(57)【要約】本発明は、少なくとも１つのラム空気取入開口を有する少なくとも１つのラム空気取入口、ラム空気取入口から間隔を置かれる少なくとも１つの二次空気取入開口、および移動可能に取り付けられる少なくとも１つのフラップ、を備え、フラップは、第１の位置に、および第２の位置に、移動可能であり、フラップは、第１の位置において、二次空気取入開口を本質的に覆い、第２の位置において、ラム空気取入開口を異物から保護するために、二次空気取入開口を少なくとも部分的に開放して、そして少なくとも特定の領域において、ラム空気取入開口に向けて導かれる空気の流れの中に延びる、ことを特徴とする航空機のための外気取入口に関する。本発明による外気取入口は、拡大した断面積のため、地上で、または比較的遅い速度をともなう飛行段階の間、外気取入口の圧力損失を低減することを可能にする。これは、実際のラム空気取入口が、巡航段階のための最適化を可能とし、そして、任意の下流側の圧縮機のエネルギー消費および空気導入ノイズをかなり減少できることに結びつく。【選択図】図３
2011521831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のための外気取入口であって、
少なくとも１つのラム空気取入開口（３６）を有する少なくとも１つのラム空気取入口（２０）、
前記ラム空気取入口（２０）から間隔を置かれる少なくとも１つの二次空気取入開口（２６）、
移動可能に取り付けられる少なくとも１つのフラップ（３０）、
前記二次空気取入開口（２６）に接続される二次空気取入ダクト（２８）、
前記ラム空気取入開口（３６）に接続されるラム空気取入ダクト（２２）、
外気ダクト（３８）、および、
前記二次空気取入ダクト（２８）内に配置されるチェック弁（４０）、を含み、
前記フラップ（３０）は、第１の位置に、および第２の位置に、移動可能であり、
前記フラップ（３０）は、前記第１の位置において、前記二次空気取入開口（２６）を本質的に覆い、前記第２の位置において、前記ラム空気取入開口（３６）を異物から保護するために、前記二次空気取入開口（２６）を少なくとも部分的に開放して、そして少なくとも特定の領域において、前記ラム空気取入開口（３６）に向けて導かれる空気の流れの中に延び、
前記二次空気取入ダクト（２８）および前記ラム空気取入ダクト（２２）は、前記外気ダクト（３８）に接続可能である、
外気取入口。
【請求項２】
前記二次空気取入開口（２６）は、前記ラム空気取入口（２０）の上流側に配置される、請求項１に記載の外気取入口。
【請求項３】
前記フラップ（３０）は、前記第１の位置において、前記ラム空気取入口（２０）および前記二次空気取入開口（２６）の上流側に配置される、請求項１または２に記載の外気取入口。
【請求項４】
前記フラップ（３０）は、前記第１の位置において、前記ラム空気取入口（２０）と前記二次空気取入開口（２６）との間に配置される、請求項１または２に記載の外気取入口。
【請求項５】
前記フラップ（３０）は、第３の位置に移動可能であり、そこにおいて、前記フラップ（３０）は、航空機の表面（３４）から前記二次空気取入開口（２６）内にラム空気を送るために、前記空気の流れの中に少なくとも部分的に延び、同時に、前記ラム空気取入開口（３６）に向けて導かれる前記空気の流れを本質的に損なわない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項６】
前記外気ダクト（３８）の断面積は、前記二次空気取入ダクト（２８）および前記ラム空気取入ダクト（２２）の合計の断面積に少なくとも等しい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項７】
前記二次空気取入ダクト（２８）に接続可能な非常換気ダクト（５２）をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項８】
前記非常換気ダクト（５２）内に移動可能に取り付けられる非常換気取入口フラップ（５４）をさらに含む、請求項７に記載の外気取入口。
【請求項９】
前記非常換気ダクト（５２）と前記二次空気取入ダクト（２８）との間の接続を開閉するために、前記非常換気取入口フラップ（５４）を動かすための別のアクチュエータをさらに含む、請求項８に記載の外気取入口。
【請求項１０】
前記外気ダクト（３８）内に配置される、空気を送るための圧縮機（４２）をさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項１１】
前記フラップ（３０）は、ヒンジ（３２）上に移動可能に取り付けられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項１２】
前記フラップ（３０）を動かすためのアクチュエータをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項１３】
前記外気ダクト（３８）、前記ラム空気取入ダクト（２２）および／または前記二次空気取入ダクト（２８）は、少なくとも１つの熱交換器を収容するように設計される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の外気取入口。
【請求項１４】
航空機における請求項１〜１３のいずれか１項に記載の外気取入口の使用。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の少なくとも１つの外気取入口を有する航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の参照］
この出願は、２００８年５月３０日に出願の米国仮特許出願番号第６１／１３０，４５１号の出願日の、および、２００８年５月３０日に出願のドイツ国特許出願番号第１０  ２００８  ０２６  １１７．３号の出願日の、利益を請求するものであり、それらの出願の開示は、ここに、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、航空機のための外気取入口に関する。
【背景技術】
【０００３】
商業的な航空機は、外気の供給を要求する。この空気は、例えば、エンジンの圧縮機、補助動力源（「ＡＰＵ」）のようなさまざまな供給源、またはその他の供給源によって、提供されることができる。より大きな航空機では、航空機のエンジンから環境管理システムにブリードエアを供給するのが一般的である。普及している航空機の環境管理システムの空調ユニットは、１つ以上の大容量の熱交換器を含み、それを通して、飛行中はラム空気が流れる。ラム空気は、ブリードエアを冷やすために使われる。ラム空気は、通常、ラム空気ダクトを通して供給される。比較的最近の商業的な航空機は、ブリードエアなしで、または、比較的少量のブリードエアによって、作動されることができる環境管理システムを備えている。客室を加圧し、換気し、空調するために必要な比較的大量の空気量を提供するために、航空機の胴体上で比較的大きい外気取入口を利用することが実際的である。この種の外気取入口は、通常、航空機の胴体の外側の輪郭から外向きに延長して、そして、「ラム空気スクープ」または「ラム空気取入口スクープ」として呼ばれもする、例えば、曲がった、スクープのような形状を有する。
【０００４】
この種の外気取入口の形状は、特に長距離の商業用航空機のための、最長の飛行段階を最も表わす巡航状態のために設計される。これらの飛行段階では、巡航高度での小さい空気密度にもかかわらず、顕著なラム圧力が外気取入口で発生するように、比較的高速度（例えば０．８Ｍａ）に達する。ラム圧力のため外気取入口の後方に配置される空気ダクト内への空気の流れは、その空気の圧力を客室を加圧するために必要な値まで増加させるために圧縮機を用いてさらに圧縮されることが好ましく、そして、ダクトの下流側のネットワーク内に供給されて、そこから、対応する空気処理システム内へ割り振られる。地上オペレーションの間に指定された音響要求条件（特定の空気速度は、特に、上回ってはならない）を果たすために、そして、エネルギーを節約するため圧力損失を最小化するために、二次空気取入口、すなわち、流動抵抗をこのように減らすために、そして平均的な流れ速度をより小さくするために、地上で追加的な流入横断面を提供する１つ以上の二次空気取入口を設置することが要求されてもよい。しかしながら、これらの二次空気取入口のオペレーションは、飛行中に二次空気取入口を封止する機械的に作動するフラップまたはシャッタを要求する。
【０００５】
上記の外気取入口の使用において、これらの外気取入口が、地上付近でのオペレーション段階の間、周囲を渦巻いている塵および微小物体から保護される必要があることは、さらに不利であり、これは通常デフレクタ・シールドで実現される。このデフレクタ・シールドは、例えば、流れ方向にゆだねられて、異物の運動エネルギーを吸収することが可能な、外気取入口の上流側で、枢支される方法で配置される。この追加的な機械装置は、この種の外気取入口システムの複雑さを増加させる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、航空機のための外気取入口を提案することである。その外気取入口は、可能な限りの最少の複雑さ、小さい重量および可能な限りの最少の可動パーツを有して、そして、飛行および地上オペレーションの間にブリードエアなしで本質的に作動する航空機の環境管理システムのための外気の充分な供給を確実にする、すなわち下流側の圧縮機で可能な限りの最少の電力需要を有する。
【０００７】
この目的は、少なくとも１つのラム空気取入開口を有する少なくとも１つのラム空気取入口、ラム空気取入口から間隔を置かれる少なくとも１つの二次空気取入開口、および少なくとも１つの移動可能に取り付けられたフラップ、を特徴とする、航空機のための外気取入口によって達成される。そこにおいて、フラップは、第１の位置および第２の位置へ移動されることができる。そしてフラップは、第１の位置で、二次空気取入開口を本質的にカバーして、第２の位置で、二次空気取入開口を少なくとも部分的に開いて、そして、ラム空気取入開口を異物から保護するために、ラム空気取入開口へ向かう空気の流れの中に、少なくとも特定の領域が伸びる。
【０００８】
本発明による外気取入口において、ラム空気取入口のための必要なデフレクタ・シールドは、別の二次空気取入開口をカバーするために同時に役立つフラップの形態で実現される。フラップの第１の位置は、比較的高い飛行速度に達して、そして、航空機が地上からはるか上方に位置する飛行段階において想定される。二次空気取入開口は、例えば、航空機の外面において直接位置する開口の形態で実現されることができる。この開口は、特に、航空機胴体の下側の領域において配置されることができ、例えば、翼胴体遷移（「腹部整流板」）のフェアリングにおける開口で実現することが可能である。二次空気取入開口をカバーするために、フラップは、二次空気取入開口が閉じるときに主になめらかな、連続表面が作成されるように、二次空気取入開口の側縁に対してきつく適合する。この場合、ラム空気取入口は、ラム空気取入開口の全ての表面がラム空気を取り入れることに利用できるように、フラップによって損なわれない。
【０００９】
フラップの第２の位置において、二次空気取入開口は、全ての二次空気取入開口が周囲から空気を取り入れることに利用できるように、フラップによってカバーされない。航空機が地上にあり、そして、環境管理システムがスイッチを入れられるとき、空気は、ラム空気取入口を通してと同様に、二次空気取入開口を通して、周囲から取り入れられることができて、環境管理システムによって使われることができる。この文脈において、フラップは、地上オペレーションの間、二次空気取入開口とラム空気取入口との間に、流体の影響が発生しないか、または最小限の影響のみが発生するように、ラム空気取入口から充分離れて位置されなければならないことが観察される必要がある。例えば、航空機の離着陸の間のような、遅い速度では、周囲空気のためのかなり拡大した取入開口は、本発明による二次空気取入口フラップとデフレクタ・シールドとの組合せのため、ラム空気取入口にも利用できる。
【００１０】
本発明による外気取入口は、先行技術から知られる外気取入口と比較すると、多くの利点を有する。一方では、外気取入口の圧力損失は、地上で、または比較的遅い速度での飛行段階において、増加する断面積のため、減少されることができる。これは、任意の下流側の圧縮機またはブロワーに対してよりもかなり小さいエネルギー消費に結びつく。加えて、流れによる誘導雑音の強度は、より好ましい流れ特性のため減少する。ラム空気取入口を、巡航の間のみそれが使われるように本質的に設計することは、さらに特に好ましい。したがって、地上オペレーションのために、巡航の間、流れ特性を悪化させるいかなる妥協も行う必要はない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による外気取入口の１つの有利な実施形態において、二次空気取入開口は、ラム空気取入口の上流側に位置する。これは、二次空気取入開口のためのカバーとして、そして、ラム空気取入口のためのデフレクタ・シールドとして、フラップの同時使用に有利に影響を及ぼす。これは、二次空気取入開口の近くに配置されて二次空気取入開口を閉じるためのフラップが、ラム空気取入口へと直接流れている空気の流れの中に容易に延長されることができるように、上流側の二次空気取入開口が、最初に周囲の空気の流れによって通過されるという事実から結びつく。
【００１２】
本発明の有利な追加的な開発において、フラップは、ラム空気取入口および第２の位置における二次空気取入開口、の上流側に本質的に位置する。これは、フラップとラム空気取入口との間の全ての外気取入口面が、地上で利用可能に作成されることを意味して、そして、二次空気取入開口上のラム圧力の影響が、遅い速度で最小化されることを意味する。これは、流体の干渉の影響が、ラム空気取入口で発生しにくいように、フラップとラム空気取入開口との間の比較的大きい距離を、同様に実現可能にする。
【００１３】
本発明による外気取入口の他の有利な追加的な開発において、フラップは、ラム空気取入口と第２の位置における二次空気取入開口との間に本質的に位置する。これは、二次空気取入開口内に導入される空気と、ラム空気取入開口に流れ込む空気、との間の流体の干渉を減らすことを可能にする。この場合、フラップを、ラム空気取入口の形状に適応させることは、特に実際的である。なぜなら、これは、下流側の空気ダクトの流動抵抗を減らすために、二次空気取入開口が、ラム空気取入口の前方における比較的近くに配置されることもできるように、ラム空気取入口からのフラップのより短い距離、および、流れへの減少した影響に、有利に作用することができるからである。他の有利な追加的な開発を参照して、この配置の他の良好な効果について以下にさらに説明する。
【００１４】
本発明による外気取入口の好ましい実施形態は、ラム空気取入開口および外気ダクトに接続されるラム空気取入ダクトと同様に、二次空気取入開口に接続される二次空気取入ダクト、をさらに特徴とする。そこにおいて、二次空気取入ダクトおよびラム空気取入ダクトは、外気ダクトに接続されることができる。これは、周囲から取り入れられる全ての空気が、共通の外気ダクトにおいて利用できて、例えば、航空機の環境管理システムによって引き出されることができるように、二次空気取入開口における流れ、およびラム空気取入ダクトにおける流れを、組み合わせることを可能にする。
【００１５】
フラップが、第３の位置に移動できることは、さらに好ましい。そこにおいて、フラップは、航空機の表面から二次空気取入開口内にラム空気を送るために、そして同時に、ラム空気取入開口に向けて導かれる空気の流れを本質的に損なわないために、少なくとも部分的に空気の流れの中に延びる。都合よく影響されるこの位置関係のため、特に、二次空気取入開口とラム空気取入口との間に配置されるフラップによって、追加的な質量流量は、特定の飛行段階において発生されることができて、そして、ラム圧力によって飛行中に二次空気取入開口内を経由することができる。本発明による外気取入口のこのオペレーションモードにおいて、フラップは、それがラム空気取入開口に向けて導かれる空気の流れをまだ損なわないほど遠くに開かれるが、しかし、ラム圧力によって誘発される明らかに目立つ質量流量が二次空気取入開口に導入されるような距離によって、空気の流れの中にすでに突出する。この動作モードは、以下に「ブーストモード」と呼ばれる。
【００１６】
本発明による外気取入口が、二次空気取入ダクトにおいて配置されるチェック弁を特徴とする場合、それはさらに有利である。これは、ラム空気取入口で比較的高いラム圧力のため、特に二次空気取入開口が閉じるときに、ラム空気取入口を通して取り入れられる空気の流れが、二次空気取入開口を通して航空機の周囲の中へ逆流すること、を防止することを可能にする。二次空気取入開口は、静的な大気圧を単に受けるだけであり、しかしラム空気取入開口は、動的なラム圧力を受けるので、簡潔な圧力差が、２つの開口間に形成されて、そして、チェック弁が提供されない場合、外気ダクト内における非常に強い吸引効果で補償されることができるだけである。
【００１７】
外気ダクトの断面積が、二次空気取入ダクトおよびラム空気取入ダクトの断面積の合計と少なくとも同一であることは、さらに、好ましい。これは、外気ダクトに流れ込む質量流量が、増加した流動抵抗を受けることを防止して、および、ピーク圧力または振動効果が、外気ダクトの入口で発生することを防止する。
【００１８】
本発明による外気取入口の１つの特に好ましい実施形態において、非常換気ダクトは、提供されて、二次空気取入ダクトに接続されることができる。このようにして、取り入れられるラム空気に基づいて、キャビンの非常換気を許容する非常換気システムを、生み出すかまたは増進させることは、可能である。これは、重量の追加的な軽減に至る。フラップが第３の位置にあり、そして、周囲からの追加的なラム空気も二次空気取入開口を通して利用可能であるとき、二次空気取入開口、ラム空気取入口および非常ラム空気取入口の組合せは、特に有利である。
【００１９】
移動可能に取り付けられた非常換気取入口フラップが、非常換気ダクト内に配置されて、航空機の正常オペレーションの間、二次空気取入開口およびラム空気取入口を通した非常換気を停止させる場合、それはさらに特に有利である。そこにおいて、この非常換気は、しかしながら、非常換気取入口フラップを開くことによって、要求あり次第復活することができる。
【００２０】
本発明による外気取入口は、非常換気ダクトと二次空気取入ダクトとの接続を開閉するために、非常換気取入口フラップを動かすためのアクチュエータをさらに特徴とすることも、好ましい。これは、ボタンの押下で、あるいは、適切なコントローラまたはコントロールユニットを自動的に有して、非常換気取入口フラップを自動的に開けることを可能にする。
【００２１】
本発明による外気取入口の有利な実施形態において、空気を運ぶための圧縮機は、外気ダクト内に位置する。圧縮機は、追加的な流動抵抗を生み出すダクトおよび空気処理システムと同様に、巡航の間、航空機の周囲とキャビンとの間の約０．５バール（０．０５ＭＰａ）以上の差圧のため、外気を圧縮するために主として要求される。二次空気取入開口およびラム空気取入開口の全ての取入開口面が利用できるので、比較的大きい取入開口面のため、流動抵抗が明らかに減少するので、圧縮機は、先行技術と比較すると、比較的小さい電力需要を有することができる。
【００２２】
フラップが、ヒンジ上にピボット的に取り付けられる場合、それはさらに有利である。これは、機械的に考慮すべき事柄に関して特に単純であり、そして、多数の商業的に利用可能な、完成されたおよびわずかなメンテナンスのコンポーネントで実現することができる。
【００２３】
本発明による外気取入口が、電気的、油圧的、または空圧的アクチュエータの形態で実現されてもよい、フラップを動かすためのアクチュエータを特徴とする場合、それもまた特に有利である。このアクチュエータは、フラップのすぐ近くに配置されることができて、機械的作動部材に対する費用を減らす。
【００２４】
外気ダクト、ラム空気取入ダクトおよび／または二次空気取入ダクトが、少なくとも１つの熱交換器を収容するために設計される場合、それもまた最終的に有利である。このようにして、追加的な構造物の空間の必要性および、環境管理システムまたは他のシステムの熱交換器を集積するための費用は、除去することができる。この手段は、外気取入口の基本機能を損なわない、そして、それぞれのダクトにおいて提供される空気の流れが十分である、比較的小型のシステムに主に適している。
【００２５】
目的は、航空機において、上記の特徴による外気取入口を使用することでも、最終的に達成される。目的は、本発明による少なくとも１つの上記の外気取入口を有する航空機で、さらに達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の他の特徴、利点および可能な用途は、例示的実施形態および図の以下の説明からもたらされる。この点で、すべての記述されたおよび／または視覚的に図示された特徴はまた、個々の請求項におけるそれらの構成または他の請求項へのそれらの参照に関係なく、本発明の対象物を個々に、そして任意の組合せに形成する。図において、同一または同様の対象物は、同じ参照符号によって、さらに識別される。
【図１】図１は、延長デフレクタ・シールドを有する先行技術による外気取入口の概略図である。
【図２】図２は、格納されたデフレクタ・シールドを有する先行技術による外気取入口の概略図である。
【図３】図３は、延長フラップを有する本発明による外気取入口の第１の例示的実施形態を示す図である。
【図４】図４は、延長フラップを有する本発明による外気取入口の第２の例示的実施形態を示す図である。
【図５】図５は、格納されたフラップを有する本発明による外気取入口の第２の例示的実施形態を示す図である。
【図６】図６は、ブーストモードのフラップを有する第２の例示的実施形態を示す図である。
【図７】図７は、ブーストモードにおける第２の例示的実施態様の有効なラム空気の断面積の概略図である。
【図８】図８は、ブーストモードにおいて圧縮機の電力需要を低下させるための線図である。
【図９】図９は、本発明による外気取入口の第３の例示的実施形態を示す図である。
【図１０】図１０は、閉鎖した非常換気取入口フラップを有する第３の例示的実施形態の他の概略図である。
【図１１】図１１ａ〜図１１ｃは、別々の実現可能なラム空気取入口形状の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、例えば航空機の胴体４の下側に位置する、先行技術による外気取入口２を示す。外気取入口２は、飛行方向８に向いたラム空気取入開口６を特徴とする。デフレクタ・シールド１０は、ラム空気取入開口６の上流側に配置されて、ヒンジ１２のまわりに回転できるように航空機の胴体４に取り付けられる。アクチュエータ１４は、デフレクタ・シールド１０の回転運動を実現するために、デフレクタ・シールド１０に接続される。図示の例において、デフレクタ・シールド１０は、延長して、航空機の胴体４の表面から外向きに突出する。飛行方向８に対向してラム空気取入口２に向けて移動する物体は、デフレクタ・シールド１０によって食い止められる。これらの物体は、例えば、粒子、塵等の形態における異物から成ってもよい。ラム空気ダクト１６は、ラム空気取入開口６を通してラム空気取入口２に導入されるラム空気を送るために、外気取入口２に接続される。このラム空気ダクト１６の内部に位置する圧縮機１８は、地上オペレーションの間、周囲から空気を取り入れるための、そして、飛行オペレーションの間、取り入れられるラム空気を圧縮して、このラム空気を環境管理システム等に送るための、働きをする。
【００２８】
図２は、図１による装置をもう一度示すが、しかし、デフレクタ・シールド１０は、図２では格納されている。この手段のため、ラム空気取入開口６は、デフレクタ・シールド１０によって損なわれることのない周囲からラム空気を取り入れることが可能である。これは、巡航の間、すなわち、物体が周辺を飛行するとは予想しない、そして、ラム空気取入口２への損傷が本質的に排除できる場合である。
【００２９】
図３は、本発明による外気取入口の第１の例示的実施形態を示す。この図は、ラム空気取入ダクト２２に接続されるラム空気取入口２０を示す。二次空気取入ダクト２８に接続される二次空気取入開口２６は、飛行方向２４に隣接して、すなわち上流側に、配置される。フラップ３０は、二次空気取入開口２６の上流側に配置されて、ヒンジ３２によって航空機の外表面３４に回動可能に取り付けられる。ここに示した例では、フラップ３０は、航空機の外表面３４から外向きに延びて、したがって、ラム空気取入開口３６に向かう方向の空気の流れの中に位置する。二次空気取入ダクト２８およびラム空気取入ダクト２２は、外気ダクト３８に接続される。外気ダクト３８の断面積（Ａ３）は、二次空気取入ダクト２８（Ａ１）およびラム空気取入ダクト２２（Ａ２）の断面積の合計に少なくとも一致する。このようにして、図示される２つの別々のソースからの流れのおおむね最適連続性は、実現される。
【００３０】
延長フラップ３０、開放された二次空気取入開口２６、およびフラップ３０の下流側に配置されるラム空気取入口２０とともに示される位置関係は、特に、地上における状況、または、それぞれの航空機の離着陸中の状況に適用する。この場合、フラップ３０は、図１および図２の先行技術に関して上述した通りのデフレクタ・シールドとして作用する。ラム空気取入開口３６は、地上では、または航空機が低速度で地上付近を飛行するときは、ラム圧力を全く受けないか、または小さいラム圧力のみを受けるので、外側からの圧力を取り入れるための利用できる取入開口の面積は、延長フラップ３０のためかなり拡張されることができる。これは、図示しない圧縮機の電力需要を低下させることができるように、航空機への空気取入口地点での流動抵抗を低下させる。
【００３１】
図３は、ラム空気取入開口３６に流れ込んだラム空気が、二次空気取入ダクト２８および二次空気取入開口２６を通って、もう一度周囲へ逆流することを防止する働きをするチェック弁４０をさらに示す。この逆流は、航空機が動いているときに、そして、ラム空気取入開口３６が、ラム空気取入開口３６での全体の圧力が二次空気取入開口２６での静的な大気圧を上回るように、目立ったラム圧力を受けるときに、発生することができる。
【００３２】
図４は、第２の例示的実施形態を示す。そこにおいて、フラップ３０およびヒンジ３２は、二次空気取入開口２６とラム空気取入開口３６との間に位置する。この図も、航空機が地上に、または離着陸中であるとき、使われる位置関係を示す。フラップ３０は、ラム空気取入口２０のためのデフレクタ・シールドとして働いて、そして、渦を巻き、回り、ラム空気取入口２０を破壊することのできる物体が取り入れられることを防止する働きをする。
【００３３】
図４は、２つの開口２６および３６から、外気ダクト３８を介して、環境管理システムまたは他の機器へ空気を送る送風機または圧縮機４２をさらに示す。
【００３４】
図５は、通常の巡航の間使用される、閉鎖されたフラップ３０を有する第２の例示的実施形態を示す。外表面３４は、追加的な流動抵抗が二次空気取入開口２６の領域において生み出されないように、そして、ラム空気取入口２０が、損なわれない方法で周囲からラム空気を取り入れることができるように、二次空気取入開口２６の領域において可能な限り滑らかである。
【００３５】
第２の例示的実施形態のオペレーションの他の変化は、図６に示される。この場合、フラップ３０は、完全に閉鎖した位置（「第１の位置」）と、完全に延長した位置（「第２の位置」）との中間に位置する第３の位置にある。フラップ３０は、ラム空気取入口２０が、周囲からラム空気を大量に、または本質的に損なわれない方法で、取り入れることができるように遠くに延びる。そこにおいて、フラップ３０は、しかしながら、追加的なラム空気の効果が、二次空気取入開口２６上に発揮されるように、空気の流れの中に延びる。本発明による外気取入口の全体の有効なラム空気の断面積は、したがって、ラム空気取入開口３６の断面積よりもわずかに大きい。
【００３６】
有効なラム空気の断面積の増加は、図７の概略図に関して説明される。航空機の縦軸に対して垂直な断面において、ラム空気取入開口３６によって形成される最初のラム空気の断面積が、第３の位置にあるフラップ３０によってさらに拡大できることは、明らかになる。ラム空気取入口２０の上面図において、航空機の外表面３４から離れて面するフラップ３０の縁部は、ラム空気取入開口３６の上方縁部にあって、航空機の外表面３４まで延びる他のラム空気の断面積４４を形成する。このようにして、圧縮機の上流側のラム圧力は、先行技術から知られるバリエーションよりも小さい範囲の圧縮比として設計されることができるように、増加することができる。キャビンの圧縮機は、特に、客室と周囲との間の最大差圧で、頻繁にその性能限界に達する。本発明による外気取入口は、このいわゆる「ブーストモード」を利用することによって、必要な電力および圧力ピークを減らすことができる。これは、特に、簡潔性および堅牢性のため航空機用に好ましい固定ブレード形状を有する一段圧縮機にあてはまる。
【００３７】
部分的に開かれたフラップ３０で実現される増加したラム空気の断面積によって発生する追加的なラム圧力のため、キャビン圧縮機の許される圧縮比は、達成される。これは、圧縮機の圧縮比の関数として、質量流量を示す図表を用いて、図８にさらに図示される。サージ限界４６は、圧縮機の性能限界を定義して、その機械的設計に依存する。この図表は、例えば、フラップ３０で達成される有効なラム空気の断面積の増加が、圧縮比を、動作ポイント４８から、使用する圧縮機のサージ限界４６以下の実現可能な範囲の中に位置する新しい動作５０ポイントへ、より小さくすることを可能にする、ことを示す。
【００３８】
図９は、本発明による外気取入口の第３の例示的実施形態を示す。この場合、追加的な非常換気ダクト５２は、統合されて、二次空気取入ダクト２８に接続される。非常換気取入口フラップ５４は、非常換気ダクト５２と二次空気取入ダクト２８との間に位置して、非常換気ダクト５２の中でヒンジ５６上に移動可能に取り付けられる。図示の配置のため、特にフラップ３０が「ブーストモード」にあるとき、空気は、二次空気取入開口２６を通して非常換気ダクト５２にも導入されることができる。この配置では、追加的なチェック弁５８が、ラム空気取入ダクト２２の中に配置されることは、特に強調されなければならない。このようにして、二次空気取入開口２６を通して取り入れられるラム空気は、ラム空気取入開口３６を通して逆流することを防止される。
【００３９】
非常換気ダクト５２の中の非常換気取入口フラップ５４は、合計３つの別々の動作モードが利用できるように、三方弁の形態で実現されてもよい。一方では、非常換気取入口フラップ５４は、ラム空気が、外気ダクト３８内に、および、二次空気取入開口２６を通して非常換気ダクト５２内に導入されるように、図９に示される位置にあってもよい。
【００４０】
図１０は、非常換気ダクト５２の非常換気取入口フラップ５４の他の位置を示す。そこにおいて、二次空気取入開口２６に流れ込むラム空気は、非常換気ダクト５２に導入されることはできなくて、むしろ外気ダクト３８のみに送られる。実施形態を実現することは、さらに可能である。そこにおいて、非常換気ダクト５２の非常換気取入口フラップ５４は、二次空気取入開口２６からのラム空気が、非常換気ダクト５２にのみ導入されることができるように、二次空気取入開口２６と外気ダクト３８との間の接続を妨害する他の位置に移動される。
【００４１】
図９および図１０による配置は、非常換気取入口のための追加的な胴体開口およびラム空気フラップが除去できる効果がある。これは、重量、取り付け空間および直接費を減らす。加えて、ダクトまたはパイプは、それらが、例えば、二次空気供給および非常換気のようないくつかの機能のために使用できるので、排除することができる。
【００４２】
結論として、図１１ｃ〜図１１ａは、本発明が図示されるポッド形状のラム空気取入口に限定されないことを明瞭にすることを意図する、ラム空気取入口の可能な形状を示す。これに反して、何らかの方法で、ラム空気を取り入れて、パイプまたはダクト内にラム空気を送ることを可能にする、全ての種類のラム空気取入口を使用することが考えられる。
【００４３】
補足として、「を含む」は、他のいかなる要素またはステップも除外しない点、および、「１」または「１つ」は、複数を除外しない点、に留意する必要がある。上記の例示的実施形態のうちの１つに関して記述された特徴が、他の上記の例示的実施形態の他の特徴と組み合わせて使用されることもできる点が、さらに留意されなければならない。請求項の参照符号は、限定的意味において解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００４４】
２…外気取入口
４…航空機の胴体
６…ラム空気取入開口
８…飛行方向
１０…デフレクタ・シールド
１２…ヒンジ
１４…アクチュエータ
１６…ラム空気ダクト
１８…圧縮機
２０…ラム空気取入口
２２…ラム空気取入ダクト
２４…飛行方向
２６…二次空気取入開口
２８…二次空気取入ダクト
３０…フラップ
３２…ヒンジ
３４…航空機の外表面
３６…ラム空気取入開口
３８…外気ダクト
４０…チェック弁
４２…圧縮機
４４…ラム空気の断面積
４６…サージ限界
４８…圧縮機の動作ポイント
５０…新しい圧縮機の動作ポイント
５２…非常換気ダクト
５４…非常換気取入口フラップ
５６…ヒンジ
５８…チェック弁
【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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