RU147474U1

RU147474U1 - PASSENGER MAIN AIRCRAFT AIR CONDITIONING DEVICE

Info

Publication number: RU147474U1
Application number: RU2014123112/11U
Authority: RU
Inventors: Валентин Иванович Иванов; Валерий Эдуардович Курашенко; Владимир Иванович Королёв; Александр Сергеевич Улыбин; Ирина Сергеевна Шавлохова; Георгий Георгиевич Бебутов; Владимир Петрович Школин; Константин Фёдорович Попович; Виталий Юрьевич Нарышкин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Корпорация "Иркут"
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-11-10

Abstract

1. Устройство кондиционирования воздуха пассажирского магистрального самолета, состоящее из агрегатов, блоков управления, трубопроводов и элементов крепления к основному каркасу самолета, содержащее- устройство отбора воздуха, включающее- устройство для отбора воздуха от маршевого двигателя,- устройство для отбора воздуха от вспомогательной силовой установки,- устройство кондиционирования воздуха, включающее- первую установку охлаждения воздуха, размещенную в подфюзеляжном обтекателе слева по отношению к продольной оси самолета,- вторую установку охлаждения воздуха, размещенную в подфюзеляжном обтекателе справа по отношению к продольной оси самолета,- устройство подготовки воздуха для устройства нейтрального газа, включающее воздухо-воздушный теплообменник, регулирующее устройство, датчик температуры, уплотнители, изоляторы и крепежные устройства,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности полетов,- воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха для устройства нейтрального газа размещен в основном воздуховоде продувочного тракта установки охлаждения воздуха непосредственно перед установкой охлаждения воздуха таким образом, что- вход охлаждающего воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен к воздухозаборнику холодного атмосферного воздуха, а выход охлаждающего воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен ко входу одной установки охлаждения воздуха, к которому пристыкованы входящие в ее состав и последовательно расположенные вторичный теплообменник и первичный теплообменник, вентилятор и пленум с обратным клапаном, выводящие о�1. The air conditioning device of a passenger main aircraft, consisting of units, control units, pipelines and fasteners to the main frame of the aircraft, comprising an air intake device including an air intake device from the main engine, an air intake device from the auxiliary power unit , - an air conditioning device, including the first air cooling unit, located in the ventral fairing on the left with respect to the longitudinal axis of the aircraft, - W I am installing an air cooling installation located in the ventral fairing to the right with respect to the longitudinal axis of the aircraft, an air preparation device for a neutral gas device, including an air-air heat exchanger, a control device, a temperature sensor, seals, insulators and fasteners, characterized in that, in order to increase the reliability and safety of flights, the air-air heat exchanger of the air preparation device for the neutral gas device is located in the main air duct of the purge about the air cooling installation path immediately before the air cooling installation so that the cooling air inlet of the air-air heat exchanger is connected to the cold air intake and the air cooling air outlet of the air-air heat exchanger is connected to the input of one air-cooling installation to which the its composition and sequentially located secondary heat exchanger and primary heat exchanger, fan and plenum with check valve, outputting about

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к авиационной технике и предназначена для использования в пассажирских магистральных самолетах в устройстве кондиционирования воздуха (УКВ), предназначенного для ограничения параметров воздуха в трубопроводах отбора и распределения воздуха от двигателей и наземных источников, для наддува и поддержания заданных климатических условий для пассажиров и экипажа в гермокабине самолета на всех высотах и режимах полета и на земле, для охлаждения и обогрева воздухом самолетного оборудования, для обогрева противообледенительной системы (ПОС) и устройства подготовки воздуха (УПВ) для устройства нейтрального газа (УНТ), для обеспечения противопожарной безопасности самолета.The utility model relates to aeronautical engineering and is intended for use in passenger main aircraft in an air conditioning device (VHF) designed to limit the air parameters in the air intake and distribution pipelines from engines and ground sources, to pressurize and maintain specified climatic conditions for passengers and crew in the pressurized cabin of the aircraft at all altitudes and flight modes and on the ground, for cooling and heating airborne aircraft equipment, for heating the rear edenitelnoy system (PIC) and the air treatment device (OLA) for the neutral gas unit (CNT), to ensure the fire safety of the aircraft.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство обработки воздуха на самолете (патент РФ №2271314 от 10 марта 2006 г.) согласно которым кондиционирование воздуха в герметизированной кабине экипажа самолета осуществляют одновременно с термостатированием тепловыделяющего оборудования в негерметичных отсеках самолета. Использованные воздухо-воздушные теплообменные аппараты промежуточного охлаждения обрабатываемого воздуха установлены в промежуточных воздуховодах.A device for treating air in an airplane is known (RF patent No. 2271314 dated March 10, 2006) according to which air conditioning in a sealed cockpit of an airplane is carried out simultaneously with thermostating of heat-generating equipment in unpressurized compartments of the airplane. Used air-to-air heat exchangers for intermediate cooling of the processed air are installed in the intermediate ducts.

Известно устройство управления газовыми потоками для бортового устройства нейтрального газа самолета (патент США №7509968 от 31 марта 2009 г.), в которой управляющий воздушным потоком клапан регулируется в соответствии с изменением концентрации кислорода, содержащегося в надтопливном пространстве топливного бака. Воздухо-воздушный теплообменный аппарат обрабатываемого воздуха установлен в промежуточном воздуховоде, который ответвляется от основного воздуховода подвода атмосферного воздушного потока.A gas flow control device for an aircraft airborne neutral gas device is known (US Pat. No. 7,509,968 of March 31, 2009), in which the air flow control valve is controlled in accordance with a change in the concentration of oxygen contained in the fuel space of the fuel tank. The air-air heat exchanger of the processed air is installed in the intermediate duct, which branches off from the main duct for supplying atmospheric air flow.

Известно устройство управления газовыми потоками для бортового устройства нейтрального газа самолета (патент США №7921869 от 12 апреля 2011 г.), которая, по количеству и содержанию функционально сходных признаков, выбрана в качестве прототипа.A gas flow control device for an aircraft airborne neutral gas device is known (US patent No. 7921869 dated April 12, 2011), which, in terms of the number and content of functionally similar features, is selected as a prototype.

В прототипе в устройстве подготовки воздуха для устройства нейтрального газа установлен управляющий воздушным потоком клапан, который регулируется в соответствии с изменением концентрации кислорода, содержащегося в надтопливном пространстве топливного бака. Воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха для устройства нейтрального газа размещен в промежуточном воздуховоде, который ответвляется от основного воздуховода подвода атмосферного воздушного потока.In the prototype, an air flow control valve is installed in the air preparation device for the neutral gas device, which is regulated in accordance with the change in the concentration of oxygen contained in the fuel space of the fuel tank. The air-air heat exchanger of the air preparation device for the neutral gas device is located in the intermediate duct, which branches off from the main air supply duct.

Устройство нейтрального газа предназначено для предотвращения образования огнеопасных и взрывоопасных паров топлива в баках топливной системы путем снижения содержания кислорода в топливных баках, которое достигается за счет подачи обогащенного азотом воздуха в надтопливное пространство топливных баков. Эффективная работа устройства подготовки воздуха для устройства нейтрального газа определяет надежность и безотказность работы всего устройства нейтрального газа и тем самым влияет на безопасность полетов. Работоспособность устройства нейтрального газа должна быть обеспечена на всех режимах полета. Во время снижения самолета устройство нейтрального газа работает в наиболее сложном режиме высокого расхода, при котором скорость поступления обогащенного азотом воздуха в топливные баки должна быть максимальной.The neutral gas device is designed to prevent the formation of flammable and explosive fuel vapors in the tanks of the fuel system by reducing the oxygen content in the fuel tanks, which is achieved by supplying nitrogen-enriched air to the fuel space of the fuel tanks. The effective operation of the air preparation device for a neutral gas device determines the reliability and uptime of the entire neutral gas device and thereby affects flight safety. The operation of the neutral gas device must be ensured in all flight modes. During the descent of the aircraft, the neutral gas device operates in the most difficult high-flow mode, at which the rate of entry of nitrogen-enriched air into the fuel tanks should be maximum.

В режиме снижения самолета при уменьшении его скорости, напора охлаждающего потока атмосферного воздуха может быть недостаточно для нормальной работы воздухо-воздушного теплообменника устройства подготовки воздуха для устройства нейтрального газа, размещенного в промежуточном воздуховоде, который ответвляется от основного воздуховода подвода атмосферного воздушного потока. Повышение температуры воздушной смеси на входе генератора нейтрального газа может стать причиной повреждения горячим воздухом мембранного материала блока-сепаратора устройства нейтрального газа. Это может привести к катастрофическим последствиям.In the mode of reducing the aircraft with a decrease in its speed, the pressure of the cooling stream of atmospheric air may not be enough for the normal operation of the air-air heat exchanger of the air preparation device for a neutral gas device located in an intermediate duct that branches off from the main air supply duct. An increase in the temperature of the air mixture at the inlet of the neutral gas generator can cause hot air damage to the membrane material of the neutral gas separator unit. This can lead to disastrous consequences.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Целью полезной модели является повышение надежности и безопасности полетов пассажирских магистральных самолетов.The purpose of the utility model is to increase the reliability and safety of flights of passenger trunk aircraft.

Указанная цель достигается за счет того, что в устройстве кондиционирования воздуха пассажирского магистрального самолета, состоящего из агрегатов, блоков управления, трубопроводов и элементов крепления к основному каркасу самолета и содержащего устройство отбора воздуха (включающее устройство для отбора воздуха от маршевого двигателя и устройство для отбора воздуха от вспомогательной силовой установки), устройство кондиционирования воздуха (включающую первую установку охлаждения воздуха, размещенную в подфюзеляжном обтекателе слева по отношению к продольной оси самолета и вторую установку охлаждения воздуха, размещенную в подфюзеляжном обтекателе справа по отношению к продольной оси самолета), а также устройство подготовки воздуха для устройства нейтрального газа (включающее воздухо-воздушный теплообменник, регулирующее устройство и датчик температуры воздуха) воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха для устройства нейтрального газа размещен в основном воздуховоде продувочного тракта установки охлаждения воздуха непосредственно перед установкой охлаждения воздуха.This goal is achieved due to the fact that in the air conditioning device of a passenger main aircraft, consisting of units, control units, pipelines and fasteners to the main frame of the aircraft and containing an air intake device (including an air intake device from the main engine and an air intake device from an auxiliary power unit), an air conditioning device (including a first air cooling unit located in the ventral fairing eva with respect to the longitudinal axis of the aircraft and a second air cooling unit located in the ventral fairing to the right with respect to the longitudinal axis of the aircraft), as well as an air preparation device for a neutral gas device (including an air-air heat exchanger, a control device and an air temperature sensor) - the air heat exchanger of the air preparation device for the neutral gas device is located in the main duct of the purge duct of the air cooling installation directly unit air cooling installation.

Вход охлаждающего воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен к воздухозаборнику холодного атмосферного воздуха, а выход охлаждающего воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен ко входу одной установки охлаждения воздуха (УОВ), к которому пристыкованы входящие в ее состав и последовательно расположенные вторичный теплообменник и первичный теплообменник, вентилятор и пленум с обратным клапаном, выводящие отработанный воздух в атмосферу.The cooling air inlet of the air-air heat exchanger is connected to the air intake of cold atmospheric air, and the cooling air outlet of the air-air heat exchanger is connected to the inlet of one air cooling unit (UOV), to which the secondary heat exchanger and the primary heat exchanger, fan are connected and a plenum with a check valve, discharging exhaust air into the atmosphere.

Вход охлаждаемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен к устройству забора воздуха от маршевого двигателя (УЗВ МД), а выход охлаждаемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника подсоединен ко входу устройства нейтрального газа.The inlet of the cooled air of the air-air heat exchanger is connected to the intake device from the mid-flight engine (UZV MD), and the outlet of the cooled air of the air-air heat exchanger is connected to the input of the neutral gas device.

В одном варианте исполнения в комплексной системе кондиционирования воздуха пассажирского магистрального самолета устройство подготовки воздуха для устройства нейтрального газа и устройство нейтрального газа размещены рядом с первой установкой охлаждения воздуха в подфюзеляжном обтекателе слева по отношению к продольной оси самолета и используют воздух из устройства для отбора воздуха от левого маршевого двигателя.In one embodiment, in an integrated air conditioning system of a passenger main aircraft, an air preparation device for a neutral gas device and a neutral gas device are located next to the first air cooling unit in the ventral fairing to the left with respect to the longitudinal axis of the aircraft and use air from the device to take air from the left sustainer engine.

В другом варианте исполнения в комплексной системе кондиционирования воздуха пассажирского магистрального самолета устройство подготовки воздуха для устройства нейтрального газа и устройство нейтрального газа размещены рядом со второй установкой охлаждения воздуха в подфюзеляжном обтекателе справа по отношению к продольной оси самолета и используют воздух из устройства для отбора воздуха от правого маршевого двигателя.In another embodiment, in an integrated air conditioning system of a passenger main aircraft, an air preparation device for a neutral gas device and a neutral gas device are located next to the second air cooling unit in the ventral fairing to the right with respect to the longitudinal axis of the aircraft and use air from the device to take air from the right sustainer engine.

Краткое описание чертежей В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером ее выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж (Фигура 1), на котором изображена блок-схема устройства кондиционирования воздуха пассажирского магистрального самолета, иллюстрирующая сущность полезной модели.Brief Description of the Drawings In the following, the utility model is illustrated with a specific example of its implementation with reference to the attached drawing (Figure 1), which shows a block diagram of an air conditioning device for a passenger main aircraft illustrating the essence of the utility model.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Устройство кондиционирования воздуха 1 (УКВ) (Фигура 1) содержит устройство забора воздуха от маршевого двигателя 2 (УЗВ МД), установку охлаждения воздуха 3 (УОВ), устройство нейтрального газа 4 (УНТ), воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха 5 (ТО УПВ) для устройства нейтрального газа, воздухозаборник 6 (ВЗ) холодного атмосферного воздуха, вторичный теплообменник 7 (ТО 2) и первичный теплообменник 8 (ТО 1) установки охлаждения воздуха, вентилятор 9 (ВТ) и пленум с обратным клапаном 10 (КО), регулирующее устройство 11 (РУ) и датчик температуры 12 (ДТ).The air conditioning device 1 (VHF) (Figure 1) contains a device for taking air from the mid-flight engine 2 (UZV MD), an air cooling unit 3 (UOV), a neutral gas device 4 (CNT), an air-to-air heat exchanger of an air preparation device 5 (THAT UPV) for a neutral gas device, an air intake 6 (VZ) of cold atmospheric air, a secondary heat exchanger 7 (TO 2) and a primary heat exchanger 8 (TO 1) of an air cooling unit, a fan 9 (VT) and a plenum with a check valve 10 (KO), control device 11 (RU) and the sensor perature 12 (DT).

Горячий воздух отбирается от маршевого двигателя самолета с помощью устройства забора воздуха от маршевого двигателя 2 и разделяется на два воздушных потока с исходной температурой примерно 230°C, один из которых подается на воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха 5, а другой - на вход регулирующего устройства 11. После прохода через воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха 5 охлажденный воздух подается на выход регулирующего устройства 11. Регулирующее устройство 11 формирует воздушную смесь из потока горячего воздуха из устройства забора воздуха от маршевого двигателя 2 и холодного воздуха из воздухо-воздушного теплообменника устройства подготовки воздуха 5 с необходимым давлением и с оптимальной для работы системы нейтрального газа 4 температурой примерно 70°C. Контроль температуры воздушной смеси, подаваемой на устройство нейтрального газа 4 осуществляется с помощью датчика температуры 12. Весь процесс подготовки воздуха в устройстве кондиционирования воздуха 1 и подачи его в устройство нейтрального газа 4 осуществляется в автоматическом режиме.Hot air is taken from the mid-flight engine of the aircraft using the air intake device from the mid-flight engine 2 and is divided into two air streams with an initial temperature of about 230 ° C, one of which is fed to the air-air heat exchanger of the air preparation device 5, and the other to the inlet of the control devices 11. After passing through the air-air heat exchanger of the air preparation device 5, the cooled air is supplied to the output of the control device 11. The control device 11 forms an air mixture of outflow of hot air from the air intake device from the main engine 2 and cold air from the air-air heat exchanger of the air preparation device 5 with the necessary pressure and with an optimum temperature of about 70 ° C for the operation of the neutral gas 4 system. The temperature of the air mixture supplied to the neutral gas device 4 is controlled by a temperature sensor 12. The entire process of preparing the air in the air conditioning device 1 and supplying it to the neutral gas device 4 is carried out in automatic mode.

Горячий воздух, отбираемый от маршевого двигателя самолета с помощью устройства забора воздуха от маршевого двигателя 2 с исходной температурой примерно 230°C дополнительно подается на первичный теплообменник 8 и далее на вторичный теплообменник 7 установки охлаждения воздуха 3. После охлаждения в них до необходимой температуры этот воздух поступает в герметичную кабину (ГК) пассажирского магистрального самолета.Hot air taken from the main engine of the aircraft with the help of an air intake device from the main engine 2 with an initial temperature of about 230 ° C is additionally supplied to the primary heat exchanger 8 and then to the secondary heat exchanger 7 of the air cooling unit 3. After cooling to the required temperature, this air enters the pressurized cabin (GC) of the passenger trunk aircraft.

Холодный атмосферный воздух отбирается с помощью воздухозаборника 6, подается в основной воздуховод продувочного тракта установки охлаждения воздуха 3, пропускается через воздухо-воздушный теплообменник устройства подготовки воздуха 5, вторичный теплообменник 7 и первичный теплообменник 8 установки охлаждения воздуха 3 и с использованием вентилятора 9 и пленума с обратным клапаном 10, входящих в установку охлаждения воздуха 3, как отработанное рабочее тело выводится в атмосферу.Cold atmospheric air is taken using the air intake 6, fed into the main duct of the purge path of the air cooling unit 3, passed through the air-air heat exchanger of the air preparation unit 5, the secondary heat exchanger 7 and the primary heat exchanger 8 of the air cooling unit 3, and using a fan 9 and a plenum with check valve 10 included in the air cooling unit 3, as a spent working fluid is discharged into the atmosphere.

Высокая надежность и эффективность работы воздухо-воздушного теплообменника устройства подготовки воздуха 5 достигаются за счет размещения его в основном воздуховоде продувочного тракта установки охлаждения воздуха непосредственно перед установкой охлаждения воздуха. Таким образом холодный атмосферный воздух поступает на этот теплообменник не через промежуточный воздуховод как у прототипа, а непосредственно из воздухозаборника 6 через основной воздуховод. Кроме того, дополнительный регулируемый приток воздуха может создаваться в случае необходимости в помощью вентилятора 9. Это обеспечивает эффективную работу устройства кондиционирования воздуха 1 и устройства нейтрального газа 4 на всех режимах полета включая наиболее сложный режим снижения самолета. В результате за счет использования полезной модели достигается повышение надежности и безопасности полетов пассажирских магистральных самолетов.High reliability and efficiency of the air-air heat exchanger of the air preparation device 5 is achieved by placing it in the main duct of the purge duct of the air cooling installation immediately before the air cooling installation. Thus, the cold atmospheric air enters this heat exchanger not through the intermediate duct as in the prototype, but directly from the air intake 6 through the main duct. In addition, an additional controlled air flow can be created, if necessary, using a fan 9. This ensures the efficient operation of the air conditioning device 1 and the neutral gas device 4 in all flight modes, including the most difficult aircraft descent mode. As a result, through the use of a utility model, an increase in the reliability and safety of flights of passenger main aircraft is achieved.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Полезная модель предназначена для использования в авиационной промышленности при проектировании и изготовлении современных и перспективных пассажирских самолетов, обеспечивающих высокую надежность и безопасностью полетов при осуществлении массовых перевозок авиапассажиров в различных условиях.The utility model is intended for use in the aviation industry in the design and manufacture of modern and promising passenger aircraft that provide high reliability and flight safety during mass transportation of air passengers in various conditions.

Все технические средства и обеспечивающее их работу программное обеспечение, применение которых предусмотрено полезной моделью, разрабатываются и выпускаются как отечественными промышленными предприятиями, так и ведущими компаниями в зарубежных странах.All technical means and the software providing their work, the application of which is provided for by the utility model, are developed and produced by both domestic industrial enterprises and leading companies in foreign countries.

Предусмотренное полезной моделью взаимодействие средств реализуется в известных процессах различного назначения в области авиастроения. В процессе изготовления всех устройств, входящих в систему управления общесамолетным оборудованием и самолетными системами, может быть использовано типовое, стандартное промышленное оборудование, известные материалы и комплектующие изделия.The interaction of means envisaged by the utility model is implemented in well-known processes for various purposes in the field of aircraft construction. In the manufacturing process of all devices included in the control system for general aircraft equipment and aircraft systems, standard, standard industrial equipment, known materials and components can be used.

Claims

1. The air conditioning device of a passenger main aircraft, consisting of units, control units, pipelines and fasteners to the main frame of the aircraft, containing

- air sampling device, including

- a device for taking air from the main engine,

- a device for taking air from an auxiliary power unit,

- air conditioning device, including

- the first air cooling unit located in the ventral fairing on the left with respect to the longitudinal axis of the aircraft,

- a second air cooling unit located in the ventral fairing on the right with respect to the longitudinal axis of the aircraft,

- an air preparation device for a neutral gas device, including an air-air heat exchanger, a control device, a temperature sensor, seals, insulators and fasteners,

characterized in that, in order to increase the reliability and safety of flights,

- the air-air heat exchanger of the air preparation device for the neutral gas device is located in the main duct of the purge path of the air cooling installation immediately before the air cooling installation in such a way that

- the cooling air inlet of the air-air heat exchanger is connected to the cold air intake, and the cooling air outlet of the air-air heat exchanger is connected to the inlet of one air cooling unit, to which the secondary heat exchanger and the primary heat exchanger, fan and plenum are connected sequentially with a non-return valve, discharging exhaust air into the atmosphere,

- the inlet of the cooled air of the air-air heat exchanger is connected to the device for taking air from the main engine, and the outlet of the cooled air of the air-air heat exchanger is connected to the input of the neutral gas device.

2. The device according to claim 1, characterized in that the air preparation device for the neutral gas device and the neutral gas device are located next to the first air cooling unit in the ventral fairing on the left with respect to the longitudinal axis of the aircraft and use air from the device to take air from the left sustainer engine.

3. The device according to claim 1, characterized in that the air preparation device for the neutral gas device and the neutral gas device are located next to the second air cooling unit in the ventral fairing to the right with respect to the longitudinal axis of the aircraft and use air from the device to take air from the right sustainer engine.