用于飛行器的雙向通風(fēng)系統(tǒng)和相關(guān)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于飛行器的雙向機(jī)艙通風(fēng)和冷卻系統(tǒng)和相關(guān)的方法。示例的設(shè)備包括通道，其流體地聯(lián)接形成在飛行器發(fā)動機(jī)的機(jī)艙內(nèi)的開口與機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室。當(dāng)被動空氣可用以通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時，所述開口提供到發(fā)動機(jī)艙室內(nèi)的入口，并且當(dāng)受迫空氣被需要以通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時所述開口提供從發(fā)動機(jī)艙室的出口。風(fēng)扇被設(shè)置在通道內(nèi)以便在被動空氣不可用時提供受迫空氣。
【專利說明】用于飛行器的雙向通風(fēng)系統(tǒng)和相關(guān)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及飛行器，并且更具體地，涉及用于飛行器的雙向通風(fēng)系統(tǒng)和相關(guān)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]商用飛行器或者噴氣客機(jī)一般采用具有由機(jī)艙支撐的渦輪發(fā)動機(jī)的飛行器發(fā)動機(jī)。機(jī)艙還裝納設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的飛行器和/或飛行器發(fā)動機(jī)的其他部件。然而，飛行器發(fā)動機(jī)在運(yùn)行期間產(chǎn)生大量的熱量，其會影響所述部件的運(yùn)行。為了保持設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的部件在可接受的運(yùn)行溫度內(nèi)和/或遵守其他的工業(yè)規(guī)定和/或安全標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)艙通常經(jīng)由機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)被冷卻或者通風(fēng)。通常，已知的機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)采用沖壓冷卻空氣以冷卻機(jī)艙內(nèi)的部件。沖壓冷卻空氣經(jīng)由提供在機(jī)艙上的進(jìn)氣口被提供到部件。
[0003]然而，在非飛行條件下，沖壓冷卻空氣通常是不可用的。為了冷卻部件，通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)常采用風(fēng)扇或者鼓風(fēng)機(jī)以引導(dǎo)受迫空氣經(jīng)過部件并且被放出到在機(jī)艙外殼上形成的至少一個排出口。然而，在機(jī)艙外殼內(nèi)形成的開口(例如，入口和出口)會增加阻力，從而降低機(jī)艙的空氣動力效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一個示例設(shè)備包括通道以流體地聯(lián)接在飛行器發(fā)動機(jī)的機(jī)艙內(nèi)形成的開口和機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室。當(dāng)被動氣流可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供到艙室內(nèi)的入口，并且當(dāng)需要受迫空氣來通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供從該艙室的出口。被動流體(例如，空氣)沿從開口到發(fā)動機(jī)艙室的第一方向流過通道。風(fēng)扇被設(shè)置在通道內(nèi)以當(dāng)被動空氣不可用時提供受迫空氣。風(fēng)扇引導(dǎo)受迫空氣沿從發(fā)動機(jī)艙室到開口的第二方向流經(jīng)通道。第一方向與第二方向相反。
[0005]另一示例設(shè)備包括形成在機(jī)艙內(nèi)的開口。當(dāng)被動氣流可用于冷卻或者通風(fēng)機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供入口，當(dāng)需要受迫空氣來冷卻或者通風(fēng)機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供出口。通道流體地聯(lián)接開口和發(fā)動機(jī)艙室并且鼓風(fēng)機(jī)組件被置于通道中。鼓風(fēng)機(jī)組件確定通道的第一流動路徑和第二流動路徑，其中通過第一流動路徑被動空氣將從開口流到發(fā)動機(jī)艙室，通過第二路徑受迫空氣將從發(fā)動機(jī)艙室流到開口。
[0006]示例方法包括經(jīng)由通風(fēng)通道聯(lián)接機(jī)艙的開口和機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室，該通風(fēng)通道具有確定通風(fēng)通道的第一路徑和通風(fēng)通道的第二路徑的鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。該方法包括當(dāng)被動空氣可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室部件時停用鼓風(fēng)機(jī)以使被動空氣能夠沿第一方向經(jīng)由第一路徑從通風(fēng)通道的開口流到發(fā)動機(jī)艙室，并且當(dāng)被動空氣不可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時啟用鼓風(fēng)機(jī)以使受迫空氣能沿第二方向經(jīng)由第二路徑從發(fā)動機(jī)艙室流到通風(fēng)通道的開口。
[0007]本發(fā)明能夠包含一種設(shè)備，其包括通道以流體地聯(lián)接在飛行器發(fā)動機(jī)的機(jī)艙內(nèi)形成的開口和機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室，當(dāng)被動氣流可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供入口到發(fā)動機(jī)艙室內(nèi)，并且當(dāng)需要受迫空氣以通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時，開口提供從發(fā)動機(jī)艙室的出口，被動空氣沿從開口到發(fā)動機(jī)艙室的第一方向流經(jīng)通道；以及設(shè)置在該通道內(nèi)的風(fēng)扇，當(dāng)被動空氣不可用時，風(fēng)扇提供受迫空氣，風(fēng)扇引導(dǎo)受迫空氣沿從發(fā)動機(jī)艙室到開口的第二方向流經(jīng)該通道，第一方向與第二方向相反。當(dāng)被動空氣從開口到發(fā)動機(jī)艙室流經(jīng)通道時，被動空氣可以被用于在風(fēng)扇周圍流動。當(dāng)風(fēng)扇被設(shè)置在通道內(nèi)時，風(fēng)扇可以確定通道的第一流動路徑和通道的第二流動路徑，第一流動路徑不同于第二流動路徑。該設(shè)備還可以包括設(shè)置在風(fēng)扇上游的流體控制裝置，該流體控制裝置選擇地流體聯(lián)接開口和第二流動路徑。該流體控制裝置可以在第一位置與第二位置之間移動，其中第一位置防止被動空氣流經(jīng)通道的第二流動路徑，并且第二位置允許受迫空氣流經(jīng)通道的第二流動路徑并且流到出口。該流體控制裝置可以包括止回閥或者電磁閥。該通道可以包括第一管道，風(fēng)扇經(jīng)由支架被支撐在第一管道內(nèi)，第一管道和風(fēng)扇確定第一流動路徑，風(fēng)扇具有設(shè)置在第一管道內(nèi)的第二管道以確定第二流動路徑。風(fēng)扇可以同軸地并且同心地與該通道的縱向軸線對齊。
[0008]本發(fā)明能夠包含一種設(shè)備，所述設(shè)備可以包括在機(jī)艙內(nèi)形成的開口，當(dāng)被動空氣流可用于冷卻或者通風(fēng)機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供入口，并且當(dāng)需要受迫空氣以冷卻或者通風(fēng)機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動機(jī)艙室時，該開口提供出口 ；流體聯(lián)接該開口和發(fā)動機(jī)艙室的通道；和置于該通道中的鼓風(fēng)機(jī)組件，該鼓風(fēng)機(jī)組件確定該通道的第一流動路徑和第二流動路徑，其中通過第一流動路徑被動空氣將從開口流到發(fā)動機(jī)艙室并且通過第二流動路徑受迫空氣將從發(fā)動機(jī)艙室流到開口。該鼓風(fēng)機(jī)組件可以與該通道同軸并且同心地對齊。該通道可以包括流體地聯(lián)接該開口和該發(fā)動機(jī)艙室的第一管道。鼓風(fēng)機(jī)組件可以經(jīng)由支架被支撐在第一管道內(nèi)。鼓風(fēng)機(jī)組件可以包括流體聯(lián)接到設(shè)置在第一管道內(nèi)的第二管道的風(fēng)扇，第二管道由鼓風(fēng)機(jī)組件支撐。第一管道和鼓風(fēng)機(jī)組件的外表面可以確定第一流動路徑并且第二管道確定第二流動路徑。鼓風(fēng)機(jī)組件還可以包括流動控制裝置，該流動控制裝置防止當(dāng)被動空氣足夠冷卻或者通風(fēng)發(fā)動機(jī)艙室時被動空氣流過第二流動路徑并且流動控制裝置允許當(dāng)空氣不足以冷卻或者通風(fēng)發(fā)動機(jī)艙室時空氣流過第二路徑。
[0009]本發(fā)明包含包括一種方法，該方法可以包括經(jīng)由與發(fā)動機(jī)艙室和開口流體連通的通風(fēng)通道通過機(jī)艙的開口給發(fā)動機(jī)艙室通風(fēng)，該通風(fēng)通道具有鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其確定通風(fēng)通道的第一路徑和通風(fēng)通道的第二路徑；當(dāng)被動空氣可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時停用鼓風(fēng)機(jī)以使被動空氣能夠沿第一方向經(jīng)由第一路徑從通風(fēng)通道的開口流到發(fā)動機(jī)艙室；和當(dāng)被動空氣不可用以通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室時啟用鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)以使受迫空氣能夠沿第二方向經(jīng)由第二路徑從發(fā)動機(jī)艙室流到通風(fēng)通道的開口。該方法還可以包括控制流動控制裝置以使當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)被啟用時空氣能夠流經(jīng)第二路徑并且當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)被停用時防止空氣流經(jīng)第二路徑。該方法還可以包括在啟用或者停用鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之前確定被動空氣是否可用于通風(fēng)或者冷卻發(fā)動機(jī)艙室。該方法還可以包括檢測被動空氣在第一路徑中的流速以確定被動空氣是否可利用。該方法還可以包括設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)與通風(fēng)通道共線。
[0010]當(dāng)單獨(dú)或與附圖一起被參考時，本說明的以上的優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)，以及特征將在下面的【具體實施方式】中變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是可以體現(xiàn)本文中描述的示例的示例飛行器的說明。
[0012]圖2示出了具有本文中公開的示例雙向通風(fēng)系統(tǒng)的示例飛行器發(fā)動機(jī)。
[0013]圖3是示出了示例雙向通風(fēng)系統(tǒng)的圖2的示例飛行器發(fā)動機(jī)的局部視圖。
[0014]圖4是圖1-3的示例飛行器發(fā)動機(jī)的局部分解圖。
[0015]圖5是圖1-3的通風(fēng)系統(tǒng)的示意性說明。
[0016]圖6是具有依照本文中公開的示教的示例流動控制裝置的圖1-4的通風(fēng)系統(tǒng)的示意性說明。
[0017]圖7是可以用于實現(xiàn)圖1-6的示例通風(fēng)系統(tǒng)的本文中公開的示例控制系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖8是代表可以由圖7的示例控制系統(tǒng)執(zhí)行的示例方法的流程圖。
[0019]只要可能，相同的附圖標(biāo)記將被用于整個附圖和附加的文字說明書以指代相同的或者相似的部件。如在本專利中所使用的，應(yīng)聲明的是，任何部件(例如，層、膜、區(qū)域或板)以任何方式設(shè)置在(例如，設(shè)置在、位于、安排在或者形成在等)另一部件上，意味著被提及的部件與另一部件接觸或者在一個或者更多中間部件位于其二者之間的情況下被提及的部件在另一部件上方。應(yīng)聲明的是，任何部件與另一部件接觸意味著沒有中間部件在兩個部件之間。
【具體實施方式】
[0020]機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)保持被設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的飛行器發(fā)動機(jī)的部件在可接受的運(yùn)行溫度范圍內(nèi)。更具體地，機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)驅(qū)散或者放出由飛行器發(fā)動機(jī)在運(yùn)行期間產(chǎn)生的熱量以維持機(jī)艙(例如，發(fā)動機(jī)艙室)內(nèi)的溫度在最大期望溫度以下以放置對于設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的飛行器發(fā)動機(jī)部件的損壞。通常，機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)使用冷卻空氣經(jīng)由例如通道以冷卻設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的飛行器發(fā)動機(jī)部件。例如，通道被聯(lián)接到形成在機(jī)艙外殼上的開口，其包括進(jìn)氣口以引導(dǎo)冷卻空氣進(jìn)入通道。
[0021]通常，在飛行條件期間，當(dāng)飛行器具有向前速度時，使用可用沖壓空氣(也就是，被動空氣)提供冷卻空氣。然而，例如在起飛或者隨后著陸之前的滑行(例如，相對低的或者為零的向前速度條件)期間，當(dāng)被動或者沖壓空氣不可用時，沖壓空氣不可用于或者不足以提供通風(fēng)或者冷卻。當(dāng)沖壓空氣不可用時，機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)通常提供受迫空氣通風(fēng)(例如，經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī))。受迫空氣經(jīng)由在機(jī)艙內(nèi)形成的出口或者開口被放出到機(jī)艙的外部或者大氣。然而，與機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)相關(guān)的在機(jī)艙內(nèi)形成的多個開口會增加發(fā)動機(jī)阻力，從而降低機(jī)艙的空氣動力效率。
[0022]本文中公開的示例機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)顯著改善飛行器發(fā)動機(jī)空氣動力效率。更具體地，本文中公開的示例機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)通過降低通風(fēng)所需要的在機(jī)艙外殼內(nèi)的開口數(shù)量來顯著降低飛行器發(fā)動機(jī)阻力。特別的，在機(jī)艙外殼內(nèi)的單個開口在被動空氣通風(fēng)期間(例如，在向前速度條件下)提供入口并且在受迫空氣通風(fēng)期間(例如，在無向前速度條件下)提供出口。更具體地，單個開口在被動空氣通風(fēng)期間提供入口并在受迫空氣通風(fēng)期間提供出口。因此，使能通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行所需的開口至少減少一半，從而將與開口相關(guān)的阻力近似減少了一半。也就是說，機(jī)艙內(nèi)的開口(例如，入口和出口和隨其相關(guān)的)的這種減少使得在機(jī)艙上方存在更多的層流，這導(dǎo)致顯著的阻力降低并且因此降低與飛行器發(fā)動機(jī)阻力相關(guān)的燃料消耗。
[0023]在一些示例中，機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)使用通道來流體地聯(lián)接在機(jī)艙內(nèi)形成的開口和機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室。風(fēng)扇或者鼓風(fēng)機(jī)組件被設(shè)置在通道內(nèi)部(例如，與通道共線)并且可以與通道的縱向軸線同軸和/或同心對齊。鼓風(fēng)機(jī)組件確定第一流動路徑和第二流動路徑，被動空氣通過第一流動路徑流動，受迫空氣通過第二流動路徑流動。鼓風(fēng)機(jī)組件包括流體控制裝置以使得開口能夠在入口和出口之間(切換)運(yùn)行。更具體地，流體控制裝置使得流體能夠在被動空氣通風(fēng)期間沿第一方向流動并且使得流體能夠在受迫空氣通風(fēng)期間沿第二方向流動。例如，當(dāng)流動控制裝置在第一位置時，沖壓空氣被允許流到機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室，并且當(dāng)流動控制裝置在第二位置時，由鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)或者風(fēng)扇提供的受迫空氣被允許從發(fā)動機(jī)艙室流到開口。流動控制裝置可以被手動操作和/或可以經(jīng)由控制系統(tǒng)被操作。
[0024]在一些示例中，開口可以被設(shè)置在機(jī)艙的上表面(例如，頂部)附近或者與該上表面相鄰。以這種方式，開口輔助流體在被動冷卻期間流經(jīng)通道。例如，在飛行條件期間，被動空氣傾向于自然地從開口流到艙室內(nèi)。進(jìn)一步，由于較暖的空氣從發(fā)動機(jī)艙室朝向開口上升，所以在機(jī)艙上表面附近提供開口幫助在受迫冷卻或通風(fēng)期間移除熱量。因此，需要較小尺寸的鼓風(fēng)機(jī)或者風(fēng)扇，從而導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)或者風(fēng)扇消耗較少的動力。
[0025]圖1說明具有一個或者更多飛行器發(fā)動機(jī)102 (例如，渦輪扇式發(fā)動機(jī))的示例商用飛行器100，其可以體現(xiàn)本公開的示教的多個方面。例如，飛行器100的每個發(fā)動機(jī)102使用根據(jù)本文公開示教的機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)。如在下面更加詳細(xì)描述的，示例飛行器發(fā)動機(jī)102的機(jī)艙冷卻系統(tǒng)在靜態(tài)條件期間當(dāng)沖壓空氣不可用時使用受迫空氣通風(fēng)并且當(dāng)沖壓空氣可利用時使用被動空氣通風(fēng)。例如，當(dāng)飛行器發(fā)動機(jī)102正運(yùn)行時在飛行器滑行或者隨后的著陸期間，飛行器的前向速度不足以提供被動空氣冷卻。因此，當(dāng)被動或者沖壓空氣不可用于冷卻或者通風(fēng)時，本文公開的通風(fēng)系統(tǒng)使用受迫空氣以冷卻或者放出從飛行器發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱量。例如，在飛行器飛行期間，飛行器的前向速度足以提供沖壓或者被動空氣以冷卻或者通風(fēng)飛行器發(fā)動機(jī)部件。
[0026]圖2是表示圖1的示例飛行器發(fā)動機(jī)的立體圖。飛行器發(fā)動機(jī)102包括機(jī)艙202，其確定具有空氣動力學(xué)外表面以降低阻力的外殼。機(jī)艙202與潤輪發(fā)動機(jī)206同軸布置，該渦輪發(fā)動機(jī)206其由機(jī)艙202支撐。渦輪發(fā)動機(jī)206包括一個或者更多壓縮器(例如，高壓和/或低壓壓縮器)以驅(qū)動設(shè)置在風(fēng)扇部分內(nèi)或者在機(jī)艙的與進(jìn)氣部分208相鄰的整流罩204內(nèi)的風(fēng)扇，該進(jìn)氣部分208提供空氣到壓縮器。壓縮器提供被壓縮空氣到渦輪發(fā)動機(jī)206的燃燒室，其與燃料混合并且點(diǎn)火。燃燒的氣體膨脹并且通過與機(jī)艙202的端部212相鄰的渦輪發(fā)動機(jī)206的噴嘴210迸發(fā)出以提供前向推力至飛行器100。除了支撐渦輪發(fā)動機(jī)206以外，機(jī)艙202還確定一個或者更多部分214以提供圍繞渦輪發(fā)動機(jī)206的發(fā)動機(jī)艙室以裝納其他的發(fā)動機(jī)部件和/或其他的飛行器配件，比如發(fā)電機(jī)、渦輪壓縮器、環(huán)境控制系統(tǒng)部件和/或任意其他部件。
[0027]圖3是圖1和圖2的飛行器發(fā)動機(jī)的立體局部視圖，其說明根據(jù)本文中公開的示教的示例機(jī)艙冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)300。圖3的示例通風(fēng)系統(tǒng)300放出或者耗散來自機(jī)艙202或者發(fā)動機(jī)艙室的由渦輪發(fā)動機(jī)206產(chǎn)生的多余熱量。機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)300引導(dǎo)冷卻空氣從機(jī)艙202的風(fēng)扇部分204到機(jī)艙202的一個或者更多發(fā)動機(jī)部件。說明的示例的通風(fēng)系統(tǒng)300確定在與風(fēng)扇部分204和進(jìn)氣部分208相鄰的機(jī)艙202內(nèi)形成的開口 304和發(fā)動機(jī)艙室之間的通道302。在說明的示例中，通道302是歧管、管道或者管和/或任何其他設(shè)置在機(jī)艙主體或者結(jié)構(gòu)306與整流罩或者蓋308之間的通路。說明的示例的開口 304被設(shè)置在機(jī)艙202的上表面附近或鄰近該上表面以便在被動冷卻或者通風(fēng)期間輔助流體流入艙室內(nèi)并且在受迫冷卻或者通風(fēng)期間輔助從艙室移除熱量到開口 302。開口 304可以包括在機(jī)艙202或者整流罩308內(nèi)形成的凹處以幫助氣流進(jìn)入開口 304。
[0028]圖4是圖3的示例機(jī)艙202的局部分解視圖，其示出整流罩308被移除。如圖4所示，支架組件402聯(lián)接通道302至開口 304。通道302在開口 304與機(jī)艙202的發(fā)動機(jī)艙室404之間延伸。如下面更加詳細(xì)描述，當(dāng)被動或者沖壓空氣可以用于冷卻或者通風(fēng)時，開口 304提供入口，并且當(dāng)受迫空氣被提供以冷卻或者通風(fēng)時，該開口 304提供出口。通風(fēng)系統(tǒng)300包括流體流動分流器組件406以改變在開口 304與發(fā)動機(jī)艙室404之間的流體流動方向。例如，流動分流器組件406允許被動或者沖壓空氣沿第一方向在開口 304與發(fā)動機(jī)艙室404之間流動，并且允許受迫空氣沿第二方向在開口 304與發(fā)動機(jī)艙室404之間流動，第一方向與第二方向相反。
[0029]圖5是圖4的示例的通風(fēng)系統(tǒng)300的流動分流器組件406的示意圖說明。流動分流器組件406確定通道302的一部分502并且與通道302共線地聯(lián)接。在圖5的說明的示例中，示例的流動分流器組件406包括置入通道302內(nèi)且設(shè)置在發(fā)動機(jī)艙室404上游和開口 304下游的風(fēng)扇或者鼓風(fēng)機(jī)組件504。鼓風(fēng)機(jī)組件504至少與通道302的部分502對齊。更具體地，說明的示例的鼓風(fēng)機(jī)組件504相對于通道302的部分502的縱向軸線506同軸且/或同心地對齊。特別地，鼓風(fēng)機(jī)組件504的鼓風(fēng)機(jī)或者風(fēng)扇508與縱向軸線506同軸且/或同心地對齊。支架或者安裝結(jié)構(gòu)510聯(lián)接鼓風(fēng)機(jī)組件504至通道302的部分502。說明的示例的鼓風(fēng)機(jī)組件506包括馬達(dá)512以驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)508。馬達(dá)512和鼓風(fēng)機(jī)508在被設(shè)置在通道302內(nèi)的第二或受迫流體通道514內(nèi)部被聯(lián)接。第二通道514可以是管道、管、歧管和/或接收或引導(dǎo)流體的其他通路。
[0030]當(dāng)設(shè)置在通道302 (例如，通道302的部分502)內(nèi)時，鼓風(fēng)機(jī)組件504的第二通道512確定第一流動路徑516和不同于第一流動路徑516的第二流動路徑518。第一流動路徑516被形成在通道302的內(nèi)表面520和鼓風(fēng)機(jī)組件504的外表面和/或第二通道514之間。第二流動路徑518由第二通道514確定并且與第一流動路徑516分離。特別地，第一流動路徑516允許流體從開口 304流到發(fā)動機(jī)艙室404并且第二流動路徑518允許流體從發(fā)動機(jī)艙室404流到開口 304。
[0031]為了控制或者使能流體在第一流動路徑516和第二流動路徑518內(nèi)的流動，示例的通風(fēng)系統(tǒng)300采用流動控制裝置524以選擇性地流體聯(lián)接開口 304和第二流動路徑518。流動控制裝置524被設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)508的上游并且與第二通道514的開口 526相鄰。更具體地，流動控制裝置524引導(dǎo)流體在第一流動路徑516內(nèi)沿由箭頭528所表示的第一方向流動并且允許流體在第二流動路徑518內(nèi)沿由圖5中的箭頭530表示的第二方向流動。特別地，流動控制裝置524在關(guān)閉位置與打開位置之間移動，關(guān)閉位置允許流體在鼓風(fēng)機(jī)508周圍沿第一方向528流動并且防止流體在第二流動路徑518中流動，打開位置允許流體沿第二方向530流動通過第二流動路徑518。說明的示例的流動控制裝置524可以是止回閥、電磁閥、氣動閥和/或其他的流體控制裝置以控制流體流動通過第二通道514的開口 526。
[0032]在運(yùn)行中，在飛行條件期間，當(dāng)沖壓空氣可用時，通風(fēng)系統(tǒng)300使用被動通風(fēng)或者冷卻。沖壓空氣通常在飛行器100以前向速度(例如，在巡航期間)行進(jìn)時是可用的。沖壓空氣進(jìn)入開口 304并且被引導(dǎo)朝向機(jī)艙202內(nèi)的發(fā)動機(jī)艙室404。因此，當(dāng)被動空氣冷卻或者通風(fēng)被使用時，開口 304提供入口。被動空氣沿第一方向528流動通過通道302的第一流動路徑516。為了防止被動空氣流動通過第二通道514的第二流動路徑516，流動控制裝置524在關(guān)閉位置以防止流體流動通過開口 526。因此，流動控制裝置524導(dǎo)致被動氣流經(jīng)由第一流動路徑516在鼓風(fēng)機(jī)508和/或第二通道514周圍流動并且流入發(fā)動機(jī)艙室404。在所說明的示例中，進(jìn)入發(fā)動機(jī)艙室404的被動空氣通過渦輪發(fā)動機(jī)206的排氣件(例如，噴嘴210)被放出并且不被舷外傾倒，從而增加飛行器發(fā)動機(jī)102的有效推力。然而，在其他的示例中，來自發(fā)動機(jī)艙室404的被動空氣可以經(jīng)由機(jī)艙202內(nèi)的通風(fēng)管被舷外放出。
[0033]在靜態(tài)條件期間，當(dāng)沒有前向飛行器速度并且沒有沖壓空氣可以用于冷卻和/或通風(fēng)發(fā)動機(jī)艙室404時，通風(fēng)系統(tǒng)300使用鼓風(fēng)機(jī)508以產(chǎn)生受迫空氣。鼓風(fēng)機(jī)508被啟用從而沿第二方向530通過由第二通道514提供的第二流動路徑518引入空氣流。為了使得流體能夠通過第二流動路徑518流動，流動控制裝置524被移動到打開位置。流動控制裝置524使得流體能夠流動通過開口 526。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)508被啟用并且流動控制裝置524在打開位置時，鼓風(fēng)機(jī)508從發(fā)動機(jī)艙室吸入或者抽吸空氣并且經(jīng)由機(jī)艙202的開口 304將其放出到舷外。因此，開口 304提供出口，通過該出口來自發(fā)動機(jī)艙室404的空氣當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)被啟用以使得流體能夠沿第二方向530流動。通風(fēng)系統(tǒng)300可以使用一個或者更多傳感器532 (例如，流動傳感器)以檢測在通道302和/或第一流動路徑516內(nèi)的氣流條件。在一些示例中，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)300檢測到飛行器100的速度低于閾值速度值時，通風(fēng)系統(tǒng)300可以啟用鼓風(fēng)機(jī)508并且移動流動控制裝置524至打開位置。
[0034]圖6是可以用在圖1-5的通風(fēng)系統(tǒng)的示例的流動控制裝置600。在圖6所示的說明的示例中，流動控制裝置600是被手動操作的單向止回閥602。止回閥602包括閥塞604，其相對于閥座606可移動以控制通由閥座606確定的止回閥602的開口的流體流動。止回閥602包括彈簧610以將閥塞604偏壓至與閥座606接合(例如，密封接合)以防止流體流動通過在第二流動路徑518與通道302之間的開口。因此，當(dāng)沖壓空氣流動通過通道302和第一流動路徑516時，止回閥602被彈簧610和/或由沿第一方向的沖壓空氣提供的沿箭頭614的方向施加于閥塞604的表面上的力移動到關(guān)閉位置。相反地，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)508被啟用時，由鼓風(fēng)機(jī)508提供的受迫空氣616作用抵抗閥塞604和彈簧610的偏置力以導(dǎo)致閥塞604從閥座606移走到打開位置并且允許流體流動通過開口 608。在打開位置，由鼓風(fēng)機(jī)508提供的受迫空氣616能夠流動通過第二流動路徑518并且經(jīng)由止回閥602的開口608流到機(jī)艙202的開口 304。在一些示例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)艙室404內(nèi)的溫度高于閾值溫度值時，熱電偶618可以被使用來激活鼓風(fēng)機(jī)508的馬達(dá)512。在其他的示例中，當(dāng)系統(tǒng)檢測到飛行器100的速度低于閾值速度時飛行器100的控制系統(tǒng)可以激活鼓風(fēng)機(jī)508，并且當(dāng)飛行器100的速度高于閾值速度時停用鼓風(fēng)機(jī)508。
[0035]圖7是示例的控制系統(tǒng)700的示意圖說明，該系統(tǒng)可以用于使得圖1-5的通風(fēng)系統(tǒng)300自動化?？刂葡到y(tǒng)700可以與飛行器100的主要或者中央控制系統(tǒng)通信地聯(lián)接和/或可以是獨(dú)立的系統(tǒng)。示例的控制系統(tǒng)700可以通過使用硬件、固件和/或軟件的任何期望組合被實施。例如，一個或更多個集成電路、離散半導(dǎo)體器件和/或無源電子器件可以被使用。額外的或者替代性的，示例的控制系統(tǒng)700中的一些或者所有塊或者其部件可以使用指令、代碼和/或其他軟件和/或固件等被實現(xiàn)，其被存儲在機(jī)器可存取或可讀介質(zhì)中，當(dāng)由例如處理系統(tǒng)執(zhí)行時，執(zhí)行在圖8的流程圖中所表示的操作。盡管示例的控制系統(tǒng)700被描述為具有下面描述的每個塊中的一個，不過示例的控制系統(tǒng)700可以具有下面所描述的任何塊中的兩個或者更多。此外，一些塊可以被禁用、省略或者與其他塊結(jié)合。
[0036]如圖7所示，控制系統(tǒng)700包括傳感器接口 702、被動通風(fēng)檢測器704、比較器706、受迫通風(fēng)激活器708和流體流動控制器710。例如，控制系統(tǒng)700可以檢測或者確定被動通風(fēng)或者冷卻是否會被應(yīng)用或者是否需要受迫/強(qiáng)制通風(fēng)或者冷卻。
[0037]傳感器接口 702可以配置為接收來自傳感器(例如圖5的傳感器532)的信號以檢測通過通道302和/或第一流動路徑516的空氣流動條件。例如，傳感器接口 702可以接收來自流動傳感器532的代表在第一流動路徑516內(nèi)的空氣流速的信號?？商娲?，傳感器接口 702可以接收來自飛行器100的中央計算機(jī)系統(tǒng)的表示飛行器100的速度的信號。
[0038]被動通風(fēng)檢測器704可以配置為從傳感器接口 702接收信號。被動通風(fēng)檢測器704可以配置為確定氣流通過第一流動路徑516的速度和/或飛行器速度是否足以提供被動冷卻或通風(fēng)或者是否需要受迫冷卻或通風(fēng)。例如，被動通風(fēng)檢測器704可以被配置為發(fā)送測量的速度值到比較器706。比較器706可以被配置為根據(jù)由傳感器接口 702提供的從被動通風(fēng)檢測器704接收的速度值和足以用于被動通風(fēng)或冷卻的閾值速度值來執(zhí)行比較。附加地或者可替代地，比較器706可以傳達(dá)比較結(jié)果至受迫通風(fēng)激活器708。
[0039]受迫通風(fēng)激活器708可以通信地聯(lián)接到被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706。受迫通風(fēng)激活器708可以被配置為根據(jù)由被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706提供的結(jié)果來啟用或者停用鼓風(fēng)機(jī)508。例如，如果由被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706獲得的結(jié)果指示在第一流動路徑516內(nèi)的空氣流速大于閾值速度值，則受迫通風(fēng)激活器708停用馬達(dá)512和鼓風(fēng)機(jī)508。如果由被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706獲得的結(jié)果指示在第一流動路徑516內(nèi)的空氣流速小于閾值速度值，則受迫通風(fēng)激活器708啟用馬達(dá)512和鼓風(fēng)機(jī)508。
[0040]附加地或者可替代地，被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706可以根據(jù)飛行器100的速度值發(fā)送信號至受迫通風(fēng)激活器708。如果由被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706獲得的結(jié)果指示飛行器速度大于閾值速度值，則被動通風(fēng)檢測器704確定被動通風(fēng)是足夠的并且受迫通風(fēng)激活器708停用鼓風(fēng)機(jī)508。如果由被動通風(fēng)檢測器704和/或比較器706獲得的結(jié)果指示飛行器速度小于閾值速度值，則被動通風(fēng)檢測器704確定被動通風(fēng)是不足的并且受迫通風(fēng)激活器708啟用鼓風(fēng)機(jī)508。
[0041]流體流動控制器710可以被配置為操作流動控制裝置。例如，流體流動控制器710可以在打開位置與關(guān)閉位置之間控制圖5的流體流動控制裝置524，其中打開位置允許流體流動通過第二流體流動路徑518并且關(guān)閉位置防止流體流動通過第二流體流動路徑518。流體流動控制器710可以通信地聯(lián)接到傳感器接口 702、被動通風(fēng)檢測器704、比較器706和/或受迫通風(fēng)激活器708。流體流動控制器710可以被配置為從傳感器接口 702、被動通風(fēng)檢測器704、比較器706和/或受迫通風(fēng)激活器708接收信號。如果流體流動控制器710接收的信號指示通過通道302的空氣流足以用于被動通風(fēng)，則流動控制器710命令流動控制裝置移動至關(guān)閉位置。如果流體流動控制器710接收的信號指示通過通道的空氣流不足以用于被動通風(fēng)，則流體流動控制器710命令流動控制裝置移動至打開位置。[0042]附加地或者可替代地，流體流動控制器710可以被配置為根據(jù)指示鼓風(fēng)機(jī)508是被激活還是被停用的信號在打開位置和關(guān)閉位置之間移動流動控制裝置。例如，當(dāng)流體流動控制器從受迫通風(fēng)激活器708接收指示鼓風(fēng)機(jī)508被激活的信號時，流體流動控制裝置710可以導(dǎo)致流動控制裝置移動至打開位置，并且當(dāng)流體流動控制器710從受迫通風(fēng)激活器708接收指示鼓風(fēng)機(jī)508被停用的信號時，流體流動控制裝置710可以導(dǎo)致流動控制裝置移動至關(guān)閉位置?？商娲?，如果手動操作的流動控制裝置比如例如圖6的止回閥602被使用，則可以不需要流體流動控制器710。
[0043]圖8是表不不例方法800的流程圖，其可以用圖1-7的不例通風(fēng)系統(tǒng)300和/或控制系統(tǒng)700實施。在這個示例中，該方法包括用于由處理器(例如微處理器)執(zhí)行的程序。該程序可以被包含在被存儲在比如⑶-ROM、軟盤、硬盤驅(qū)動器、數(shù)字通用光盤(DVD)或與處理器和、或控制系統(tǒng)700相關(guān)的存儲器的計算機(jī)可讀介質(zhì)的軟件中，但是整個程序和/或其部分可以可替代地由處理器之外的裝置執(zhí)行且/或被包含在固件或者專用硬件中。進(jìn)一步，盡管示例的程序參照圖8說明的流程圖被描述，但是實施示例控制系統(tǒng)700的許多其他方法可以可替代地被使用。例如，執(zhí)行塊的順序可以被改變和/或所描述的一些塊可以被改變、省略或者組合。
[0044]如上面所提到的，圖8的示例方法或者進(jìn)程800可以使用儲存在諸如硬盤驅(qū)動器、閃速存儲器、只讀存儲器(ROM)、光盤(⑶)、數(shù)字通用光盤(DVD)、高速緩存、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和/或存儲信息任何一段時間(例如，延長時段、永久地、短瞬、暫時地緩沖和/或信息的高速緩存)的任何其他存儲介質(zhì)的有形計算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)的代碼指令(例如計算機(jī)可讀指令)被實施。如本文中所使用的，術(shù)語有形計算機(jī)可讀介質(zhì)明確地被限定為包括任何類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)并且排除傳播信號。附加地或者可替代地，可以使用存儲在諸如硬盤驅(qū)動器、閃速存儲器、只讀存儲器、光盤、數(shù)字通用光盤、高速緩存、隨機(jī)存取存儲器和/或存儲信息任何一段時間(例如，延長時段、永久地、短瞬、暫時地緩沖和/或信息的高速緩存)的存儲介質(zhì)的永久計算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)的代碼指令(例如計算機(jī)可讀指令)來實施圖8的示例進(jìn)程。如本文中所用的，術(shù)語永久計算機(jī)可讀介質(zhì)明確地被限定為包括任何類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)并且排除傳播信號。
[0045]為了討論的目的，圖8的示例方法800聯(lián)系示例的通風(fēng)系統(tǒng)300和示例的控制系統(tǒng)700被描述。以這種方式，圖8的示例方法800的每個示例操作是實施由圖7的示例控制系統(tǒng)700的一個或者更多塊執(zhí)行的相應(yīng)一個或者更多操作的示例方式。
[0046]具體轉(zhuǎn)到圖8，控制系統(tǒng)700監(jiān)測通風(fēng)系統(tǒng)300的系統(tǒng)參數(shù)(塊802)。為了監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)，控制系統(tǒng)700從傳感器(例如，傳感器532)和/或傳感器接口 702接收一個或者更多信號以確定被動通風(fēng)是否能夠被使用或者是否需要受迫通風(fēng)。例如，控制系統(tǒng)700可以配置為監(jiān)測空氣流通過第一流動路徑516和/或通道302的速度。可替代地，控制系統(tǒng)700可以接收代表飛行器速度的一個或者更多信號?？刂葡到y(tǒng)700經(jīng)由傳感器接口 702接收該信號。
[0047]控制系統(tǒng)700比較系統(tǒng)參數(shù)與閾值(塊804)。例如，控制系統(tǒng)700能夠經(jīng)由比較器706比較經(jīng)由傳感器接收的空氣流速度與從查詢表或存儲器存儲中檢索的閾值。在一些示例中，系統(tǒng)參數(shù)和/或閾值可以基于飛行器100的速度值和/或飛行器100的其他運(yùn)行條件。[0048]控制系統(tǒng)700可以隨后確定由例如傳感器532測量的系統(tǒng)參數(shù)是否大于閾值(塊806)。如果系統(tǒng)參數(shù)小于閾值，則控制系統(tǒng)700根據(jù)受迫空氣通風(fēng)運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)(塊808)。例如，如果在第一流動路徑516內(nèi)的空氣流速和/或飛行器100的速度不足以提供沖壓空氣，則控制系統(tǒng)700啟用受迫空氣通風(fēng)。例如，受迫通風(fēng)激活器708可以提供動力到馬達(dá)512以啟用馬達(dá)512和鼓風(fēng)機(jī)508。附加地，流動控制器710可以導(dǎo)致流動控制裝置524移動至打開位置。在受迫通風(fēng)系統(tǒng)被啟用后，控制系統(tǒng)700返回至塊802以繼續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)。
[0049]相反地，如果在塊806控制系統(tǒng)700確定系統(tǒng)參數(shù)大于閾值，則控制系統(tǒng)700根據(jù)被動通風(fēng)運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)300 (塊810)。例如，如果在第一流動路徑516內(nèi)的空氣流速和/或飛行器100的速度大于閾值，則控制系統(tǒng)700導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)508停用和/或?qū)е铝鲃涌刂蒲b置524移動至關(guān)閉位置。例如，控制系統(tǒng)700可以導(dǎo)致受迫通風(fēng)激活器708移除至馬達(dá)512的動力以停用鼓風(fēng)機(jī)508。此外，控制系統(tǒng)700可以導(dǎo)致流動控制器710移動流動控制裝置524至關(guān)閉位置。
[0050]盡管特定的方法、設(shè)備和成品已經(jīng)在本文中描述，不過本專利所覆蓋的范圍不局限于此。相反，本專利覆蓋落在附加權(quán)利要求字面上或者在等價物的教義下的范圍內(nèi)的所有的方法、設(shè)備和成品。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，所述設(shè)備包括: 通道，所述通道流體地聯(lián)接被形成在飛行器發(fā)動機(jī)的機(jī)艙內(nèi)的開口和所述機(jī)艙的發(fā)動機(jī)艙室，當(dāng)被動空氣流可用于通風(fēng)或者冷卻所述發(fā)動機(jī)艙室時所述開口提供到所述發(fā)動機(jī)艙室內(nèi)的入口，并且當(dāng)需要受迫空氣來通風(fēng)或者冷卻所述發(fā)動機(jī)艙室時所述開口提供從所述發(fā)動機(jī)艙室的出口，所述被動空氣沿第一方向從所述開口向所述發(fā)動機(jī)艙室流動通過所述通道；和 設(shè)置在所述通道內(nèi)的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇用于在所述被動空氣不可用時提供所述受迫空氣，所述風(fēng)扇引導(dǎo)所述受迫空氣沿第二方向從所述發(fā)動機(jī)艙室向所述開口流動通過所述通道，所述第一方向與所述第二方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述被動空氣從所述開口向所述發(fā)動機(jī)艙室流動通過該通道時，所述被動空氣在所述風(fēng)扇周圍流動。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述風(fēng)扇被設(shè)置在所述通道內(nèi)時所述風(fēng)扇確定所述通道的第一流動路徑和所述通道的第二流動路徑，所述第一流動路徑不同于所述第二流動路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述 的設(shè)備，進(jìn)一步包括被置于所述風(fēng)扇上游的流體控制裝置，所述流體控制裝置選擇性地聯(lián)接所述開口和所述第二流動路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述流體控制裝置在第一位置與第二位置之間移動，其中在所述第一位置時防止所述被動空氣流通過所述通道的所述第二流動路徑，并且在所述第二位置時允許所述受迫空氣流通過所述通道的所述第二流動路徑并流到所述出□。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中所述流體控制裝置包含止回閥或者電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述通道包含第一管道，所述風(fēng)扇經(jīng)由支架被支撐在所述第一管道內(nèi)，所述第一管道和所述風(fēng)扇確定所述第一流動路徑，所述風(fēng)扇具有設(shè)置在所述第一管道內(nèi)部以確定所述第二流動路徑的第二管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2或者權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述風(fēng)扇與所述通道的縱向軸線同軸且同心對齊。
9.一種方法，所述方法包括: 通過機(jī)艙的開口經(jīng)由與發(fā)動機(jī)艙室和所述開口流體連通的通風(fēng)通道給所述發(fā)動機(jī)艙室通風(fēng)，所述通風(fēng)通道具有鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其確定所述通風(fēng)通道的第一路徑和所述通風(fēng)通道的第二路徑； 當(dāng)被動空氣可用于通風(fēng)或者冷卻所述發(fā)動機(jī)艙室時停用所述鼓風(fēng)機(jī)以使得所述被動空氣能夠沿第一方向經(jīng)由所述第一路徑從所述通風(fēng)通道的所述開口流到所述發(fā)動機(jī)艙室；和 當(dāng)所述被動空氣不可用以通風(fēng)或者冷卻所述發(fā)動機(jī)艙室時啟用所述鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)以使得受迫空氣能夠沿第二方向經(jīng)由所述第二路徑從所述發(fā)動機(jī)艙室流到所述通風(fēng)通道的所述開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括控制流動控制裝置以便在所述鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)被啟用時使得所述受迫空氣能夠流動通過所述第二路徑并且在所述鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)被停用時防止所述被動空氣流動通過所述第二路徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法，還包括在啟用或者停用所述鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之前確定所述被動空氣是否可用以通風(fēng)或者冷卻所述發(fā)動機(jī)艙室。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法，還包括檢測所述被動空氣在所述第一路徑內(nèi)的速度以確 定所述被動空氣是否可用。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法，還包括將所述鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)放置成與所述通風(fēng)通道共線。
【文檔編號】B64D13/00GK103963977SQ201410042861
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】T·L·斯基爾頓 申請人:波音公司