专利名称：一种用于飞机的双风道墙体的制作方法
技术领域：
本发明属于飞行器内部的环境控制及飞机制造领域，涉及一种用于减少飞机吸水量及自重、降低能耗的双风道墙体。
背景技术：
现代商用飞机运营时所处的环境极端复杂，外部环境的气压范围在10.1kPa IOlkPa,环境温度范围在-55°C 50°C，飞机在巡航时，周围空气几乎没有水分含量，而在飞机降落在地面时，空气的水分含量有可能达到饱和。在这样的极端工作环境下，水分的存在会引起各种各样的问题。一架民用客机在运营期间会吸收相当多的水，特别是经常停靠在高湿地区的客机。因为飞机上存在很多吸湿性的材料，包括隔音保温层，椅子坐垫，座位靠背、地毯、窗帘、隔音棉芯等等，这些材料往往能够吸收水蒸气并发生凝结、结冰等相态变化。机身中水分的存在危害很大，一方面飞机结构会遭到腐蚀破坏，电气线路也会遭到侵蚀，安全性会降低，飞机重量增加，另一方面水分的存在本身就会降低材料的保温、隔声性能。在经济方面考虑，更多的水分意味着更大的自重，也就意味着消耗更多的航空燃油。有数据显示一架波音747飞机在正式运营几个月后，增加了约数吨的重量。尤其重要的是，一旦水分被吸收之后，很难再将其除去。目前，有研究人员提出采用单风道墙体，但单风道中流通的循环气流仍然含有水蒸气，不能有效干燥机身。这样的方案没有充分利用到空气调节组件处理后的绝干空气(在循环空气混合之前)，为此可以考虑直接将绝干空气送入到风道中冲刷隔音保温材料，另外再设置一个风道输送循环空气。根据温度变化情况，利用传感器控制的管路切换器在适当的位置将循环气流与绝干气流混合，最终送到送风末端。另一方面，单风道方案没有充分利用巡航时机身外部的冷源。因为飞机上的通风所用的新风来源于发动机，属于高温高压气体，通过膨胀制冷仅能回收部分的机械功。而飞机巡航时所处的外部环境本身就是极端低温的，所以我们可以通过双风道的方案增加热空气与外界换热降温的效果，这样充分利用外部冷源降低能源消耗，降低发动机引气的温度与压力，从而产生更大的经济效益。
发明内容
本发明提供了一种用于飞机的双风道墙体，创造性地提出双通道的设计方案，一方面有效减少飞机的吸水量，另一方面更充分地利用了外部冷源，减少了空调组件的功耗，节约了能源。本发明的技术方案如下:一种用于飞机的双风道墙体，包括外风道、内风道、送风管道、回风管道、隔音保温层、管路切换器(如三通阀门)、客舱送风末端、蒙皮。外风道在最外侧，紧挨蒙皮，内风道在最内侧，紧挨机舱。外风道与内风道之间设保隔音温层，管路切换器采用传感器控制。沿外风道可以布置多个管路切换器，管路切换器的支管穿越保温层通向内风道。送风管道布置管路切换器，管路切换器的支管通向回风管道。本发明所提到的送风管道区别于已有设备的一点是，送风管道送出的是空调组件排出的绝干新鲜空气，不含有回风。飞机引擎排出的气体，经过空调组件处理后，由送风管道送入外风道，沿壁面往上流动，在这个过程中，巡航时气流会被外侧冷壁面冷却降温。沿程布置的传感器监测气流温度，当温度下降到一定温度时，当地的管路切换器工作，气流转向送入到内风道中与内风道中的循环气流混合。最后气流到达客舱送风末端，送入客舱。客舱送风带走一部分热量和污染物后，通过地板附件的排风口进入到货仓，在货仓通过回风装置收集，一部分排出飞机体外，另一部分再通过回风管道送入内风道继续循环使用。送风管道上安装的管路切换器是考虑到当飞机停在地面时，机身周围温度较高(或较低)，此时不需要利用外风道换热。而可通过该管路切换器，将空调组件处理后的空气经由回风管道送入到内风道，在回风管道内与循环空气混合，最后通过客舱送风末端送入客舱。本发明的效果和益处是:外风道流动的是干燥空气，可以带走机身特别是隔音保温材料中的水分，防止在机身内壁面发生蒸汽的凝结，从而减少飞机自重的增加，提高飞机的能效。同时，水分的减少也可以防止结构、电气线路遭腐蚀，防止隔热消音性能下降。另一方面，双风道的设置，充分利用了巡航时机身外部的冷源，增大了换热空间，提高了空调组件的能效。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的送风管道和回风管道的局部放大图。图中:1外风道；2内风道；3送风管道(输送来自空调组件的绝干新鲜空气)；4回风管道；5隔音保温层；6管路切换器；7客舱送风末端；8蒙皮。
具体实施例方式以下结合附图详细叙述本发明在飞机上的使用。如图1所示，采用双风道送风，两风道之间设有隔音保温层，用于隔音并减少两风道间的换热。外侧风道通过送风管道与空调组件相连，内侧风道与回风管道相连。因此，外风道流动的是新鲜干燥空气，内风道流动的是循环空气。外风道沿程布置的管路切换器由传感器自动控制，当新鲜干燥空气降低到接近客舱送风温度时，此处的管路切换器切换状态，气流不再沿外风道向上，而是通过支管穿越隔音保温层进入到内风道与循环气流混合，最终通过客舱送风末端送入到客舱内。如图2所示，当飞机停靠在地面不需要外风道换热时，可切换布置在送风管道内的管路切换器，使送风气流不再送入到外风道，而直接切换到内风道与循环气流混合，减少处理后空气的沿程冷(热)量损失。
权利要求
1.一种用于飞机的双风道墙体，包括外风道(I)、内风道(2)、送风管道(3)、回风管道(4)、隔音保温层(5)、管路切换器(6)和蒙皮(8);其特征在于飞机周身设有双层通风管道，外风道在最外侧，紧挨蒙皮，内风道在最内侧，紧挨机舱；外风道与内风道之间设隔音保温层，管路切换器采用传感器控制；沿外风道(I)布置多个管路切换器(6)，管路切换器(6)通过其支管穿越保温层通向内风道；沿送风管道布置管路切换器，管路切换器通过其支管通向回风管道。
全文摘要
本发明涉及一种用于飞机的双风道墙体。其特征在于飞机周身设有双层通风管道，内风道与外风道之间设有隔音保温层。外风道流动的是干燥空气，可以减少机身及隔音保温层的吸水量，内风道流动的是舱内循环空气。沿外风道布置有多个管路切换器。当外风道的气流温度下降到接近机舱送风温度时，气流通过管路切换器进入内风道与循环空气混合后送到客舱。送风管道与外风道相连，将空调组件送来的干空气送入外风道中，回风管道与内风道相连，将机舱回风送入到内风道循环。双风道的设置，既防止了水分在机身上的凝结积聚，又充分利用了机身作为换热器，减轻了飞机的自重，提高了能效。
文档编号B64D13/00GK103204242SQ20131009817
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张腾飞, 沈润霖, 林钊信, 尹久盛, 王树刚 申请人:大连理工大学, 波音(中国)投资有限公司