СПОСОБ И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КАБИНЕ ВОЗДУШНОГО СУДНА
METHOD AND SYSTEM TO CONTROL PRESSURE IN AIRCRAFT CABIN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и системе регулирования давления в части воздушного судна, в которой во время полета обычно поддерживается давление, превышающее давление окружающей среды (внешнее давление).
Уровень техники
В связи с тем что на высоте полета внешнее давление значительно ниже атмосферного давления на уровне моря, в пассажирской кабине воздушного судна, а возможно и в грузовом отсеке воздушного судна, необходимо создать давление, которое превышает внешнее давление. Обычно давление в кабине пассажирского воздушного судна на высоте полета 9000-12000 м составляет приблизительно 750 мбар, что соответствует внешнему давлению на высоте над уровнем моря приблизительно 2500 м. Для того чтобы создать избыточное давление в кабине воздушного судна, воздух в кабину обычно подают из системы кондиционирования воздуха, при этом регулирование давления осуществляется системой создания избыточного давления в кабине, которая включает в себя, по меньшей мере, один воздушный выпускной клапан, расположенный, например, на нижней стороне фюзеляжа воздушного судна.
-9
В процессе повышения давления, которое на пассажирском воздушном судне обычно имеет место при взлете или наборе высоты, существует потенциальная опасность того, что, вследствие перепада давления, возникающего между давлением внутри воздушного судна и внешним атмосферным давлением, дверь воздушного судна, которая не была правильно закрыта и закреплена, может быть сорвана со своих петель. Это может вызвать повреждение конструкции воздушного судна, которое в правилах, регламентирующих авторизацию коммерческого воздушного судна, классифицируется как катастрофическое. По этой причине подача давления в пассажирскую кабину воздушного судна или в грузовой отсек, когда дверь воздушного судна не была правильно закрыта и закреплена, обычно должна предотвращаться с уровнем надежности 10.
Из документа DE 4309058 С1 известна конструкция, в которой система кондиционирования воздуха пассажирского воздушного судна регулируется таким образом, что, когда соответствующие устройства контроля дверей показывают, что дверь кабины не была правильно закрыта и закреплена, подача воздуха в пассажирскую кабину воздушного судна предотвращается или прерывается. Таким образом эффективно предотвращается повышение давления в пассажирской кабине воздушного судна.
Документ US 4,262,495 описывает систему кондиционирования воздуха воздушного судна, которая обеспечивает пассажирскую кабину и отсек авиационного радиоэлектронного оборудования воздушного судна свежим воздухом. Когда воздушное судно находится на земле, воздух из пассажирской кабины затягивается в отсек радиоэлектронного оборудования с помощью вентилятора. Отработанный воздух из отсека радиоэлектронного оборудования может быть выпущен в окружающую атмосферу через открытый выпускной клапан. Однако во время полета вентилятор выключается, а выпускной клапан закрывается. Вследствие перепада между давлением кабины и давлением в отсеке радиоэлектронного оборудования, воздух равномерно проходит из пассажирской кабины в отсек радиоэлектронного оборудования. Выброс отработанного воздуха из отсека радиоэлектронного оборудования осуществляется через трубку Вентури и воздухопровод отработанного воздуха.
На пассажирском воздушном судне, у которого повышение давления в кабине воздушного судна обычно имеет место исключительно при взлете и наборе высоты, и давление в кабине после этого поддерживается, по существу, на постоянном уровне, для осуществления так называемой функции РоР/ППД (Prevention of Pressurisation/Предотвращение Подачи Давления) в том случае, когда дверь кабины не была правильно закрыта и закреплена, успешно может использоваться система кондиционирования воздуха. Однако на некоторых воздушных судах, предусмотренных, например, для военных целей, имеется необходимость понизить давление, которое стало больше внешнего давления, например, при взлете или наборе высоты, в кабине во время полета с тем, чтобы получить возможность открыть дверь воздушного судна и, например, выбросить грузы или сбросить парашютистов.
В частности, на больших высотах низкое давление воздуха, преобладающее в кабине после сброса давления, может создать на этих воздушных судах проблему, которая состоит в том, что вентиляторы, используемые для охлаждения системы радиоэлектронного оборудования, больше не могут в достаточной мере обеспечивать энергию охлаждения, те не могут удовлетворительно функционировать, чтобы обеспечить охлаждение системы радиоэлектронного оборудования во всех полетных ситуациях, т.е. даже тогда, когда давление в кабине воздушного судна сброшено, необходимо, чтобы функция охлаждения, при более высоких значениях давления в кабине выполняемая охлаждающими вентиляторами, при низких значениях давления в кабине была взята на себя системой кондиционирования воздуха воздушного судна. При повторной подаче давления в кабину во время полета, т.е., например, после окончания выброса грузов, происходящего во время полета, для осуществления РоР-функции в случае, если дверь воздушного судна не была правильно закрыта и закреплена, систему кондиционирования воздуха использовать нельзя, поскольку предотвращение или прекращение подачи воздуха в кабину приведет к недостаточному охлаждению, а следовательно, и к повреждению систем радиоэлектронного оборудования.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения заключается в создании способа и системы регулирования давления в кабине воздушного судна, которые с требуемым уровнем надежности предотвращали бы подачу давления в кабину (создание избыточного давления) в случае, если дверь воздушного судна не была правильно закрыта и закреплена, даже на воздушном судне, у которого во время полета должно быть возможным понижение давления в кабине до уровня внешнего давления с последующим повторным повышением давления в кабине до уровня давления, превышающего внешнее давление.
Для решения этой задачи изобретение предлагает определение состояния двери воздушного судна посредством, по меньшей мере, одного индикаторного устройства. Термин "дверь воздушного судна" обозначает дверь, которая в открытом положении обеспечивает связь между частью воздушного судна, давление в которой во время полета обычно поддерживается на уровне, превышающем внешнее давление, и окружающей атмосферой. Часть воздушного судна, давление в которой во время полета обычно поддерживается на уровне, превышающем внешнее давление, в большинстве случаев называется "кабиной воздушного судна" и может представлять собой, например, пассажирскую кабину воздушного судна или грузовой отсек воздушного судна или подобное помещение. Соответственным образом, дверь воздушного судна может быть, например, дверью кабины, дверью грузового трапа или загрузочной дверью. При определении состояния двери воздушного судна, осуществляется проверка правильности закрытия и закрепления двери воздушного судна. Если воздушное судно имеет несколько дверей, то изобретение может обеспечивать определение состояния всех имеющихся дверей воздушного судна.
В соответствии с изобретением, после определения состояния двери воздушного судна для передачи сигнала, показывающего состояние двери воздушного судна, на регулирующий блок системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования используется передающее устройство (устройство передачи данных). В роли передающего устройства может выступать любое устройство передачи сигналов. Система вентиляции радиоэлектронного оборудования может включать в себя, например, вентилятор или множество вентиляторов или, по меньшей мере, один воздушный выпускной клапан, и служит для охлаждения системы радиоэлектронного оборудования в рабочих ситуациях воздушного судна, когда в кабине воздушного судна преобладает достаточно высокое давление, т.е. при нахождении воздушного судна на земле или в том случае, когда во время полета обеспечивается давление в кабине, превышающее внешнее давление.
В соответствии с изобретением система вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования управляется регулирующим блоком, который выполнен, например, в виде электронного регулирующего блока, в зависимости от сигнала, показывающего состояние двери воздушного судна таким образом, чтобы, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращалось. Таким образом, с помощью настоящего изобретения становится возможным осуществлять РоР-функцию в случае, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта и не закреплена, даже без обращения к системе кондиционирования воздуха воздушного судна. Таким образом, изобретение позволяет надежно предотвращать подачу давления в кабину в случае, когда дверь неправильно закрыта и не закреплена, на воздушном судне, у которого даже во время полета должно быть возможным понижение давления в кабине до уровня внешнего давления с последующим повторным повышением давления в кабине до уровня давления, превышающего внешнее давление. Кроме того, само собой разумеется, что настоящее изобретение может быть использовано на обычном пассажирском воздушном судне в качестве альтернативы системе, описанной в DE 4309058 С1.
Регулирующий блок системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования предпочтительно управляет воздушным выпускным клапаном системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования таким образом, что, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращается. Воздушный выпускной клапан, управляемый регулирующим блоком, может представлять собой, например, так называемый клапан отвода за борт, посредством которого охлаждающий отработанный воздух выбрасывается из кабины воздушного судна во время операции охлаждения системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования. Когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, регулирующий блок системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования регулирует поперечное сечение воздушного выпускного клапана, а следовательно, и создаваемые посредством этого утечки из воздушного судна, таким образом, что повышение давления в кабине воздушного судна надежно предотвращается. Например, воздушный выпускной клапан системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования может удерживаться полностью открытым, чтобы осуществлять РоР-функцию в случае, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена, так что в результате выравнивания давления, происходящего через поперечное сечение воздушного выпускного клапана, создание избыточного давления в кабине воздушного судна становится невозможным.
-9
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, дополнительно передается посредством соответствующего передающего устройства на блок регулирования системы создания избыточного давления в кабине. И в этом случае, в роли передающего устройства может выступать любое устройство передачи сигналов. Система создания избыточного давления в кабине предпочтительно включает в себя два воздушных выпускных клапана, которые могут быть расположены, например, на нижней стороне фюзеляжа воздушного судна. Регулирующий блок предпочтительно управляет системой создания избыточного давления в кабине в зависимости от сигнала, показывающего состояние двери воздушного судна, таким образом, что, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращается Система создания избыточного давления в кабине регулируется независимо от регулирования системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования, так что для осуществления РоР-функции, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта и не закреплена, предусматриваются две дублирующие системы. Таким способом гарантируется, что, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена, создание избыточного давления в кабине воздушного судна предотвращается с требуемым уровнем надежности 10.
Регулирующий блок предпочтительно управляет, по меньшей мере, одним воздушным выпускным клапаном системы создания избыточного давления в кабине таким образом, что, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращается. Воздушный выпускной клапан системы создания избыточного давления в кабине, управляемый регулирующим блоком, например, так называемый перепускной клапан, при нормальной работе системы создания избыточного давления в кабине служит для регулирования давления в кабине, при этом путем задания соответствующего проходного сечения воздушного выпускного клапана воздух может выбрасываться из кабины, вследствие чего давление в кабине может понижаться. Когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, указывает на то, что дверь не полностью закрыта и не закреплена, регулирующий блок системы создания избыточного давления в кабине регулирует поперечное сечение воздушного выпускного клапана, а следовательно, и создаваемые посредством этого утечки из воздушного судна, таким образом, чтобы надежно предотвращалось повышение давления в кабине воздушного судна. Например, воздушный выпускной клапан системы создания избыточного давления в кабине может удерживаться полностью открытым с тем, чтобы осуществлять РоР-функцию в случае, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта и не закреплена, так что в результате выравнивания давления, происходящего через поперечное сечение воздушного выпускного клапана, создание избыточного давления в кабине воздушного судна становится невозможным. Если система создания избыточного давления в кабине включает в себя множество воздушных выпускных клапанов, то все воздушные выпускные клапаны находятся под управлением регулирующего блока системы создания избыточного давления в кабине таким образом, что, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта и не закреплена, обеспечивается осуществление РоР-функции.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, передается посредством разнородных устройств передачи сигналов на блок регулирования системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и на блок регулирования системы создания избыточного давления в кабине. Благодаря разнородным устройствам передачи сигналов обеспечивается дополнительное дублирование, так чтобы можно было гарантировать, что, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта и не закреплена, РоР-функция осуществляется с необходимым уровнем надежности.
Состояние двери воздушного судна предпочтительно определяется, по меньшей мере, двумя взаимно независимыми индикаторными устройствами. Например, в качестве индикаторных устройств могут использоваться подходящие датчики. В таком случае, на двери воздушного судна или на каждой из дверей воздушного судна предусматривается, по меньшей мере, два, предпочтительно, три датчика, и каждый из них обеспечивает дублирующие сигналы, показывающие состояние каждой двери воздушного судна для передачи на регулирующий блок системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и на регулирующий блок системы создания избыточного давления в кабине.
Краткое описание чертежей
Более подробное объяснение предпочтительного варианта осуществления системы, соответствующей изобретению, а также способа, соответствующего изобретению, будет приведено ниже, с помощью прилагаемых чертежей, где:
Фиг.1 представляет собой схематическую иллюстрацию системы регулирования давления в части воздушного судна, в которой во время полета обычно поддерживается давление, превышающее внешнее давление, и
Фиг.2 представляет собой блок-схему способа регулирования давления в части воздушного судна, в которой во время полета обычно поддерживается давление, превышающее внешнее давление, т.е в кабине воздушного судна.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает схематическую иллюстрацию системы 10 регулирования давления в части воздушного судна, в которой во время полета обычно поддерживается давление, превышающее внешнее давление, и которая называется в настоящем документе "кабиной воздушного судна" и может представлять собой, например, пассажирскую кабину воздушного судна, грузовой отсек или подобное помещение. Система 10 включает в себя ряд индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с, из которых в каждом случае три предназначены для соответствующей двери воздушного судна, соединяющей внутреннее пространство кабины воздушного судна с окружающей атмосферой. Индикаторные устройства, выполненные, например, в виде датчиков, служат для того, чтобы определить состояние соответствующей двери воздушного судна, т.е. определить, является ли дверь открытой, или же она правильно закрыта и закреплена. Каждое из трех индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с, предназначенных для каждой двери воздушного судна, выполнены независимыми друг от друга и, следовательно, обеспечивают три взаимно независимых дублирующих сигнала, показывающих состояние двери воздушного судна.
Для того чтобы передавать сигналы, определенные индикаторными устройствами 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с и показывающие состояние соответствующих дверей воздушного судна, система 10 включает в себя ряд передающих устройств 20а-с, 22а-с, 24а-с, 26а-с, 28а-с, 30а-с, 32а-с, 34а-с. Передающие устройства 20а-с, 22а-с, 24а-с, 26а-с, 28а-с, 30а-с, 32а-с, 34а-с выполнены в каждом случае в виде взаимно независимых разнородных устройств передачи сигналов и служат для передачи сигналов, определенных индикаторными устройствами 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с и показывающих состояние соответствующих дверей воздушного судна, на электронный регулирующий блок 36 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и электронный регулирующий блок 38 системы создания избыточного давления в кабине.
Электронный регулирующий блок 36 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования управляет воздушным выпускным клапаном 40 (называемым также клапаном отвода за борт) системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования таким образом, что, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, выданный одним индикаторным устройством или множеством индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с, указывает на то, что дверь воздушного судна не полностью закрыта или не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращается.
Аналогичным образом, электронный регулирующий блок 38 системы создания избыточного давления в кабине управляет двумя воздушными выпускными клапанами 42, 44 (называемыми также перепускными клапанами) системы создания избыточного давления в кабине таким образом, что, когда сигнал, показывающий состояние двери воздушного судна, выданный одним индикаторным устройством или множеством индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с, указывает на то, что дверь воздушного судна не полностью закрыта или не закреплена, повышение давления в кабине воздушного судна предотвращается.
Фигура 2 показывает выполнение способа, осуществляемого посредством системы 10 регулирования давления в кабине воздушного судна. На первой ступени способа состояние всех дверей воздушного судна, соединяющих внутреннее пространство кабины воздушного судна с внешней атмосферой, определяется индикаторными устройствами 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с. В рамках определения состояния устанавливается, являются ли двери воздушного судна правильно закрытыми и закрепленными, при этом для каждой двери воздушного судна, посредством трех взаимно независимых индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с выдаются три дублирующих сигнала, показывающих состояние соответствующей двери воздушного судна.
Когда все сигналы, выданные индикаторными устройствами 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с и показывающие состояние дверей воздушного судна, показывают, что все двери воздушного судна правильно закрыты и закреплены, повышение давления в кабине воздушного судна разрешается с тем, чтобы довести давление в кабине воздушного судна до величины, превышающей низкое атмосферное давление, преобладающее на соответствующей высоте воздушного судна. Повышение давления в кабине воздушного судна может иметь место, например, при взлете или наборе высоты. Кроме того, повышение давления в кабине воздушного судна может происходить также во время полета, если давление в кабине воздушного судна было предварительно понижено с тем, чтобы получить возможность открыть дверь воздушного судна и, например, выбросить грузы или сбросить парашютистов.
Чтобы повысить давление в кабине, регулирующие блоки 36, 38 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и системы создания избыточного давления в кабине, в ответ на соответствующие сигналы индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с, управляют воздушным выпускным клапаном 40 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и воздушными выпускными клапанами 42, 44 системы создания избыточного давления в кабине таким образом, что давление в кабине воздушного судна повысилось до величины, превышающей величину внешнего давления. Чтобы предотвратить выравнивание давлений между кабиной воздушного судна и окружающей атмосферой, воздушные выпускные клапаны 40,42, 44 полностью закрываются.
С другой стороны, если один из сигналов индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с) показывает, что дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена, воздушный выпускной клапан 40 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования управляется регулирующим блоком 36 таким образом, что воздушный выпускной клапан 40 удерживается полностью открытым. В результате выравнивания давлений между окружающей атмосферой и кабиной воздушного судна, происходящего через поперечное сечение воздушного выпускного клапана 40, создание избыточного давления в кабине воздушного судна становится невозможным.
В то же время, регулирующий блок 38 системы создания избыточного давления в кабине управляет воздушными выпускными клапанами 42, 44 системы создания избыточного давления в кабине таким образом, что эти воздушные выпускные клапаны 42, 44 также удерживаются полностью открытыми. Таким образом, также имеет место выравнивание давлений между окружающей атмосферой и кабиной воздушного судна через поперечное сечение воздушных выпускных клапанов 42, 44, тем самым предотвращение повышения давления в кабине воздушного судна.
-9
Таким образом, электронный регулирующий блок 36 системы вентиляции авиационного радиоэлектронного оборудования и электронный регулирующий блок 38 системы создания избыточного давления в кабине гарантируют независимо друг от друга осуществление РоР-функции, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена, т.е. они предотвращают повышение давления в кабине воздушного судна, когда сигнал индикаторных устройств 12а-с, 14а-с, 16а-с, 18а-с показывает, что дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена Посредством этого дублирования, предусмотренного в системе 10, гарантируется, что, когда дверь воздушного судна неправильно закрыта или не закреплена, создание избыточного давления в кабине воздушного судна предотвращается с требуемым уровнем надежности 10.