用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的改進的方法和系統的製作方法

2023-04-23 05:30:01 2

用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的改進的方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法和系統，所述方法包括確定在飛機機艙內佔主導的機艙壓力和確定在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力的步驟。當機艙壓力降至預定閾值以下時啟動飛機的下降。在飛機的下降期間，當機艙壓力與環境壓力之間的壓力差降至第一計算閾值以下時，啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作被控制，以使從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值，並使機艙壓力與環境壓力之間的壓力差不降至第二計算閾值以下。
【專利說明】用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的改進的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在例如由於飛機空調系統的故障和飛機機身中出現洩漏或孔洞而導致的飛機機艙降壓的情況下對飛機機艙進行緊急通風和加壓的改進的方法。本發明進一步涉及一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的改進的系統。
【背景技術】
[0002]在飛機機艙中，例如從DE102006016541A1或W02007/115811A1已知的飛機空調系統通常確保必要的空氣交換，並控制機艙壓力和機艙溫度。術語飛機機艙在這裡將理解為飛機的在飛機的正常操作期間有待被通風和加壓的所有區域，例如，駕駛艙、客艙、機組人員區和至少被選的貨艙。機艙內部壓力通過機艙壓力控制系統被控制，該機艙壓力控制系統包括被布置在飛機機身蒙皮區域中的可控的空氣出口閥。
[0003]如果在飛行期間例如由於飛機空調系統的故障和飛機機身中出現洩漏或孔洞而導致飛機機艙發生降壓，則飛機下降到大約10000英尺(3048米)的安全高度並飛往目標機場或更近的機場。為了在此期間向乘客供應必須的可呼吸的空氣，已知的是為飛機提供一個或多個所謂的緊急衝壓空氣入口，該緊急衝壓空氣入口允許衝壓空氣從飛機周圍環境直接供給到飛機的空氣分配系統中。通過控制機艙壓力控制系統的空氣出口閥進入打開位置來支持飛機機艙內的空氣分配。
[0004]DE102008058451A1或W02010/057548A1描述了一種在飛機空調系統的空氣混合器的區域中發生洩漏的特定事件中對飛機機艙進行緊急通風的系統和方法。進一步，DE102008056417A1或W02010/051920A2公開了一種用於對飛機機艙進行緊急通風的系統和方法，其中在飛機正常操作期間用作機艙壓力控制系統的空氣出口閥的第一閥和第二閥在飛機空調系統故障的事件中被控制，使得空氣經由第一閥從飛機周圍環境供應到飛機機艙中並且經由第二閥被排放回到飛機周圍環境中。
[0005]在飛機下降到大約10000英尺(3048米)的安全高度期間，飛機機艙內減小的壓力趨於增加的環境壓力，並且根據飛機的下降速率和飛機機艙內的降壓速率，飛機機艙內減小的壓力可能變得比環境壓力低，導致在飛機機艙壓力與環境壓力之間建立所謂的負壓力差。為了確保飛機結構的完整性，負壓力差不應該超過臨界值。因此，可以提供負壓釋放閥，其在發生小的負壓力差時打開，並且因此允許空氣從飛機周圍環境進入飛機機艙，從而在飛機周圍環境和飛機機艙之間提供壓力平衡。
[0006]作為替代，從DE10145687A1已知的是在產生負壓力差之前打開緊急衝壓空氣入口，並且從飛機周圍環境向飛機機艙供應衝壓空氣。被供應到飛機機艙的衝壓空氣提供了飛機機艙的局部再加壓，並且防止建立負壓力差，直到最後在飛機周圍環境和飛機機艙之間產生壓力平衡為止。
[0007]然而，不管負壓釋放閥或緊急衝壓空氣入口是否被用於從飛機周圍環境向飛機機艙供應環境空氣並且因此防止產生負壓力差或至少防止負壓力差超過臨界值，飛機周圍環境和飛機機艙之間的壓力平衡可能發生在飛機到達大約10000英尺(3048米)的安全高度之前。在此情況下，飛機向安全高度下降的速率必須被適當地控制，從而防止建立負壓力差，這通常增加了飛機下降到安全高度的時間。當飛機已經到達安全高度時，空氣經由緊急衝壓空氣入口被供應到飛機機艙，機艙加壓系統的出流閥處於打開位置，從而支持在飛機機艙內進行空氣分配。結果是，在安全高度處巡航期間，飛機機艙保持非加壓。

【發明內容】

[0008]本發明針對的目的是提供一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的可靠方法和系統，其增加了在飛機的緊急通風操作期間飛機上的乘客和機組人員的舒適性。
[0009]該目的通過下面限定的用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法和通過下面限定的用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統而實現。
[0010]在用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法中，在飛機機艙內佔主導(prevailing)的機艙壓力被確定。例如，機艙壓力可通過分布在飛機機艙內的合適的壓力傳感器被確定。進一步，在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力可被確定。環境壓力可通過設置在例如飛機的非加壓區域內的合適的壓力傳感器被確定。
[0011]當例如由於飛機空調系統故障和在飛機的機身中出現洩漏或孔洞而導致機艙壓力降至預定閾值以下時，啟動飛機的下降。飛機的下降可以自動或者由飛行員手動啟動。在飛機的下降期間，機艙壓力連續下降。同時，環境壓力由於飛機到達較低高度而上升。
[0012]在飛機的下降期間，當機艙壓力與環境壓力之間的壓力差降至第一計算閾值以下時，啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。例如，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應可通過打開緊急衝壓空氣通道來實現。然而，可替代地，還可想到通過合適的閥，例如如在DE102008056417A1或W02010/051920A2中描述的飛機的機艙加壓系統的出流閥，將環境空氣從飛機周圍環境供應到飛機機艙中。從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應可自動或者由飛行員手動啟動。
[0013]用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法進一步涉及對從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應的控制以及對飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作的控制。特別地，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作被控制為使得從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值。從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應可通過適當地控制緊急衝壓空氣通道入口的流動橫截面或者通過適當地控制允許環境空氣從飛機周圍環境供應到飛機機艙中的閥的流動橫截面來控制。
[0014]從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量可例如通過設置在緊急衝壓空氣通道中或者設置在允許環境空氣從飛機周圍環境供應到飛機機艙中的閥的下遊的流量傳感器而被測量。可替代地，空氣流量可被計算。結果是，可以基於指示從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量的反饋信號控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應，以使從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量不降至預定最小值以下。優選地，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量的預定最小值被選擇為確保飛機上的乘客和機組人員被提供有足夠量的氧氣，該足夠量的氧氣保證了飛機上的乘客和機組人員所需的舒適水平。
[0015]進一步，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作被控制為使得機艙壓力與環境壓力之間的壓力差不降至第二計算閾值以下。機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值可低於第一計算閾值，但仍然為正值，即確保機艙壓力保持在環境壓力以上。
[0016]用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法允許可靠地防止在飛機機艙壓力與環境壓力之間建立負壓力差，因此確保在飛機的下降期間飛機結構的完整性。進一步，由於在機艙壓力控制中涉及機艙加壓系統，機艙壓力被保持在環境壓力以上，即避免飛機機艙壓力與環境壓力之間的平衡。結果是，飛機的下降速率不必被控制為避免在飛機機艙壓力與環境壓力之間建立負壓力差。進一步，在控制飛機的下降速率期間，不必為確保非加壓的飛機機艙內的乘客和機組人員的舒適性而調節下降速率。結果是，下降時間能夠最小，同時仍確保飛機機艙內的乘客和機組人員的高水平的舒適性。
[0017]優選地，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作被控制為使得在飛機的下降期間飛機機艙內的再加壓速率低於環境壓力增加速率。換言之，優選地，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作被控制為使得獨立於飛機的下降期間的環境壓力的發展而實現飛機機艙的平穩的再加壓，從而進一步提高飛機上的乘客和機組人員的舒適水平。
[0018]在飛機的下降期間，在開始下降時對應於第一計算閾值的機艙壓力與環境壓力之間的壓力差可趨於第二計算閾值。當機艙壓力與環境壓力之間的壓力差達到第二計算閾值時，可終止飛機的下降，並且可啟動飛機在恆定高度的巡航。在飛機在恆定高度巡航期間，機艙壓力與環境壓力之間的壓力差可保持恆定，從而機艙壓力與環境壓力之間的壓力差在飛機在恆定高度巡航期間被保持恆定在第二計算閾值。
[0019]當飛機在恆定高度巡航時，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作優選被控制為使得機艙壓力高於或等於在10000英尺(3048米)的高度處的飛機周圍環境中佔主導的環境壓力。保持機艙壓力高於或等於在10000英尺(3048米)的安全高度處的環境壓力確保了飛機上的乘客和機組人員的高的舒適水平。同時，飛機可在更高的高度巡航，即在10000英尺(3048米)以上的高度處巡航，從而允許減少飛機的燃料消耗並且因此增加飛機的航程。進一步，當飛機在10000英尺(3048米)以上的高度處巡航時從飛機周圍環境進入飛機機艙的環境空氣比當飛機在較低高度處巡航時從飛機周圍環境進入飛機機艙的環境空氣更冷，從而允許飛機機艙內的溫度即使在熱天時也被保持在舒適水平。
[0020]如上面已經討論的那樣，在飛機的下降期間，當機艙壓力與環境壓力之間的壓力差降至第一計算閾值以下時，可自動啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。可替代地，根據由可手動致動的輸入設備提供的信號啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。可手動致動的輸入設備可被設計為例如提供在飛機的駕駛艙中的按鈕形式。當飛機的飛行員打算啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應時，按鈕可被飛行員致動。
[0021]在用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法中，飛機機艙內存在的乘客數量、環境溫度和機艙溫度中的至少一個可被確定。飛機機艙內存在的乘客數量可被存儲在適當的存儲設備中或者可被手動輸入。環境溫度和機艙溫度可由合適的溫度傳感器測量。飛機的恆定巡航高度和當飛機在該恆定巡航高度處巡航時被保持的機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值可根據飛機機艙內存在的乘客數量、環境溫度和機艙溫度中的至少一個被確定。特別地，飛機的恆定巡航高度和機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值可被確定為使得飛機上的乘客和機組人員的舒適性被優化。例如，飛機的恆定巡航高度和機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值可被確定為確保機艙溫度不超過預定舒適水平，同時考慮飛機內存在的乘客數量和環境溫度。
[0022]可替代地或除此之外，用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法可涉及確定飛機空調系統的操作狀態。可基於機艙壓力、環境壓力和空調系統的操作狀態計算洩漏有效面積。隨後可根據洩漏有效面積和機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值可確定飛機的最大恆定巡航高度。換言之，可基於飛機空調系統的操作狀態推算出飛機空調系統的最大加壓能力，隨後可基於飛機空調系統的最大加壓能力確定飛機的最大恆定巡航高度，同時仍確保當飛機在最大恆定巡航高度處巡航時機艙壓力與環境壓力之間的壓力差不降至第二計算閾值以下。當飛機在最大恆定巡航高度處巡航時，飛機的燃料消耗能夠最小，因此飛機的航程能夠最大，同時仍確保飛機上的乘客和機組人員的一定程度的舒適水平。
[0023]在用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法中，飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置可被確定。基於飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置，可確認從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值。換言之，飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置可作為附加反饋參數被用於獲得對從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值的冗餘確認。飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置可通過合適的傳感器被測量或者例如基於對驅動空氣出流閥的擋片的馬達的位置的確定而被計算出。
[0024]一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統，包括用於確定在飛機機艙內佔主導的機艙壓力的設備、用於確定在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力的設備和控制單元。控制單元適於在機艙壓力降至預定閾值以下時啟動飛機的下降，並在飛機的下降期間，在機艙壓力與環境壓力之間的壓力差降至第一計算閾值以下時，啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。進一步，電子控制單元適於控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作，以使從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值，並使機艙壓力與環境壓力之間的壓力差不降至第二計算閾值以下。
[0025]控制單元可適於控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的操作，以使在飛機的下降期間飛機機艙內的再加壓速率低於環境壓力增加速率。
[0026]控制單元可進一步適於在機艙壓力與環境壓力之間的壓力差達到第二計算閾值時終止飛機的下降並啟動飛機在恆定高度處的巡航。特別地，當飛機在恆定高度處巡航時，控制單元可適於控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和飛機的機艙加壓系統的飛機出流閥的操作，以使機艙壓力高於或等於在10000英尺(3048米)的高度處的飛機周圍環境中佔主導的環境壓力。
[0027]進一步，控制單元可適於自動地或者根據由可手動致動的輸入設備提供的信號啟動從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應。[0028]用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統可進一步包括用於確定在飛機機艙內存在的乘客數量的設備、用於確定環境溫度的設備和用於確定機艙溫度的設備中的至少一個。控制單元可適於根據飛機機艙內存在的乘客數量、環境溫度和機艙溫度中的至少一個確定飛機的恆定巡航高度和當飛機在該恆定巡航高度巡航時被保持的機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值。
[0029]用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統可進一步包括用於確定飛機空調系統的操作狀態的設備。控制單元可適於基於機艙壓力、環境壓力和飛機空調系統的操作狀態計算洩漏有效面積，並適於根據洩漏有效面積以及機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值確定飛機的最大恆定巡航高度。
[0030]最後，用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統可包括用於確定飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置的設備。控制單元可適於基於飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥的位置確認從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]現在參照所附示意圖更詳細地描述本發明的優選實施例，其中
[0032]圖1示出用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統的示意圖；
[0033]圖2示出在根據圖1的緊急通風和加壓的系統操作期間機艙壓力和周圍環境壓力隨著時間發展的圖示；
[0034]圖3示出使用根據圖1的系統對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法的第一實施例；
[0035]圖4示出使用根據圖1的系統對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法的第二實施例；
[0036]圖5示出使用根據圖1的系統對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法的第三實施例；和
[0037]圖6示出使用根據圖1的系統對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法的第四實施例。
【具體實施方式】
[0038]在圖1中示出的用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統10包括用於確定在飛機機艙內佔主導的機艙壓力P。的設備12。設備12被設計成設置在飛機機艙內的壓力傳感器的形式。系統10進一步包括用於確定在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力Pa的設備
14。設備14被設計成設置在飛機的非加壓區域中的壓力傳感器的形式。設備12、14分別向電子控制單元16提供指示機艙壓力P。和環境壓力Pa的信號。
[0039]進一步，系統10包括用於確定飛機機艙內存在的乘客數量np的設備18。設備18可被設計成其中存儲飛機機艙內存在的乘客數量np的合適的存儲設備的形式，或者可被設計為允許手動輸入飛機機艙內存在的乘客數量np的輸入設備的形式。系統10的設備20用於確定周圍環境溫度Ta，並且被設計為溫度傳感器的形式。進一步，存在用於確定機艙溫度Tc的設備22，其也被設計成溫度傳感器的形式，並被設置在飛機機艙內。此外，系統10包括設備24，其用於確定飛機空調系統(未示出)的操作狀態並且將指示飛機空調系統的操作狀態的信號Sstatus傳輸給電子控制單兀16。
[0040]此外，存在設備26，其允許確定飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥28的位置P。，即打開程度。設備26可被設計成傳感器的形式，或者可以適於計算空氣出流閥28的位置的軟體的形式實施。設備18、20、22、24和26分別向電子控制單元16提供指示飛機機艙內存在的乘客數量np、環境溫度Ta、機艙溫度T。、飛機空調系統的操作狀態和飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥28的位置的信號。
[0041]基於從設備12、14、18、20、22、24和26傳輸到電子控制單元16的信號，電子控制單元16向緊急衝壓空氣通道系統30提供控制信號，特別是向驅動緊急衝壓空氣通道的入口擋片的馬達提供控制信號。對於控制緊急衝壓空氣通道系統30的操作，即控制驅動緊急衝壓空氣通道的入口擋片的馬達的操作，電子控制單元16還考慮從可手動致動的輸入設備32傳輸到電子控制單元16的信號st。可手動致動的輸入設備32被設計為設置在飛機的駕駛艙中的按鈕的形式。進一步，基於從設備12、14、18、20、22、24和26傳輸到電子控制單元16的信號，電子控制單元16向機艙加壓系統的空氣出流閥28提供控制信號，特別是向驅動空氣出流閥28的擋片的馬達提供控制信號，以調節空氣出流閥28的流動橫截面。從飛機周圍環境通過衝壓空氣通道到飛機機艙中的環境空氣的流量f通過設置在緊急衝壓空氣通道中的流量傳感器34被測量。
[0042]圖2描繪了在例如由於飛機空調系統故障和在飛機機身中出現洩漏或孔洞導致的在時間點T1發生的飛機機艙降壓的事件中機艙壓力P。和環境壓力Pa隨著時間的發展，如從圖2變得明顯的是，機艙壓力ρ。(圖2的曲線圖中的上曲線)開始減小。當機艙壓力P。在時間點T2達到預定閾值P1時，用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統10開始操作。具體地，在控制單元16的控制下，飛機的下降被啟動。在飛機的下降期間，環境壓力Pa (圖2的曲線圖中的下曲線)增加，而機艙壓力P。繼續減小。
[0043]在飛機的下降期間，當機艙壓力P。與環境壓力Pa之間的壓力差Λ ρ在時間點T3降至第一計算閾值Ap1以下時，或者指示可手動致動的輸入設備32已經被飛機的飛行員致動的信號st被從可手動致動的輸入設備32傳輸到電子控制單元16時，在電子控制單元16的控制下，啟動從飛機周圍環境向飛機機艙中供應環境空氣。具體地，電子控制單元16向緊急衝壓空氣通道系統30提供控制信號，特別是向驅動緊急衝壓空氣通道的入口擋片的馬達提供控制信號，導致來自飛機周圍環境的衝壓空氣進入衝壓空氣通道並且進一步進入飛機機艙中。
[0044]從衝壓空氣通道到飛機機艙的環境空氣的供應導致飛機機艙輕微的再加壓。為了穩定並適當控制飛機機艙的再加壓，由電子控制單元16執行的控制策略中涉及對飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥28的操作的控制。特別地，在飛機在時間點T3和時間點T4之間進一步下降期間，電子控制單元16控制機艙加壓系統的空氣出流閥28的操作，特別是控制驅動空氣出流閥28的擋片的馬達的操作，以調節空氣出流閥28的流動橫截面。從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和空氣出流閥28的操作通過電子控制單元16被控制，使得從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量f至少對應於預定最小值fmin，並且機艙壓力P。與環境壓力Pa之間的壓力差Λρ不降至第二計算閾值Ap2以下。從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的流量f通過流量傳感器34被持續監控，或者該流量被計算出來。[0045]在飛機在時間點T3和時間點T4之間下降期間，電子控制單元16控制從飛機周圍環境經由緊急衝壓空氣通道到飛機機艙中的環境空氣的供應和空氣出流閥28的操作，使得飛機機艙內的再加壓速率低於環境壓力增加速率。在時間點T4,當機艙壓力P。與環境壓力Pa之間的壓力差Λρ已經達到第二計算閾值Ap2時，終止飛機的下降，並啟動飛機在恆定高度的巡航。
[0046]當飛機在時間點T4之後在恆定高度巡航時，從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和空氣出流閥28的操作通過電子控制單元16被控制，使得機艙壓力P。高於或等於在10000英尺(3048米)的高度處的飛機周圍環境中佔主導的環境壓力，同時將機艙壓力P。與環境壓力Pa之間的壓力差Λρ保持恆定在第二計算閾值Λρ2。因此，飛機可在10000英尺(3048米)以上的安全高度巡航，從而允許減少飛機的燃料消耗並且因此增加飛機的航程。
[0047]如從圖3變得明顯的是，使用圖1的系統10對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法可簡單地涉及指示環境壓力Pa和機艙壓力P。的信號以及來自可手動致動的輸入設備32的信號st向電子控制單元16的傳輸。基於提供到電子控制單元16的信號，電子控制單元16可如上所述控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和空氣出流閥28的操作。
[0048]然而，如圖4所描繪那樣，還可想到電子控制單元16除了考慮環境壓力Pa、艙室壓力P。和信號St之外，還可確定飛機機艙內存在的乘客數量ηρ、環境溫度Ta和機艙溫度Τ。。具體地，電子控制單元16可根據飛機機艙內存在的乘客數量ηρ、環境溫度Ta和機艙溫度Τ。確定在時間點T4之後飛機的恆定巡航高度以及當飛機在恆定巡航高度巡航時要保持的機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值Ap2，從而優化飛機上乘客和機組人員的舒適性。
[0049]作為替代，除了環境壓力Pa、機艙壓力P。和信號St之外，電子控制單元16可考慮信號Sstatus，其指示飛機空調系統的操作狀態，即飛機空調系統的最大加壓能力，參見圖5。除了指示環境壓力Pa和機艙壓力P。的信號之外，電子控制單元16可使用指示飛機空調系統的操作狀態的信號Sstatus來計算洩漏有效面積。飛機的最大恆定巡航高度隨後可由電子控制單元16根據所計算的洩漏有效面積以及機艙壓力與環境壓力之間的壓力差的第二計算閾值Δρ2確定。
[0050]最後，如圖6中描繪那樣，在控制從飛機周圍環境到飛機機艙中的環境空氣的供應和空氣出流閥28的操作時，電子控制單元16可使用指示飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥28的位置的信號P。。具體地，電子控制單元16可將指示空氣出流閥28的位置的信號P0用作附加反饋參數，以便獲得對從飛機周圍環境進入飛機機艙中的環境空氣的流量至少對應於預定最小值fmin的冗餘確認。
[0051]當然，上面結合用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法和系統的具體實施例描述的該方法和系統的特徵可以根據需要組合。
【權利要求】
1.一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的方法，具有以下步驟: 確定在所述飛機機艙內佔主導的機艙壓力(P。)； 確定在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力(Pa); 當所述機艙壓力(P。)降至預定閾值(P1)以下時，啟動飛機的下降； 在所述飛機的下降期間，當所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的壓力差(Δρ)降至第一計算閾值(ΛΡι)以下時，啟動從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的環境空氣的供應；以及 控制從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣供應和所述飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥(28)的操作，以使從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的環境空氣的流量(f)至少對應於預定最小值(fmin)，並使所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(pa)2間的所述壓力差(Λρ)不降至第二計算閾值(Ap2)以下。
2.如權利要求1所述的方法， 其中從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應和所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的所述操作被控制為使得在所述飛機的下降期間所述飛機機艙內的再加壓速率低於環境壓力增加速率。
3.如權利要求1所述的方法， 進一步包括以下步驟: 當所述機艙壓力(P。)與`所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)達到所述第二計算閾值(Ap2)時，終止所述飛機的下降並啟動所述飛機在恆定高度處的巡航。
4.如權利要求1所述的方法， 其中，當所述飛機在恆定高度處巡航時，從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應和所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的操作被控制為使得所述機艙壓力(P。)高於或等於在10000英尺(3048米)的高度處的所述飛機周圍環境中佔主導的環境壓力。
5.如權利要求1所述的方法， 其中從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應根據由可手動致動的輸入設備(32)提供的信號(St)而被啟動。
6.如權利要求1所述的方法， 進一步包括以下步驟中的至少一個: 確定所述飛機機艙內存在的乘客數量(ηρ)； 確定環境溫度(Ta);和 確定機艙溫度(Τ。)； 其中所述飛機的恆定巡航高度和當所述飛機在所述恆定巡航高度巡航時保持的所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)的所述第二計算閾值(八？2)根據所述飛機機艙內存在的所述乘客數量(ηρ)、所述環境溫度(Ta)和所述機艙溫度(Τ。)中的至少一個而被確定。
7.如權利要求1所述的方法， 進一步包括以下步驟: 確定飛機空調系統的操作狀態；基於所述機艙壓力(P。)、所述環境壓力(Pa)和所述飛機空調系統的所述操作狀態計算洩漏有效面積；和 根據計算的洩漏有效面積以及所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Δρ)的所述第二計算閾值(Δ P2)確定所述飛機的最大恆定巡航高度。
8.如權利要求1所述的方法， 進一步包括以下步驟: 確定所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的位置；和基於所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的所述位置確認從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的流量(f)至少對應於所述預定最小值(fmin)。
9.一種用於對飛機機艙進行緊急通風和加壓的系統，包括: 用於確定在所述飛機機艙內佔主導的機艙壓力(P。)的設備(12)； 用於確定在飛機周圍環境中佔主導的環境壓力(Pa)的設備(14);和 控制單元(16)，所述控制單元(16)適於: 當所述機艙壓力(P。)降至預定閾值(P1)以下時，啟動飛機的下降； 在所述飛機的下降期間，當所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的壓力差(Δρ)降至第一計算閾值(ΛΡι)以下時，啟動從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的環境空氣的供應；以及` 控制從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應和所述飛機的機艙加壓系統的空氣出流閥(28)的操作，以使從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的環境空氣的流量(f)至少對應於預定最小值(fmin)，並使所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)不降至第二計算閾值(Ap2)以下。
10.如權利要求9所述的系統， 其中所述控制單元(16)適於控制從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應和所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的所述操作，以使在所述飛機的下降期間所述飛機機艙內的再加壓速率低於環境壓力增加速率。
11.如權利要求9所述的系統， 其中所述控制單元(16)進一步適於: 當所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)達到所述第二計算閾值(Ap2)時，終止所述飛機的下降並啟動所述飛機在恆定高度處的巡航，其中當所述飛機在恆定高度處巡航時，所述控制單元(16)特別適於控制從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應和所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的所述操作，以使所述機艙壓力(P。)高於或等於在10000英尺(3048米)的高度處的所述飛機周圍環境中佔主導的環境壓力。
12.如權利要求9所述的系統， 其中所述控制單元(16)適於自動地或者根據由可手動致動的輸入設備(32)提供的信號(st)啟動從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的供應。
13.如權利要求9所述的系統， 進一步包括以下至少一個:用於確定所述飛機機艙內存在的乘客數量(np)的設備(18)； 用於確定環境溫度(Ta)的設備(20);和 用於確定機艙溫度(T。)的設備(22)， 其中所述控制單元(16)適於根據所述飛機機艙內存在的所述乘客數量(np)、所述環境溫度(Ta)和所述機艙溫度(T。)中的至少一個確定所述飛機的恆定巡航高度和當所述飛機在所述恆定巡航高度巡航時保持的所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)的所述第二計算閾值(Λρ2)。
14.如權利要求9所述的系統， 進一步包括: 用於確定飛機空調系統的操作狀態的設備(24)， 其中所述控制單元(16)適於基於所述機艙壓力(ρ。)、所述環境壓力(pa)和所述飛機空調系統的所述操作狀態計算洩漏有效面積，並適於根據計算的洩漏有效面積和所述機艙壓力(P。)與所述環境壓力(Pa)之間的所述壓力差(Λρ)的所述第二計算閾值(Ap2)確定所述飛機的最大恆定巡航高度。
15.如權利要求9所述的系統， 進一步包括: 用於確定所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的位置的設備(26)， 其中所述控制單元(16)適於`基於所述飛機的所述機艙加壓系統的所述空氣出流閥(28)的所述位置確認從所述飛機周圍環境到所述飛機機艙中的所述環境空氣的流量(f)至少對應於所述預定最小值(fmin)。
【文檔編號】B64D13/00GK103863568SQ201310665369
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2012年12月10日
【發明者】大衛·於阿爾, 漢喬·哈德維希 申請人:空中巴士作業有限公司