающей среды снижается. Таким образом, чтобы выровнять или сбалансировать уровни давления, газ газовой подушки выше уровня поверхности жидкого топлива в топливных баках 200, 202 и 204 может протекать через вентиляционные линии в расширительные бачки 210 и 212. Например, газ газовой подушки в топливном баке 202 может протекать через вентиляционные линии 218 и 220 в расширительный бачок 212. Газ газовой подушки затем может протекать через вентиляционную линию 222 в расширительном бачке 212 и выходить через вентиляционное отверстие 214 в окружающую среду, которая имеет более низкий уровень давления, чем газ газовой подушки.

[0031] Аналогично, газ газовой подушки в центральном топливном баке 204 может протекать через вентиляционные линии 224, 226 и 228 и может объединяться через вентиляционные линии 230 и 232, чтобы протекать в расширительный бачок 210. Газ газовой подушки затем может вытекать из расширительного бачка 210 через вентиляционную линию 234 и вентиляционное отверстие 216 в окружающую среду, выравнивая уровни давления. Аналогичным образом, газ газовой подушки в топливном баке 200 может протекать через вентиляционные линии 236 и 238 в расширительный бачок 212. Газ газовой подушки затем может протекать через вентиляционную линию 234 и выходить через вентиляционное отверстие 216 в окружающую среду, выравнивая уровни давления.

[0032] С другой стороны, когда летательный аппарат снижается, увеличивающееся давление окружающей среды заставляет окружающий воздух поступать через вентиляционные отверстия 214 и 216 и соответствующие вентиляционные линии в топливные баки 200, 202 и 204. Этот приток окружающего воздуха снова создает повышенное давление в расширительных бачках и топливных баках; в противном случае, перепад давлений может приводить к тому, что крылья повреждаются.

[0033] Например, окружающий воздух может протекать через вентиляционные линии 222 и вентиляционные линии 218 и 220, поступая в топливный бак 202. Окружающий воздух также может протекать через вентиляционные линии 234 и вентиляционную линию 232, поступая в центральный топливный бак 204. Аналогично, окружающий воздух может протекать через вентиляционную линию 234 и вентиляционные линии 236 и 238 в топливный бак 200. Окружающий воздух затем создает повышенное давление в газовой подушке выше уровня поверхности жидкого топлива в топливных баках 200, 202 и 204. Таким образом, вентиляционные отверстия 214 и 216 упрощают выравнивание или балансировку уровней давления между внутренностью топливных баков 200, 202 и 204 и окружающей летательный аппарат средой в ходе различных фаз полета летательного аппарата.

[0034] В конфигурации, показанной на фиг. 2, предусмотрено три топливных бака 200, 202 и 204 и два вентиляционных отверстия 214 и 216. Центральный топливный бак 204 и топливный бак 200 совместно используют общую вентиляционную систему, в то время как топливный бак 202 имеет собственную вентиляционную систему. В частности, вентиляционные линии 224 и 228 центрального топливного бака 204 соединяют вентиляционные линии 230 и 232, передавая газ газовой подушки в расширительный бачок 210. Кроме того, газ газовой подушки из топливного бака 200 также передается через вентиляционные линии 236 и 238 в расширительный бачок 210.

[0035] Эта конфигурация топливных баков и вентиляционных линий представляет собой одну возможную компоновку вентиляционных трубопроводов, которая позволяет газу газовой подушки, топливу и окружающему воздуху перемещаться внутри топливных баков 200, 202, 204 и по границам баков в расширительные бачки 210 и 212 и из них. Тем не менее, также возможны другие компоновки. Например, центральный топливный бак 204 может иметь общую вентиляционную систему с топливным баком 202. В другом примере, каждый из топливных баков 200, 202 и 204 может быть соединен с собственным расширительным бачком и вентиляционным отверстием.

[0036] Как проиллюстрировано на фиг. 2, каждая из вентиляционных линий может иметь впускное(ые) вентиляционное(ые) отверстие(я), через которые газ газовой подушки поступает в соответствующую вентиляционную линию, и может иметь выпускное вентиляционное отверстие, через которое газ газовой подушки выходит из соответствующей вентиляционной линии. Например, вентиляционная линия 218 имеет впускное вентиляционное отверстие 240 на своем первом конце в топливном баке 202 и выпускное вентиляционное отверстие 242 на втором конце вентиляционной линии 218 в расширительном бачке 212. Аналогично, вентиляционная линия 220 имеет впускное вентиляционное отверстие 244 на своем первом конце в топливном баке 202 и выпускное вентиляционное отверстие 246 на втором конце вентиляционной линии 220 в расширительном бачке 212.

[0037] Как проиллюстрировано на фиг. 2, другие вентиляционные линии также имеют по меньшей мере одно соответствующее впускное вентиляционное отверстие и выпускное вентиляционное отверстие. Вентиляционная линия 228 может иметь два впускных вентиляционных отверстия 248A и 248B на обоих концах, чтобы принимать газ газовой подушки и передавать его в узел 249 соединения с вентиляционной линией 232.

[0038] Кроме того, вентиляционная линия 222 может иметь впускное вентиляционное отверстие 250A, через которое газ газовой подушки, доставляемый в расширительный бачок 212, поступает в вентиляционную линию 222, и выпускное вентиляционное отверстие 250B, соединенное с вентиляционным отверстием 214 для выпуска газа газовой подушки в него. Аналогично, вентиляционная линия 234 может иметь впускное вентиляционное отверстие 251A, через которое газ газовой подушки, доставляемый в расширительный бачок 210, поступает в вентиляционную линию 234, и выпускное вентиляционное отверстие 251B, соединенное с вентиляционным отверстием 216 для выпуска газа газовой подушки в него.

[0039] Дополнительно, как показано на фиг. 2, вентиляционные линии показаны возле (например, в пределах порогового расстояния от) передней и задней границ топливных баков 200 и 202. Например, вентиляционная линия 218 расположена возле передней границы топливного бака 202, тогда как вентиляционная линия 220 расположена возле его задней границы. Аналогично, вентиляционная линия 236 расположена возле передней границы топливного бака 200, тогда как вентиляционная линия 238 расположена возле его задней границы.

[0040] Эта конфигурация вентиляционных линий может учитывать перемещение пузыря газовой подушки в ходе различных фаз полета и различных условий полета. Летательные аппараты с низким расположением крыльев могут иметь крылья с поперечным V, выполненные с возможностью наклона вверх от корневой части крыла, в которой крыло соединяется с фюзеляжем, к концевой части крыла. Топливные баки 200, 202 и 204 могут быть выполнены и геометрически отформованы аналогично соответствующим крыльям, содержащим их. В связи с этим, топливный бак 200 может иметь геометрию, которая является углообразной от корневой части крыла к концевой части крыла, и топливный бак 202 имеет геометрию, которая является углообразной от соответствующей корневой части соответствующего крыла к соответствующей концевой части соответствующего крыла.

[0041] В качестве результата геометрии с поперечным V, когда летательный аппарат загружен топливом и находится на земле, высокая точка топливных баков 200 и 202, в которой могут быть расположены пузыри газа газовой подушки, может находиться в концевой части крыла. Для центрального топливного бака 204 высокие точки могут быть расположены в его забортных частях, которые могут постоянно размещаться снаружи границы фюзеляжа, например, в боковых баках 208A и 208C. По мере того, как летательный аппарат выполняет кабрирование в ходе набора высоты, пузырь газовой подушки может перемещаться из концевых частей крыла внутри самолета в самую переднюю точку в крыльях около корневых частей крыльев.

[0042] Конфигурация вентиляционных линий, показанная на фиг. 2, упрощает поддержание сообщения газовых подушек в топливных баках 200, 202 и 204 с расширительными бачками 210 и 212 независимо от того, где находятся пузыри газовой подушки, и от того, в какой фазе полета функционирует летательный аппарат. В частности, сообщение поддерживается независимо от того, находятся пузыри газовой подушки на внешних концах топливных баков 200, 202 и 204 или в точках внутри самолета на передних границах. Например, впускное вентиляционное отверстие 244 расположено на внешнем конце топливного бака 202, тогда как впускное вентиляционное отверстие 240 расположено на передней границе топливного бака 202 на конце внутри самолета. При этой конфигурации, газ газовой подушки в топливном баке 202 может откачиваться и передаваться в расширительный бачок 212 для вентиляции независимо от того, находится летательный аппарат на земле либо выполняет крейсерский полет или набирает высоту.

[0043] В примерах, когда летательный аппарат выполняет кабрирование в ходе набора высоты, жидкое топливо может непреднамеренно протекать через задние вентиляционные линии в расширительные бачки (например, мигрировать из впускного вентиляционного отверстия 244 через вентиляционную линию 220 в расширительный бачок 212). Чтобы регулировать или исключать поток топлива через вентиляционные линии, во впускных вентиляционных отверстиях задних вентиляционных линий могут быть установлены поплавковые клапаны. Например, поплавковый клапан 252 расположен во впускном вентиляционном отверстии 244 вентиляционной линии 220 в топливном баке 202. Как проиллюстрировано на фиг. 2, другие поплавковые клапаны, аналогичные поплавковому клапану 252, также могут устанавливаться в задних вентиляционных линиях в других топливных баках. Когда поплавковый клапан, к примеру, поплавковый клапан 252, находится ниже уровня топлива, поплавковый клапан закрывается, за счет этого предотвращая нежелательный перенос топлива из топливных баков 200, 202 и 204 в расширительные бачки 210 и 212.

[0044] В примерах, расширительные бачки 210 и 212 сообщаются с топливными баками 200, 202 и 204, но они могут оставаться сухими без значительного количества топлива в них. Жидкое топливо может присутствовать в расширительных бачках 210 и 212 в некоторых экстремальных или сбойных состояниях. Например, если отсечной клапан сбоит в ходе процесса дозаправки топливом летательного аппарата, топливо может выходить из топливных баков 200, 202 и 204, как только они становятся полными жидкого топлива, и протекать в расширительные бачки 210 и 212 через вентиляционные линии. Проливание топлива в расширительные бачки 210 и 212 может меняться в зависимости от емкости топливного бака, тангажа, крена, скорости относительно вертикальной оси и ускорений, которым подвергается топливо. В качестве примера, для ровно стоящего стационарного летательного аппарата, может происходить проливание приблизительно между 97% и 98% емкости топливных баков 200 и 202. Когда расширительные бачки 210 и 212 становятся достаточно заполненными, жидкое топливо может выливаться из вентиляционных отверстий 214 и 216. Обеспечение топливу возможности выходить из топливных баков 200, 202 и 204 при этих условиях позволяет предотвращать создание в них слишком большого избыточного давления.

[0045] В примерах, в переборках между расширительными бачками 210 и 212 и их смежными топливными баками 200 и 202 соответственно могут монтироваться запорные клапаны 254 и 256. Запорные клапаны 254 и 256 могут предотвращать поступление находящегося в топливных баках 200 и 202 топлива в расширительные бачки 210 и 212 в нормальном рабочем режиме. Запорные клапаны 254 и 256 также могут позволять топливу, которое, возможно, продвигается в расширительные бачки 210 и 212, сливаться обратно в топливные баки 200 и 202, когда уровень топлива в топливных баках 200 и 202 опускается ниже уровня запорных клапанов 254 и 256. Таким образом, исключается удерживание топлива в расширительных бачках 210 и 212 или вытекание за борт. В примерах, запорные клапаны 254 и 256 могут включать в себя клапаны с заслонкой, которые имеют низкое давление открытия клапана.

[0046] Разнообразие разделенных на внутренние отсеки топливных баков, таких как топливные баки 200, 202 и 204, соединенные посредством соединительных вентиляционных систем, и различные условия, с которыми можно сталкиваться в ходе различных фаз полета, привносит сложность в конструирование системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки. Далее раскрыты системы инертирования с рециркуляцией газовой подушки, которые учитывают такую сложность архитектуры топливных баков. Раскрытые системы также учитывают различные условия, с которыми можно сталкиваться в ходе различных фаз полета, если система с несколькими топливными баками используется в летательном аппарате.

[0047] Летательный аппарат может иметь различные ориентации и условия инерционной нагрузки в зависимости от фазы полета, в которой работает летательный аппарат. Примерные рабочие фазы, часть почти каждого участка полета, включают в себя предполетную проверку, выруливание двигателем, взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижение, заход на посадку, посадку, заруливание, выключение двигателя и послеполетную проверку. Ориентация и инерционная нагрузка влияют на местоположение высокой точки в топливном баке. Местоположения высоких точек в топливных баках могут быть аналогичными в поднаборе этих фаз полета, но могут отличаться для других фаз полета. В качестве примера, когда летательный аппарат с низким расположением крыльев находится на земле, выполняет руление или крейсерский полет, высокая точка в крыльевом топливном баке может быть расположена в концевой части крыла. В ходе набора высоты летательный аппарат выполняет кабрирование, и пузырь газа газовой подушки может перемещаться из концевой части крыла в переднюю часть бака около корневой части крыла. Раскрытые здесь системы выполнены с возможностью учитывать такое варьирование местоположения высокой точки.

[0048] Фиг. 3A иллюстрирует вид сверху системы 300 инертирования с рециркуляцией газовой подушки, а фиг. 3B иллюстрирует частичный вид сзади системы 300 инертирования с рециркуляцией газовой подушки, в соответствии с примерным вариантом реализации. Топливные баки 200, 202 и 204 системы 300 могут включать в себя отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака. Отверстия для газа газовой подушки расположены в различных местах в соответствующем топливном баке, чтобы учитывать варьирование местоположения высоких точек в ходе различных фаз полета летательного аппарата.

[0049] Например, топливный бак 202 включает в себя отверстия 302 и 304 для газа газовой подушки, связанные с линией 306 газа газовой подушки. Отверстие 302 для газа газовой подушки расположено возле (например, в пределах порогового расстояния от) концевой части крыла, содержащего топливный бак 202. Таким образом, отверстие 302 для газа газовой подушки может быть предназначено для откачивания или отбора газа газовой подушки из топливного бака 202, когда летательный аппарат находится на земле или выполняет крейсерский полет. Отверстие 304 для газа газовой подушки расположено возле (например, в пределах порогового расстояния от) корневой части крыла и возле (например, в пределах порогового расстояния от) передней границы 307 топливного бака 202 или передней границы содержащего его крыла. Таким образом, отверстие 304 для газа газовой подушки может быть предназначено для откачивания или отбора газа газовой подушки из топливного бака 202 в ходе набора высоты летательного аппарата. Пороговые расстояния могут варьироваться от дюйма до нескольких футов в зависимости от типа топливного бака и летательного аппарата.

[0050] Аналогично, топливный бак 200 включает в себя отверстия 308 и 310 для газа газовой подушки, связанные с линией 312 газа газовой подушки. Отверстие 308 для газа газовой подушки расположено возле (например, в пределах порогового расстояния от) концевой части крыла, содержащего топливный бак 200. Таким образом, отверстие 308 для газа газовой подушки может быть предназначено для откачивания или отбора газа газовой подушки из топливного бака 200, когда летательный аппарат находится на земле или выполняет крейсерский полет. Отверстие 310 для газа газовой подушки расположено возле (например, в пределах порогового расстояния от) корневой части крыла и возле (например, в пределах порогового расстояния от) передней границы 313 топливного бака 200 или передней границей содержащего его крыла. Таким образом, отверстие 310 для газа газовой подушки может быть предназначено для откачивания или отбора газа газовой подушки из топливного бака 200 в ходе набора высоты летательного аппарата.

[0051] Линии 306 и 312 газа газовой подушки объединяются в узле 314 соединения, и затем линия 316 газа газовой подушки передает газ газовой подушки во впускное отверстие 318 для газа газовой подушки системы 320 каталитического инертирования. Система 320 каталитического инертирования, например, может быть аналогичной системе 100, проиллюстрированной на фиг. 1.

[0052] Центральный топливный бак 204 включает в себя отверстие 322 и 324 для газа газовой подушки, связанное с линией 326 газа газовой подушки. Отверстие 322 для газа газовой подушки расположено возле внешней границы бокового бака 208C, а отверстие 324 для газа газовой подушки расположено возле внешней границы бокового бака 208A. Газ газовой подушки, отбираемый посредством отверстий 322 и 324 для газа газовой подушки, передается через линию 326 газа газовой подушки в линию 316 газа газовой подушки, затем во впускное отверстие 318 для газа газовой подушки системы 320 каталитического инертирования.

[0053] Вследствие конструкции крыльев с поперечным V летательного аппарата и связанной с ней геометрии с поперечным V топливных баков 200, 202 и 204, отверстия для газа газовой подушки располагаются на различных расстояниях от нижней части фюзеляжа летательного аппарата или от донной поверхности 327 центрального топливного бака 204. Например, ссылаясь на фиг. 3B, отверстие 302 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d1 от донной поверхности 327, тогда как отверстие 304 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d2 от донной поверхности 327, где d2 меньше d1.

[0054] Аналогично, отверстие 308 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d3 от донной поверхности 327, тогда как отверстие 310 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d4 от донной поверхности 327, где d4 меньше d3. В примерах, d1 может быть равно d3, и d2 может быть равно d4; тем не менее, в других примерах эти расстояния могут отличаться. Отверстие 322 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d5 от донной поверхности 327, тогда как отверстие 324 для газа газовой подушки расположено на расстоянии d6 от донной поверхности 327. В примерах, d5 может быть равно d6; тем не менее, в других примерах эти расстояния могут отличаться. Кроме того, d5 и d6 могут быть меньше d4 и d2. Крылья с конструкцией с поперечным V (с положительным углом поперечного V) используются здесь в качестве примера только для иллюстрации. Раскрытые здесь системы и способы могут применяться к крыльям с ангедральной конструкцией (с отрицательным углом поперечного V) или к прямым крыльям.

[0055] В примерах, чтобы предотвращать поступление жидкого топлива через отверстие для газа газовой подушки, которое может быть погружено в топливо при определенных условиях, в отверстии для газа газовой подушки может устанавливаться поплавковый клапан. Например, поплавковый клапан 328 может быть связан с отверстием 302 для газа газовой подушки. Аналогичные поплавковые клапаны могут быть связаны с другими отверстиями для газа газовой подушки, как также проиллюстрировано на фиг. 3A. Поплавковый клапан закрывается, когда он находится ниже уровня поверхности (зеркала) жидкого топлива, и в силу этого может предотвращать поступление жидкого топлива в соответствующее отверстие для газа газовой подушки.

[0056] В некоторых примерах, в линиях газа газовой подушки могут монтироваться диафрагмы регулирования расхода, чтобы распределять надлежащие относительные величины потока газа газовой подушки из топливных баков 200, 202 и 204 в систему 320 каталитического инертирования. Например, диафрагма 330 регулирования расхода может быть включена в линию 306 газа газовой подушки, чтобы вызывать падение давления в ней. Аналогично, диафрагма 332 регулирования расхода может быть включена в линию 312 газа газовой подушки, чтобы вызывать падение давления в ней. Посредством калибровки диафрагм 330 и 332 регулирования расхода могут достигаться конкретные падения давления в них и может регулироваться величина расхода в соответствующих линиях газа газовой подушки. Диафрагмами 330 и 332 регулирования расхода могут быть нерегулируемые диафрагмы или могут быть регулируемые диафрагмы. В примере, каждая диафрагма регулирования расхода, к примеру, диафрагмы 330 и 332 регулирования расхода, может представлять собой клапан с электронным управлением. В этом примере, падениями давления на диафрагмах 330 и 332 регулирования расхода можно электронно управлять посредством сигналов из контроллера системы 300.

[0057] Система 320 каталитического инертирования может включать в себя первичный движитель (например, нагнетатель воздуха, аналогичный первичному движителю 102), выполненный с возможностью отбирать газ газовой подушки через линию 316 газа газовой подушки из различных отверстий для газа газовой подушки в топливных баках 200, 202 и 204. Первичный движитель также проталкивает газ газовой подушки через каталитический реактор (например, каталитический реактор 106) и теплообменник (например, теплообменник 108). Результирующий газ из теплообменника представляет собой инертный, холодный и сухой газ, который первичный движитель выпускает обратно в топливные баки 200, 202 и 204, чтобы завершать цикл или рециркуляцию газа.

[0058] Как показано на фиг. 3A, система 320 каталитического инертирования может иметь одно или более выпускных отверстий для инертного газа, таких как отверстия 334 и 336 выпуска инертного газа, через которые инертный газ выпускается в линии 338 и 340 инертного газа соответственно. Линия 338 инертного газа проходит в топливный бак 202 и подает в него инертный газ. Линия 340 инертного газа разветвляется на три линии 342A, 342B и 344 инертного газа. Линии 342A и 342B инертного газа подают инертный газ в топливный бак 204, тогда как линия 344 инертного газа проходит в топливный бак 200, чтобы подавать в него инертный газ.

[0059] В примерах, система 300 выполнена такой, что инертный газ доставляется в высокие точки в соответствующих топливных баках. Например, топливный бак 202 может иметь отверстие 346 для инертного газа в месте внутри самолета возле (например, в пределах порогового расстояния от) отверстия 304 для газа газовой подушки. Топливный бак 202 также может иметь отверстие 348 для инертного газа во внешнем местоположении в концевой части крыла возле (например, в пределах порогового расстояния от) отверстия 302 для газа газовой подушки. Аналогично, топливный бак 200 может иметь отверстие 350 для инертного газа в месте внутри самолета возле (например, в пределах порогового расстояния от) отверстия 310 для газа газовой подушки, а также может иметь отверстие 352 для инертного газа во внешнем местоположении в концевой части крыла возле (например, в пределах порогового расстояния от) отверстия 308 для газа газовой подушки. Топливный бак 204 также может иметь отверстия 354 и 356 для инертного газа в боковых баках 208A и 208C соответственно, чтобы выпускать инертный газ в них. В примерах, пороговые расстояния могут быть основаны на объеме и форме пузырей газовой подушки при конкретных условиях.

[0060] Аналогично линиям газа газовой подушки, линии инертного газа могут включать в себя диафрагмы регулирования расхода, чтобы способствовать надлежащему перераспределение потока инертного газа в каждый из топливных баков 200, 202 и 204. Например, линия 344 инертного газа может включать в себя диафрагму 358 регулирования расхода. Другие линии инертного газа могут включать в себя диафрагмы регулирования расхода, как проиллюстрировано на фиг. 3A.

[0061] В некоторых примерах, система 300 выполнена с возможностью выпускать инертный газ в газовой подушке выше уровня поверхности жидкого топлива в топливных баках 200, 202 и 204. В этих примерах, с отверстиями для инертного газа могут быть связаны поплавковые клапаны, чтобы обеспечивать возможность отверстиям для инертного газа быть открытыми, когда уровень топлива ниже впускных отверстий для газа, и предотвращать поступление жидкого топлива во впускные отверстия для газа, когда впускные отверстия для газа находятся ниже топлива. Например, поплавковый клапан 360 может быть связан с отверстием 346 для инертного газа топливного бака 202. Поплавковые клапаны могут быть связаны с другими отверстиями для инертного газа, как показано на фиг. 3A.

[0062] Кроме того, в этих примерах, первичный движитель (например, нагнетатель воздуха) системы 320 каталитического инертирования подает инертный газ с достаточным давлением, чтобы преодолевать потери давления в трубопроводной сети рециркуляции газовой подушки (т.е. гидравлические потери в линиях инертного газа). В качестве примера, первичный движитель может обеспечивать инертный газ с давлением меньше 1 фунта на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм), чтобы позволить выпускать инертный газ в газовую подушку выше жидкого топлива в соответствующем топливном баке.

[0063] Тем не менее, в других примерах может потребоваться первичный движитель высокого давления (например, нагнетатель воздуха высокого давления). Например, может быть желательным выпускать инертный газ ниже поверхности топлива в соответствующем топливном баке и позволять пузырям инертного газа подниматься сквозь топливо к поверхности. В этом примере первичный движитель может подавать инертный газ с достаточно высоким давлением, чтобы преодолевать давление топлива в местоположении выпуска инертного газа. Давление в местоположении выпуска может быть основано на количестве или высоте топлива в баке выше местоположения выпуска и на плотности топлива. В качестве примера, если уровень поверхности топлива находится на высоте h от местоположения выпуска, а плотность топлива равна ρ, то давление P в местоположении выпуска может определяться как P=ρgh, где g является гравитационным, или инерциальным ускорением. Тогда нагнетатель воздуха может подавать инертный газ с большим давлением, чем P.

[0064] Преимущество выпуска инертного газа ниже поверхности топлива состоит в том, что инертный газ может выпускаться во много больше областей в соответствующем топливном баке, помимо или в дополнение к высоким точкам. Эта конфигурация может обеспечивать улучшение архитектуры системы 300 и использование меньшего числа компонентов в соответствующем топливном баке (например, без поплавковых клапанов).

[0065] Кроме того, первичный движитель высокого давления может обеспечивать выпуск инертного газа на или возле дна соответствующего топливного бака. Таким образом, инертный газ может перемещаться по длинному пути через жидкое топливо до достижения газовой подушки выше уровня поверхности топлива в соответствующем топливном баке. При этой конфигурации, некоторые топливные пары могут увлекаться и высвобождаться со свободной поверхности топлива в газовую подушку, за счет этого позволяя системе 300 лучше работать в условиях низкой температуры топлива.

[0066] В другом примере, первичный движитель высокого давления может быть выполнен с возможностью выпускать или выдувать инертный газ высокого давления по свободной поверхности топлива, чтобы высвобождать топливные пары из жидкого топлива. Эта конфигурация может позволить системе 300 лучше работать в условиях низкой температуры топлива.

[0067] В некотором примере, система 300 может включать в себя пламегасители, чтобы предотвращать выход фронта реакции из каталитического реактора системы 320 каталитического инертирования. Например, пламегаситель 362 может быть связан с линией 316 газа газовой подушки, пламегаситель 364 может быть связан с линией 340 инертного газа; и пламегаситель 366 может быть связан с линией 338 инертного газа. В примерах, пламегасители 362, 364 и 366 могут включать в себя твердотельные устройства без движущихся частей и могут иметь сетку с сотовой структурой, которая подавляет фронт реакции, который мог бы перемещаться через линию, прекращая распространение химической реакции. Пламегасители 362, 364 и 366 являются взрывобезопасными и не должны позволять фронту любой реакции распространяться в топливные баки 200, 202 и 204 из-за химической реакции, происходящей в каталитическом реакторе системы 320 каталитического инертирования.

[0068] Как описано выше относительно фиг. 2, топливные баки 200, 202 и 204 могут иметь вентиляционную систему, которая обеспечивает возможность балансировки давления в них с давлением окружающей среды либо регулирования до некоторого давления относительно давления окружающей среды. Как упомянуто выше, когда летательный аппарат поднимается с земли на крейсерскую высоту, давление в окружающей летательный аппарат среде снижается. Чтобы поддерживать наименьший перепад давлений между окружающей средой и внутренностью топливных баков 200, 202 и 204, вентиляционная система позволяет газу газовой подушки течь из топливных баков 200, 202 и 204 в расширительные бачки 210 и 212. Затем газ газовой подушки вытекает за борт (например, выпускается в окружающую среду) через вентиляционные отверстия 216 214 и 216, сохраняя давление в топливных баках 200, 202 и 204 близким к давлению окружающей среды.

[0069] При этой конфигурации, вентиляционная система выполнена с возможностью перемещать газ газовой подушки в топливных баках 200, 202 и 204 в расширительные бачки 210 и 212. Таким образом, расширительные бачки 210 и 212 составляют то желательное местоположение, из которого газ газовой подушки может отбираться в систему каталитического инертирования (например, в систему 320 каталитического инертирования).

[0070] Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху системы 400 инертирования с рециркуляцией газовой подушки для удаления газа газовой подушки из расширительных бачков 210 и 212, в соответствии с примерным вариантом реализации. Вентиляционная система (например, вентиляционные линии 218, 220, 226, 230, 232, 236 и 238 и связанные с ними вентиляционные отверстия) переносит газ газовой подушки из топливных баков 200, 202 и 204 в расширительные бачки 210 и 212. Система 400 может иметь отверстия для газа газовой подушки, расположенные в расширительных бачках 210 и 212, чтобы отбирать переносимый в них газ газовой подушки через вентиляционную систему.

[0071] Например, система 400 может включать в себя отверстие 402 для газа газовой подушки, расположенное в расширительном бачке 210. Газ газовой подушки, принимаемый в отверстии 402 для газа газовой подушки, может отбираться через линию 404 газа газовой подушки и линию 406 газа газовой подушки во впускное отверстие 318 для газа газовой подушки системы 320 каталитического инертирования.

[0072] Аналогично, система 400 может включать в себя отверстие 408 для газа газовой подушки, расположенное в расширительном бачке 212. Газ газовой подушки, принимаемый в отверстии 408 для газа газовой подушки, может отбираться через линию 410 газа газовой подушки, чтобы объединяться в узле 412 соединения с газом газовой подушки в линии 404 газа газовой подушки и протекать через линию 406 газа газовой подушки во впускное отверстие 318 для газа газовой подушки системы 320 каталитического инертирования. Аналогично системе 300, показанной на фиг. 3A, диафрагмы 414 и 416 регулирования расхода могут быть включены соответственно в линии 404 и 410 газа газовой подушки, чтобы обеспечивать надлежащие относительные величины потока газа газовой подушки из расширительных бачков 210 и 212 в систему 320 каталитического инертирования.

[0073] В примере, отверстия 402 и 408 для газа газовой подушки могут использоваться в дополнение к отверстиям 302, 304, 308, 310, 322 и 324 для газа газовой подушки, показанным на фиг. 3A. В другом примере, отверстия 402 и 408 для газа газовой подушки могут использоваться вместо отверстий 302, 304, 308, 310, 322 и 324 для газа газовой подушки. В этом примере, топливный бак 204 может не иметь отдельных отверстий для газа газовой подушки, поскольку газ газовой подушки в нем доставляется через вентиляционную систему (например, вентиляционные линии 226, 230 и 232) в расширительный бачок 210, из которого газ газовой подушки затем переносится в систему 320 каталитического инертирования.

[0074] В примерах, возвращаясь к фиг. 2, вентиляционные отверстия 214 и 216 могут быть "открытыми" или "свободно проточными", позволяя расширительным бачкам 210 и 212 сообщаться с окружающей средой вокруг летательного аппарата. Другими словами, впускное вентиляционное отверстие 250A непосредственно связано с выпускным вентиляционным отверстием 250B через вентиляционную линию 222 без ограничения потока, а впускное вентиляционное отверстие 251A непосредственно связано с выпускным вентиляционным отверстием 251B через вентиляционную линию 234 без ограничения потока.

[0075] В примерах, вентиляционные отверстия 214 и 216 могут включать в себя воздухозаборник по стандарту Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA), как проиллюстрировано на фиг. 2-4. Воздухозаборник NACA может включать в себя пологий скат с изогнутыми стенками, утопленными в открытую для доступа поверхность обтекаемого тела летательного аппарата. Геометрия воздухозаборника NACA создает небольшое положительное давление, которое помогает задавать условие давления в газовой подушке и улучшает рабочие характеристики топливных насосов. Воздухозаборники NACA используются здесь в качестве примеров только для иллюстрации, и также могут использоваться другие конструкции впускных и выпускных вентиляционных отверстий.

[0076] В примере, при этой "свободно проточной" неограниченной конфигурации, вентиляционные отверстия 214 и 216 могут позволять наружному воздуху из окружающей среды поступать в систему инертирования и создавать нежелательный эффект разбавления на инертность газа газовой подушки. Чтобы уменьшать объем окружающего воздуха, поступающего в систему инертирования, поток через вентиляционные отверстия 214 и 216 может ограничиваться или регулироваться посредством соответствующих диафрагм или клапанов ограниченного течения. Таким образом, может регулироваться сообщение по текучей среде между расширительными бачками 210 и 212 и окружающей средой вокруг летательного аппарата.

[0077] Фиг. 5 иллюстрирует вид сверху системы 500 инертирования с рециркуляцией газовой подушки с управляемыми вентиляционными отверстиями в соответствии с примерным вариантом реализации. Впускное вентиляционное отверстие 250A может быть соединено с выпускным вентиляционным отверстием 250B, которое доставляет газ газовой подушки к вентиляционному отверстию 214 через первый клапанный блок. В примере, как проиллюстрировано на фиг. 5, первый клапанный блок может включать в себя одно или более из следующего: первый клапан 502, второй клапан 504 и диафрагму 506 регулирования расхода. Аналогично, впускное вентиляционное отверстие 251A может быть соединено с выпускным вентиляционным отверстием 251B, которое доставляет газ газовой подушки к вентиляционному отверстию 216 через второй клапанный блок. Второй клапанный блок включает в себя одно или более из следующего: первый клапан 508, второй клапан 510 и диафрагму 512 регулирования расхода.

[0078] Клапаны 502, 504, 508 и 510 могут быть любого типа клапанами регулирования расхода, которые при приведении в действие образуют проточный канал или диафрагму в нем конкретного размера, чтобы позволить текучей среде протекать через себя с конкретным расходом. Управление клапанами 502, 504, 508 и 510 может осуществляться электронным образом посредством контроллера системы 500 или может осуществляться механически. Например, клапаны 502, 504, 508 и 510 могут включать в себя клапаны сброса давления, так что когда падение давления на соответствующем клапане превышает пороговое давление, соответствующий клапан открывается. В другом примере, клапаны 502, 504, 508 и 510 могут представлять собой "подъемно-погружаемые" клапаны, которые приводятся в действие в ответ на разность давлений между соответствующим расширительным бачком и давлением окружающей среды, превышающим предварительно определенное пороговое давление. Возможны другие конфигурации клапанов.

[0079] Конфигурация, показанная на фиг. 5, представляет собой пример для иллюстрации. Возможны другие конфигурации. Например, первый и второй клапанные блоки могут по существу состоять из единственного клапана (например, клапанов 502 и 508 соответственно). В примере, клапанные блоки могут иметь два клапана для резервирования, например, клапан 502 может быть резервным клапаном на случай, если клапан 504 выходит из строя.

[0080] В другом примере, два клапана каждого клапанного блока могут обеспечивать по меньшей мере два режима течения, чтобы реагировать на различные условия полета. Например, клапан 502 может иметь первую пропускную способность, определяемую размером проточного канала, образованного в нем при приведении клапана 502 в действие. Клапан 504 может иметь вторую пропускную способность, определяемую размером соответствующего проточного канала, образованного в нем при приведении клапана 504 в действие. Клапан 502 и размер проточного канала, образованного в нем при приведении в действие, могут быть меньше клапана 504 и размера проточного канала, образованного в нем при приведении в действие. В связи с этим, первая пропускная способность может быть меньше второй пропускной способности.

[0081] При этой конфигурации, клапан 502 может позволять вентиляционной системе компенсировать медленные изменения давления между расширительным бачком 212 и давлением окружающей среды за пределами летательного аппарата. Такие медленные изменения давления могут возникать, например, вследствие горения топлива в ходе полета или вследствие относительно медленных изменений высоты летательного аппарата, что может приводить к медленному варьированию давления окружающей среды. Поток через вентиляционное отверстие 214, который компенсирует такие медленные изменения давления, может быть небольшим, а значит, с ним может справиться клапан 502. С другой стороны, клапан 504 может позволить вентиляционной системе принимать через себя большие потоки, чтобы компенсировать быстрые изменения давления в ходе набора высоты или снижения летательного аппарата. Клапаны 508 и 510 второго клапанного блока могут выполнены аналогично клапанам 502 и 504, чтобы достигать различных пропускных способностей. Эти расходы или пропускные способности различных клапанов 502, 504, 508 и 510 могут быть основаны на размере газовой подушки, расходах топлива, вертикальной скорости и высоте летательного аппарата, и т.д.

[0082] В примерах, диафрагмы 506 и 512 могут включать в себя нерегулируемую диафрагму, регулируемую диафрагму или регулятор давления. Диафрагмы 506 и 512 могут допускать небольшие объемы просачивания через себя, чтобы способствовать балансированию уровней давления между топливными баками и расширительными бачками и окружающей средой. Расходы просачивания могут быть основаны на расходе топлива и излишке или недостатке инертного газа, генерируемого системой 320 каталитического инертирования.

[0083] Например, потоки просачивания через диафрагмы 506 и 512 могут компенсировать несовпадение объемных потоков, которое может возникать между входным потоком газа газовой подушки, впускаемым в систему 320 каталитического инертирования, и выходным потоком инертного газа, выпускаемым из нее. Такое несовпадение объемных потоков, в частности, может возникать вследствие удаления воды из газа газовой подушки по мере того, как газ газовой подушки обрабатывается посредством системы 320 каталитического инертирования. Объем газа газовой подушки, поступающего в систему 320 каталитического инертирования, в том числе воды, может быть больше объема инертного газа, выходящего из системы 320 каталитического инертирования после удаления воды. Возврат в топливные баки 200, 202 и 204 меньшего объема газа, чем объем извлеченного из них газа газовой подушки, может понижать давление в них.

[0084] Понижение давления может потенциально вызывать повреждение топливных баков 200, 202 и 204 и крыльев. Диафрагмы 506 и 512 делают возможным небольшой объем просачивания из окружающей среды в расширительные бачки 210 и 212 и затем в топливные баки 200, 202 и 204, чтобы компенсировать такое несовпадение объемных потоков. Величина просачивания через диафрагмы 506 и 512 может зависеть от количества водяного пара, удаляемого в системе 320 каталитического инертирования.

[0085] Потоки просачивания через диафрагмы 506 и 512 также могут компенсировать разности температур между газом газовой подушки, поступающим в систему 320 каталитического инертирования, и выпускаемым из нее инертным газом. Инертный газ, выходящий из системы 320 каталитического инертирования и возвращающийся в топливные баки 200, 202 и 204, может иметь другую температуру и, соответственно, другую плотность по сравнению с газом газовой подушки, поступающим в систему 320 каталитического инертирования. Кроме того, температура, а значит и плотность газа газовой подушки, поступающего в систему 320 каталитического инертирования, могут варьироваться в ходе полета летательного аппарата. Такие различия температуры и плотности вызывают различие в объеме между газом газовой подушки, поступающим в систему 320 каталитического инертирования, и выходящим из нее инертным газом. Диафрагмы 506 и 512 допускают небольшую величину потока утечки в окружающую среду и просачивания из окружающей среды в расширительные бачки 210 и 212 и затем в топливные баки 200, 202 и 204, чтобы компенсировать такое различие в объеме.

[0086] Дополнительно, по мере того, как летательный аппарат выполняет конкретный полет, все больше и больше топлива потребляется двигателями. Следовательно, объем жидкого топлива внутри топливных баков 200, 202 и 204 снижается, тогда как объем газовой подушки над жидким топливом увеличивается. Чтобы способствовать заполнению постепенно увеличивающегося объема газовой подушки, диафрагмы 506 и 512 делают возможным просачивание из окружающей среды в расширительные бачки 210 и 212 и затем в топливные баки 200, 202 и 204.

[0087] В примерных вариантах реализации, показанных на фиг. 3A-5, инертный газ, выпускаемый из системы 320 каталитического инертирования, разделяется на два тракта. Первый тракт задается отверстием 334 для инертного газа и линией 338 инертного газа, а второй тракт задается отверстием 336 для инертного газа и линии 340 инертного газа. Первый тракт обеспечивает подачу в первый поднабор топливных баков (т.е. топливный бак 202), а второй тракт обеспечивает подачу во второй поднабор топливных баков (т.е. топливные баки 200 и 204). В примере, каждым трактом можно управлять посредством изолирующего клапана, выполненного с возможностью останавливать поток газа газовой подушки в данный поднабор топливных баков, например, в целях обслуживания или безопасности. В другом примере может использоваться один изолирующий клапан с разделением потоков, происходящим ниже по потоку от изолирующего клапана.

[0088] Дополнительно, в примерах, система 320 каталитического инертирования может быть аналогичной системе 100 в том, они обе могут иметь один первичный движитель (например, один нагнетатель воздуха), выполненный с возможностью обеспечивать циркуляцию газа газовой подушки через соответствующую систему инертирования с рециркуляцией газовой подушки (например, системы 300, 400 и 500). Один первичный движитель должен быть выполнен с возможностью обеспечивать подачу в вышеуказанные два тракта. Тем не менее, в других примерных вариантах реализации можно использовать более одного первичного движителя.

[0089] Фиг. 6 иллюстрирует систему 600 каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую два первичных движителя 602 и 604 (например, нагнетателя воздуха), расположенных ниже по потоку от системы 606 каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации. Система 606 каталитического инертирования может включать в себя каталитический реактор (например, каталитический реактор 106) и теплообменник (например, теплообменник 108). Два первичных движителя 602 и 604 располагаются ниже по потоку от системы 606 каталитического инертирования и выполнены с возможностью подавать в топливные баки 200, 202 и 204 инертный газ, создаваемый системой 606 каталитического инертирования.

[0090] В частности, первичный движитель 602 выдает инертный газ через линию 340 инертного газа, подавая инертный газ в топливные баки 200 и 204, тогда как первичный движитель 604 выдает инертный газ через линию 338 инертного газа для подачи в топливный бак 202. Изолирующие клапаны 608 и 610 могут использоваться для того, чтобы при необходимости блокировать поток из соответствующего первичного движителя в соответствующий(ие) топливный(ые) бак(и).

[0091] В одном примере, при этой конфигурации с двумя первичными движителями, размер и емкость первичного движителя могут быть уменьшены по сравнению с конфигурацией с одним первичным движителем. В другом примере, каждый из двух первичных движителей 602 и 604 может быть выполнен имеющим такую емкость, чтобы осуществлять циркуляцию газа газовой подушки через все топливные баки 200, 202 и 204 в случае, если один из первичных движителей сбоит, чтобы обеспечить резервирование.

[0092] Дополнительно, в примерных вариантах реализации по фиг. 3A-6 одна единственная система каталитического инертирования гидравлически связана с топливными баками 200, 202 и 204. Тем не менее, в других примерах может использоваться распределенная система, в которой с топливными баками 200, 202 и 204 гидравлически связаны более одной системы каталитического инертирования.

[0093] Фиг. 7 иллюстрирует систему 700 каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую две системы 702 и 704 каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации. Две системы 702 и 704 каталитического инертирования могут быть аналогичными системе 100, показанной на фиг. 1. В конфигурациях, описанных выше, трубопроводы из одной системы каталитического инертирования разделяются, чтобы обеспечивать подачу в топливные баки 200 и 204 отдельно от топливного бака 202. В конфигурации, показанной на фиг. 7, две системы 702 и 704 каталитического инертирования могут быть выполнены так, что система 702 каталитического инертирования обеспечивает подачу в топливные баки 200 и 204, в то время как система 704 каталитического инертирования обеспечивает подачу в топливный бак 202.

[0094] В частности, система 702 704 каталитического инертирования может принимать газ газовой подушки из линии 306 газа газовой подушки топливного бака 202 через линию 706 газа газовой подушки и впускное отверстие 708 для газа газовой подушки. Система 702 704 каталитического инертирования затем может подавать инертный газ через выпускное отверстие 710 для инертного газа и линию 712 инертного газа в линию 338 инертного газа, чтобы обеспечивать подачу в топливный бак 202. С другой стороны, система 704 702 каталитического инертирования может принимать газ газовой подушки из линии 312 газа газовой подушки топливного бака 200 и из линии 326 газа газовой подушки топливного бака 204 через линию 714 газа газовой подушки и впускное отверстие 716 для газа газовой подушки. Система 704 702 каталитического инертирования затем может подавать инертный газ через выпускное отверстие 718 для инертного газа и линию 720 инертного газа в линию 340 инертного газа, чтобы обеспечивать подачу в топливные баки 200 и 204.

[0095] В другом примере может использоваться отдельная система каталитического инертирования для каждого топливного бака. Фиг. 8 иллюстрирует систему 800 каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки, имеющую три системы 802, 804 и 704 каталитического инертирования, в соответствии с примерным вариантом реализации. Вместо наличия первой системы каталитического инертирования, обеспечивающей подачу в топливные баки 200 и 204, и второй системы каталитического инертирования, обеспечивающей подачу в топливный бак 202, каждая из систем 802, 804 и 704 каталитического инертирования обеспечивает независимую подачу в отдельный топливный бак.

[0096] В частности, система 704 каталитического инертирования обеспечивает подачу в топливный бак 202, как описано выше относительно фиг. 7. Дополнительно, система 802 каталитического инертирования может принимать газ газовой подушки из линии 312 газа газовой подушки топливного бака 200 через линию 806 газа газовой подушки и впускное отверстие 808 для газа газовой подушки. Система 802 каталитического инертирования затем может подавать инертный газ через выпускное отверстие 810 для инертного газа и линию 812 инертного газа в линию 344 инертного газа, чтобы обеспечивать подачу в топливный бак 200.

[0097] С другой стороны, система 804 каталитического инертирования может принимать газ газовой подушки из линии 326 газа газовой подушки топливного бака 204 через линию 814 газа газовой подушки и впускное отверстие 816 для газа газовой подушки. Система 804 каталитического инертирования затем может подавать инертный газ через выпускное отверстие 818 для инертного газа и линию 820 инертного газа в линии 342A и 342B инертного газа, чтобы обеспечивать подачу в топливный бак 204. Таким образом, линии 342A и 342B инертного газа топливного бака 204 запитываются отдельно от линии 344 инертного газа топливного бака 200. Таким образом, каждая система каталитического инертирования может быть независимо подобрана по размерам и настроена для соответствующего топливного бака, связанного с ней.

[0098] Фиг. 9 является блок-схемой 900 последовательности операций способа работы системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки в соответствии с примерным вариантом реализации. Операции, проиллюстрированные на блок-схеме 900, могут выполняться, например, контроллером любой из описанных выше систем каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки.

[0099] Блок-схема 900 может включать в себя одну или более операций, или действий, как проиллюстрировано одним или более из этапов 902-908. Хотя этапы проиллюстрированы в последовательном порядке, эти этапы в некоторых случаях могут выполняться параллельно, и/или в ином порядке, отличном от описанных здесь. Кроме того, различные этапы могут комбинироваться в меньшее число этапов, разделяться на дополнительные этапы и/или исключаться исходя из требуемого варианта реализации.

[00100] Помимо этого, для блок-схемы 900 и других процессов и операций, раскрытых здесь, блок-схема 900 показывает работу одного возможного варианта реализации приведенных примеров. В этом отношении, каждый этап (блок) может представлять модуль, сегмент или часть программного кода, который(ая) включает в себя одну или более команд, выполняемых контроллером для реализации конкретных логических операций или этапов в процессе. Программный код может храниться на любом типе машиночитаемого носителя или запоминающего устройства, например, таком как устройство хранения данных, включающее в себя накопитель на дисках или жесткий диск. Машиночитаемый носитель может включать в себя энергонезависимый машиночитаемый носитель или запоминающее устройство, например, такое как машиночитаемые носители, которые хранят данные в течение коротких периодов времени, к примеру, регистровое запоминающее устройство, процессорный кэш и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Машиночитаемый носитель, например, также может включать в себя энергонезависимые носители или запоминающее устройство, такие как вторичное или постоянное устройство долговременного хранения данных, к примеру, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оптические или магнитные диски, постоянное запоминающее устройство на компакт-дисках (CD-ROM). Машиночитаемые носители также могут представлять собой любые другие энергозависимые или энергонезависимые системы хранения данных. Машиночитаемый носитель, например, может считаться машиночитаемым носителем хранения данных, материальным устройством хранения данных или другим изделием. Помимо этого, для блок-схемы 900 и других процессов и операций, раскрытых здесь, один или более этапов на фиг. 9 могут представлять схему или цифровую логику, которая выполнена с возможностью осуществлять конкретные логические операции в процессе.

[00101] На этапе 902, блок-схема 900 включает в себя осуществление работы первичного движителя системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки с отбором газа газовой подушки из множества топливных баков. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки может быть любой из систем 200, 300, 400, 500, 600, 700 или 800. По сути, система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки может включать в себя множество топливных баков. Каждый топливный бак может иметь (i) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака и (ii) соответствующие отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака. По меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для газа газовой подушки, расположенных в нем в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки может также включать в себя систему генерирования инертного газа, включающую в себя (i) впускное отверстие для газа газовой подушки, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки, (ii) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (iii) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (iv) первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа.

[00102] Контроллер системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки может отправлять сигнал на работу первичного движителя с тем, чтобы отбирать газ газовой подушки из множественных топливных баков. Первичный движитель может иметь датчик скорости, выполненный с возможностью предоставлять контроллеру информацию, указывающую на скорость первичного движителя (например, частоту вращения первичного движителя). Соответственно, контроллер может управлять скоростью первичного движителя так, чтобы регулировать расход газа газовой подушки через систему генерирования инертного газа. Система генерирования инертного газа может дополнительно включать в себя переключатель потока ниже по потоку от первичного движителя, и контроллер может отправлять сигнал в переключатель потока, чтобы разрешать или блокировать поток через себя на основе условий работы системы генерирования инертного газа.

[00103] На этапе 904 блок-схема 900 включает в себя осуществление работы каталитического реактора, расположенного ниже по потоку от первичного движителя, с удалением паров топлива из газа газовой подушки и генерированием инертного газа. Каталитический реактор может включать в себя нагреватель в реакционной камере, управляемый контроллером системы каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки. Каталитический реактор может также включать в себя вентилятор, выполненный с возможностью продувать газ газовой подушки через нагреватель. Каталитический реактор может дополнительно включать в себя датчик температуры, выполненный с возможностью предоставлять контроллеру информацию, указывающую на температуру в каталитическом реакторе. Контроллер может соответственно управлять нагревателем, процессом химической реакции в каталитическом реакторе и вентилятором с поддержанием заданной температуры в каталитическом реакторе. Процесс химической реакции может удалять кислород из газа газовой подушки или уменьшать его концентрацию в газе газовой подушки, генерируя инертный газ. Пламегасители могут располагаться выше и ниже по потоку от каталитического реактора, чтобы предотвращать выход фронта реакции из каталитического реактора.

[00104] На этапе 906 блок-схема 900 включает в себя осуществление работы теплообменника, расположенного ниже по потоку от каталитического реактора, с уменьшением температуры инертного газа, генерируемого каталитическим реактором. Теплообменник может включать в себя вентилятор, выполненный с возможностью продувать инертный газ через трубки теплообменника, чтобы способствовать теплопередаче от инертного газа к протекающей через трубки текучей среде. Ниже по потоку от теплообменника может располагаться датчик кислорода с тем, чтобы предоставлять контроллеру информацию, указывающую на концентрацию кислорода в инертном газе. Контроллер может соответственно управлять каталитическим реактором и теплообменником, чтобы дополнительно уменьшать концентрацию кислорода, если его концентрация превышает пороговое значение.

[00105] С теплообменником может быть гидравлически связан конденсатор для улавливания воды в инертном газе, чтобы исключать попадание воды обратно в топливные баки. Ниже по потоку от теплообменника может располагаться датчик температуры, чтобы предоставлять контроллеру информацию, указывающую на температуру инертного газа. Контроллер может соответственно управлять скоростью вентилятора в теплообменнике, чтобы поддерживать температуру инертного газа в пределах порогового значения от целевой температуры.

[00106] На этапе 908 блок-схема 900 включает в себя подачу инертного газа, получаемого из теплообменника, обратно во множество топливных баков. Система генерирования инертного газа может включать в себя изолирующие клапаны, расположенные между конденсатором и топливными баками, чтобы разрешать или блокировать поток инертного газа обратно в топливные баки. Система генерирования инертного газа может также включать в себя изолирующие клапаны, расположенные между линией откачки газа газовой подушки, исходящей из топливных баков, и первичными движителями. Контроллер может отправлять сигналы изолирующим клапанам разрешить или блокировать поток газа газовой подушки в первичный движитель и разрешить или блокировать поток исходящего из конденсатора инертного газа обратно в топливные баки. Инертный газ может доставляться обратно к отверстиям для инертного газа, расположенным в высоких точках в топливных баках, как описано относительно фиг. 3A.

[00107] Пламегасители могут располагаться ниже по потоку от линии газа газовой подушки выше по потоку от первичного движителя. Диафрагмы управления могут располагаться в линиях инертного газа, доставляющих инертный газ в топливные баки, и в линии газа газовой подушки, доставляющей газ газовой подушки из топливных баков в первичный движитель. В примерах, диафрагмы могут представлять собой нерегулируемые диафрагмы, но в других примерах, диафрагмы могут представлять собой регулируемые диафрагмы, например, клапаны с электронным управлением. Контроллер может быть выполнен с возможностью выдавать сигналы клапанам таким образом, чтобы надлежащим образом распределять поток инертного газа в топливные баки и поток газа газовой подушки из топливных баков.

[00108] Вышеприведенное подробное описание описывает различные признаки и операции раскрытых систем со ссылкой на прилагаемые чертежи. Иллюстративные варианты реализации, описанные здесь, не подразумеваются ограничивающими. Конкретные аспекты раскрытых систем могут компоноваться и комбинироваться в широкий спектр различных конфигураций, все из которых предусмотрены в данном документе.

[00109] Дополнительно, если контекст не предполагает иного, проиллюстрированные на каждой из фигур признаки могут использоваться в сочетании друг с другом. Таким образом, фигуры должны в общем рассматриваться в качестве составляющих аспектов одного или более полных вариантов реализации, с пониманием того, что не все проиллюстрированные признаки необходимы для каждого варианта реализации.

[00110] Дополнительно, любое перечисление элементов, блоков или этапов в этом описании или формуле изобретения служит для целей ясности. Таким образом, такое перечисление не должно интерпретироваться как требующее или подразумевающее то, что эти элементы, блоки или этапы принадлежат конкретной компоновке или осуществляются в конкретном порядке.

[00111] Далее, устройства или системы могут использоваться или конфигурироваться с возможностью осуществлять функции, представленные на фигурах. В некоторых случаях, компоненты устройств и/или систем могут быть выполнены с возможностью выполнять функции таким образом, что компоненты фактически конфигурируются и конструируются (с помощью аппаратных средств и/или программного обеспечения) с возможностью обеспечивать такое выполнение. В других примерах, компоненты устройств и/или систем могут быть выполнены адаптируемыми, способными на или подходящими для выполнения функций, к примеру, при работе конкретным способом.

[00112] Под термином "практически" подразумевается, что указанные характеристика, параметр или значение не обязательно достигаются точно, но могут возникать отклонения или вариации, включая, например, допуски, погрешность измерения, ограничения по точности измерения и другие факторы, известные специалистам в данной области техники, в величинах, которые не препятствуют тому эффекту, который предназначена обеспечивать эта характеристика.

[00113] Описанные здесь компоновки служат только для примера. По сути, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что вместо них могут использоваться другие компоновки и другие элементы (например, машины, интерфейсы, операции, порядки и группировки операций, и т.д.), и некоторые элементы могут вообще опускаться согласно требуемым результатам. Дополнительно, многие из тех элементы, которые описаны, представляют собой функциональные объекты, которые могут быть реализованы как дискретные или распределенные компоненты, либо в связи с другими компонентами, в любом подходящем сочетании и местоположении.

[00114] Хотя здесь были раскрыты различные аспекты и варианты реализации, другие аспекты и варианты реализации будут очевидными специалистам в данной области техники. Различные аспекты и варианты реализации, раскрытые здесь, служат для целей иллюстрации и не предназначены быть ограничивающими, при этом их истинный объем определяется прилагаемой формулы изобретения, наряду с полным объемом эквивалентов, на которые такая формула изобретения дает право. Кроме того, используемая здесь терминология служит только для целей описания конкретных вариантов реализации и не предназначена быть ограничивающей.

Изобретение относится к топливным системам летательных аппаратов. Система (100) каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки содержит первичный движитель (102), каталитический реактор (106), теплообменник (108). Первичный движитель (102) выполнен с возможностью отбирать потенциально легковоспламеняющийся газ газовой подушки из топливного бака (104) и возвращать его обратно в топливный бак (104) в невоспламеняющемся состоянии. Каталитический реактор (106) выполнен с возможностью обработки газа газовой подушки, а теплообменник (108) выполнен с возможностью охлаждать и сушить прореагировавший газ газовой подушки, получаемый из каталитического реактора (106). Трубопроводная сеть (110) соединяет различные компоненты системы (100) и выполнена с возможностью транспортировать газ газовой подушки между ними. Изобретение снижает риск пожаров или взрывов. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки для летательного аппарата, содержащая:

множество топливных баков, имеющих (i) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака и (ii) соответствующие отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака, при этом по меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для газа газовой подушки, расположенных в нем в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата; и

систему генерирования инертного газа, включающую в себя (i) впускное отверстие для газа газовой подушки, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки, (ii) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (iii) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (iv) первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа.

2. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, в которой множество топливных баков включают в себя первый топливный бак, соединенный с первой стороной фюзеляжа летательного аппарата, второй топливный бак, соединенный со второй стороной фюзеляжа, противоположной первой стороне, и центральный топливный бак, расположенный между первым топливным баком и вторым топливным баком и соединенный с фюзеляжем летательного аппарата.

3. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 2, в которой первый топливный бак расположен в первом крыле летательного аппарата и имеет геометрию, которая является углообразной кверху от корневой части первого крыла к концевой части первого крыла, при этом второй топливный бак расположен во втором крыле летательного аппарата и имеет соответствующую геометрию, которая является углообразной кверху от соответствующей корневой части второго крыла к соответствующей концевой части второго крыла, и при этом по меньшей мере один из первого топливного бака и второго топливного бака включает в себя два отверстия для газа газовой подушки, первое отверстие для газа газовой подушки в концевой части соответствующего крыла и второе отверстие для газа газовой подушки, расположенное в пределах порогового расстояния от корневой части соответствующего крыла и в пределах соответствующего порогового расстояния от передней границы соответствующего крыла.

4. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 3, в которой второе отверстие для газа газовой подушки расположено на другой высоте относительно донной поверхности центрального топливного бака по сравнению с первым отверстием для газа газовой подушки.

5. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 2, дополнительно содержащая:

первый расширительный бачок, гидравлически связанный с первым топливным баком, при этом первый расширительный бачок включает в себя первое вентиляционное отверстие, чтобы сообщаться текучими средами с и из окружающей летательный аппарат среды; и

второй расширительный бачок, гидравлически связанный со вторым топливным баком, при этом второй расширительный бачок включает в себя второе вентиляционное отверстие, чтобы сообщаться текучими средами с и из окружающей летательный аппарат среды, при этом центральный топливный бак гидравлически связан с одним из первого расширительного бачка и второго расширительного бачка.

6. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 5, в которой соответствующие отверстия для газа газовой подушки центрального топливного бака гидравлически связаны с одним из первого вентиляционного отверстия и второго вентиляционного отверстия.

7. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 5, в которой каждый топливный бак из множества топливных баков включает в себя соответствующую трубопроводную сеть для обеспечения поступления газа газовой подушки через соответствующие отверстия для газа газовой подушки в один из первого и второго расширительных бачков, при этом каждый из первого и второго расширительных бачков включает в себя: (i) первое отверстие для газа газовой подушки для приема газа газовой подушки из соответствующей трубопроводной сети и (ii) второе отверстие для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки и подачи газа газовой подушки во впускное отверстие для газа газовой подушки системы генерирования инертного газа.

8. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 5, в которой по меньшей мере один расширительный бачок из первого и второго расширительных бачков включает в себя клапанный блок, имеющий по меньшей мере один клапан, выполненный с возможностью образования в нем проточного канала, чтобы обеспечивать поток текучей среды из расширительного бачка в окружающую летательный аппарат среду, когда уровень давления в расширительном бачке превышает соответствующий уровень давления окружающей летательный аппарат среды, при обеспечении течения воздуха из окружающей летательный аппарат среды в расширительный бачок, когда уровень давления в расширительном бачке меньше соответствующего уровня давления окружающей летательный аппарат среды.

9. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 8, в которой клапанный блок содержит:

первый клапан, выполненный с возможностью образования в нем первого проточного канала, чтобы обеспечивать течение воздуха через клапанный блок с первым расходом; и

второй клапан, расположенный параллельно с первым клапаном и выполненный с возможностью образования в нем второго проточного канала, чтобы обеспечивать течение воздуха через клапанный блок со вторым расходом, более высоким, чем первый расход.

10. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 9, в которой клапанный блок дополнительно содержит

диафрагму регулирования расхода, расположенную параллельно с первым клапаном и вторым клапаном, при этом диафрагма регулирования расхода выполнена с возможностью обеспечения течения воздуха через клапанный блок с третьим расходом, который меньше как первого расхода, так и второго расхода.

11. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 8, в которой клапанный блок состоит по существу из единственного клапана.

12. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, дополнительно содержащая

множество поплавковых клапанов, связанных с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки так, чтобы управлять потоком топлива через соответствующие отверстия для газа газовой подушки.

13. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, дополнительно содержащая:

диафрагму регулирования расхода, расположенную в линии трубопроводной сети, соединяющей одно отверстие для газа газовой подушки из соответствующих отверстий для газа газовой подушки с впускным отверстием для газа газовой подушки системы генерирования инертного газа, для регулирования потока газа газовой подушки между ними.

14. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, в которой одно отверстие для инертного газа из соответствующих отверстий для инертного газа расположено под уровнем поверхности топлива в соответствующем топливном баке, и при этом первичный движитель выполнен с возможностью подавать инертный газ при уровне давления, который выше уровня давления топлива в отверстии для инертного газа.

15. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, в которой упомянутый по меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для инертного газа, расположенных в пределах порогового расстояния от множества отверстий для газа газовой подушки в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата.

16. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, в которой первичный движитель представляет собой первый первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа в первый поднабор топливных баков из множества топливных баков, и при этом система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки дополнительно содержит

второй первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа во второй поднабор топливных баков из множества топливных баков.

17. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 16, в которой первый первичный движитель и второй первичный движитель расположены в системе генерирования инертного газа ниже по потоку от каталитического реактора.

18. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 17, в которой множество топливных баков включают в себя первый топливный бак, соединенный с первым крылом летательного аппарата, второй топливный бак, соединенный со вторым крылом летательного аппарата, и центральный топливный бак, расположенный между первым топливным баком и вторым топливным баком и соединенный с фюзеляжем летательного аппарата, и при этом первый первичный движитель выполнен с возможностью подавать инертный газ в один из первого топливного бака, второго топливного бака и центрального топливного бака, тогда как второй первичный движитель выполнен с возможностью подавать инертный газ в оба оставшихся бака.

19. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 1, в которой система генерирования инертного газа представляет собой первую систему генерирования инертного газа для подачи инертного газа в первый поднабор топливных баков из множества топливных баков, и при этом система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки дополнительно содержит:

вторую систему генерирования инертного газа для подачи соответствующего инертного газа во второй поднабор топливных баков из множества топливных баков.

20. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 19, в которой множество топливных баков включают в себя первый топливный бак, соединенный с первым крылом летательного аппарата, второй топливный бак, соединенный со вторым крылом летательного аппарата, и центральный топливный бак, расположенный между первым топливным баком и вторым топливным баком и соединенный с фюзеляжем летательного аппарата, и при этом первая система генерирования инертного газа выполнена с возможностью подавать инертный газ в один из первого топливного бака, второго топливного бака и центрального топливного бака, тогда как вторая система генерирования инертного газа выполнена с возможностью подавать соответствующий инертный газ в оба оставшихся бака.

21. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 19, при этом система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки дополнительно содержит

третью систему генерирования инертного газа, при этом первая система генерирования инертного газа выполнена с возможностью подавать инертный газ в первый топливный бак, при этом вторая система генерирования инертного газа выполнена с возможностью подавать инертный газ во второй топливный бак, и при этом третья система генерирования инертного газа выполнена с возможностью подавать инертный газ в третий топливный бак.

22. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки для летательного аппарата, содержащая:

множество топливных баков, имеющих (i) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака и (ii) соответствующие отверстия для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака; и

систему генерирования инертного газа, включающую в себя (i) впускное отверстие для газа газовой подушки, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для газа газовой подушки, (ii) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (iii) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (iv) по меньшей мере два первичных движителя: первый первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа в первый поднабор топливных баков из множества топливных баков и второй первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа и подачи инертного газа во второй поднабор топливных баков из множества топливных баков.

23. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 22, в которой по меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для газа газовой подушки, расположенных в нем в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата.

24. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки для летательного аппарата, содержащая:

множество топливных баков, имеющих (i) соответствующие отверстия для инертного газа для выпуска инертного газа внутрь соответствующего топливного бака и (ii) соответствующие отверстия для газа газовой подушки топливного бака и трубопроводную сеть для отбора газа газовой подушки из соответствующего топливного бака и подачи газа газовой подушки в расширительный бачок из множества расширительных бачков, гидравлически связанных с множеством топливных баков; и

систему генерирования инертного газа, расположенную вне множества расширительных бачков, при этом система генерирования инертного газа включает в себя (i) впускное отверстие для газа газовой подушки, (ii) выпускное отверстие для инертного газа, гидравлически связанное с соответствующими отверстиями для инертного газа, (iii) каталитический реактор для химического преобразования газа газовой подушки, принимаемого через впускное отверстие для газа газовой подушки, в инертный газ для выпуска через выпускное отверстие для инертного газа, и (iv) первичный движитель для перемещения газа через систему генерирования инертного газа, при этом каждый расширительный бачок из множества расширительных бачков включает в себя: (i) вентиляционное отверстие, чтобы сообщаться текучими средами с и из окружающей летательный аппарат среды, и (ii) первое отверстие для газа газовой подушки для приема газа газовой подушки из соответствующего топливного бака, и (iii) второе отверстие для газа газовой подушки для отбора газа газовой подушки и подачи газа газовой подушки во впускное отверстие для газа газовой подушки системы генерирования инертного газа.

25. Система каталитического инертирования с рециркуляцией газовой подушки по п. 24, в которой по меньшей мере один топливный бак из множества топливных баков включает в себя множество отверстий для газа газовой подушки, расположенных в нем в различных местах, которые соответствуют соответствующим высоким точкам упомянутого по меньшей мере одного топливного бака в ходе соответствующих фаз полета летательного аппарата.