民用飞机的环境控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种民用飞机的环境控制系统。


背景技术：

2.在现代民用飞机中，随着对安全性及舒适性要求越来越严苛，特别是对于宽体飞机，其制冷需求受载客人数、发热电子设备、餐食数量、燃油防护的影响，飞机通常需要采用制冷温控系统、辅助冷却系统、空气准备系统为飞机提供全机冷却的能源。
3.在传统宽体飞机上，制冷温控系统、辅助冷却系统、空气准备系统，一般都是独立设计、安装、控制的。比如说，制冷温控系统采用独立的发动机引气作为热边，采用独立的冲压空气作为冷边，主要设备安装在前翼身整流罩区域，其上游是气源系统，下游是通风系统；辅助冷却系统采用独立的制冷剂作为回路，采用独立的冲压空气作为冷边，主要设备安装在后翼身整流罩区域，其上游是储液罐，下游是厨房或电子设备舱；空气准备系统采用独立的发动机引气作为热边，采用独立的冲压空气作为冷边，主要设备安装在前翼身整流罩区域，其上游是气源系统，下游是惰化系统。
4.以某机型为例，制冷温控系统、辅助冷却系统、空气准备系统，若按照传统方法设计，每个系统独立设计，这样则需要：
5.a)两套为制冷温控系统双级换热器服务的冲压空气流道，单套包含完整冲压空气入口、入口风门、入口风门作动器、分配管路、消音器、风扇、活门、冲压空气出口、出口风门、出口风门作动器；
6.b)两套为辅助冷却系统冷凝器服务的冲压空气流道，单套包含完整冲压空气入口、入口风门、入口风门作动器、分配管路、消音器、风扇、活门、冲压空气出口、出口风门、出口风门作动器；
7.c)两套套为空气准备系统换热器服务的冲压空气流道，单套包含完整冲压空气入口、入口风门、入口风门作动器、分配管路、消音器、风扇、活门、冲压空气出口、出口风门、出口风门作动器；
8.这样未经过一体化集成的环控系统，存在6个蒙皮入口，6个蒙皮出口，6套冲压空气内流道管路。


技术实现要素：

9.发明所要解决的技术问题
10.这种形式的系统架构好处是，各系统工作互相独立，不受干扰，控制难度低。然而带来的负面影响是，三个系统采用独立的冲压空气冷却，需要在飞机蒙皮多处开口，蒙皮升力面的开口导致飞机升阻比降低；三个系统采用独立的冲压空气引气冷却，但冲压空气的冷却能力还未用尽就被排出机外，浪费冲压空气引气，引气量导致飞行阻力变大；三个系统采用独立的冲压空气冷却，在地面状态采用风扇抽取外界环境空气用于冷却，飞机在飞行过程中需要背负较多重量，重量带来油耗上升。
11.鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种民用飞机的环境控制系统，能够保证飞机的升阻比，减少冲压空气的引气量和溢流损失以及减小燃油的损耗。
12.解决技术问题所采用的技术方案
13.本发明第一观点的民用飞机的环境控制系统包括具有制冷用换热器的空气循环制冷子系统、具有空气准备用换热器的空气准备子系统、具有辅助冷却用换热器的辅助冷却子系统以及具有冲压空气流入口和冲压空气流出口的冲压空气流道，其特征在于，
14.所述冲压空气流道包括并联连接的第一冲压空气分支流道和第二冲压空气分支流道，
15.所述辅助冷却用换热器以及所述制冷用换热器配置于所述第一冲压空气分支流道内，所述空气准备用换热器配置于所述第二冲压空气分支流道内。
16.根据第一观点所述的民用飞机的环境控制系统，通过将一个冲压空气流道分岔成并联连接的第一冲压空气分支流道和第二冲压空气分支流道，能够使得在一分支流道外溢的冲压空气流入另一分支流道而不外溢，能够减少飞机冲压空气引气量以及溢流损失。此外，通过在将制冷用换热器和辅助冷却用换热器以相对于冲压空气串联连接的方式配置在第一冲压空气分支流道内的同时，将空气准备用换热器配置在第二冲压空气分支流道内，能够使冲压空气的冷却能量更充分被释放。而且，与现有技术相比，由于仅设置了一个冲压空气流道，因此，仅需要在飞机的蒙皮上开设一个入口和一个开口，能够避免由于蒙皮升力面开口而导致飞机升阻比降低。
17.在第一观点所述的环境控制系统的基础上，在第二观点的民用飞机的环境控制系统中，优选，在所述第一冲压空气分支流道的比所述辅助冷却用换热器和所述制冷用换热器靠上游侧的部位设置有水喷射器，所述水喷射器向所述第一冲压空气分支流道内喷出水分。
18.根据第二观点所述的民用飞机的环境控制系统，通过在第一冲压空气分支流道内设置向所述第一冲压空气分支流道内的辅助冷却用换热器和制冷用换热器喷出水分的水喷射器，能够提高换热器的换热效率。
19.在第一观点所述的环境控制系统的基础上，在第三观点的民用飞机的环境控制系统中，优选，在所述第二冲压空气分支流道设置有冲压空气流量控制活门，所述冲压空气流量控制活门对在所述第二冲压空气分支流道内流动的冲压空气的流量进行调节。
20.根据第三观点所述的民用飞机的环境控制系统，当第二冲压空气分支流道内的冲压空气的流量过大时，通过减小冲压空气流量控制活门的开度，能够降低冷却换热量。
21.在第一观点所述的环境控制系统的基础上，在第四观点的民用飞机的环境控制系统中，优选，
22.所述制冷用换热器包括串联连接的位于上游的第一制冷用换热器和位于下游的第二制冷用换热器，
23.所述第一制冷用换热器与位于上游的供给引气的气源系统连接，所述第二制冷用换热器与位于下游的通风系统连接，
24.所述第一制冷用换热器连接有绕过所述第二制冷用换热器而与所述通风系统直接连接的第一旁通管路。
25.根据第四观点所述的民用飞机的环境控制系统，在设置有第一旁通管路的基础
上，通过调节流过第一旁通管路的引气的流量，能够改变引气被冷却以及掺混流量比，有利于引气温度的调节。
26.在第四观点所述的环境控制系统的基础上，在第五观点所述的民用飞机的环境控制系统中，优选，
27.还包括综合控制器，所述综合控制器根据所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度与目标制冷温度的差值，对在所述第一冲压空气分支流道内流动的冲压空气的流量以及在所述第一旁通管路中流动的引气的流量进行调节，以使所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标制冷温度。
28.根据第五观点所述的民用飞机的环境控制系统，通过同时调节流过制冷用换热器的冲压空气的流量以及空气循环制冷子系统中流动的引气的掺混流量比，能够使所述空气循环制冷子系统的供往通风系统的引气的温度达到规定的目标制冷温度。由此，能够优选满足环境控制系统中耗能最大的空气循环制冷子系统中的引气温度的需求。
29.在第四观点所述的环境控制系统的基础上，在第六观点所述的民用飞机的环境控制系统中，优选，
30.所述空气准备用换热器包括串联连接的位于上游的第一空气准备用换热器和位于下游的第二空气准备用换热器，
31.所述第一空气准备用换热器与位于上游的供给引气的气源系统连接，所述第二空气准备用换热器与位于下游的惰化系统连接，
32.所述第一空气准备用换热器连接有绕过所述第二空气准备用换热器而与所述惰化系统直接连接的第二旁通管路。
33.根据第四观点所述的民用飞机的环境控制系统，在设置有第二旁通管路的基础上，通过调节流过第二旁通管路的引气的流量，能够改变引气被冷却以及掺混流量比，有利于引气温度的调节。
34.在第六观点所述的环境控制系统的基础上，在第七观点所述的民用飞机的环境控制系统中，优选，
35.还包括综合控制器，所述综合控制器根据所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度与目标制冷温度的差值，对在所述第一冲压空气分支流道内流动的冲压空气的流量以及在所述第一旁通管路中流动的引气的流量进行调节，以使所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标制冷温度，
36.在所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标制冷温度的情况下，所述综合控制器根据所述空气准备子系统的下游出口的引气的温度与目标空气准备温度的差值，调节在所述第二旁通管路中流动的引气的流量，以使所述空气准备子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标空气准备温度。
37.根据第七观点所述的民用飞机的环境控制系统，考虑到环境控制系统中耗能需求最大的子系统是空气循环制冷子系统，因此，为了能够尽可能充分地利用冲压空气的冷却能量，首先通过综合控制器对空气循环制冷子系统中流动的引气的温度进行调节，以使位于下游出口处的引气的温度达到目标制冷温度。然后，充分利用冲压空气的剩余冷却能量，通过综合控制器对空气准备子系统中流动的引气的温度进行调节，以使位于下游出口处的引气的温度达到目标空气准备温度。由此，能够在满足耗能最大的空气循环制冷子系统的
制冷能耗需求的同时，满足空气准备子系统的能耗需求，能够在满足原有制冷能力以及上下游系统接口不变的情况下实现温度的闭环控制。
38.在第四观点所述的环境控制系统的基础上，在第八观点所述的民用飞机的环境控制系统中，优选，
39.所述辅助冷却子系统包括连接有蒸发器、储液罐、所述辅助冷却用换热器以及压气机的制冷剂回路，所述制冷剂回路供制冷剂循环。
40.所述制冷剂回路形成有绕过所述辅助冷却用换热器的第三旁通管路。
41.根据第八观点所述的民用飞机的环境控制系统，在设置有第三旁通管路的基础上，通过调节流过第三旁通管路的制冷剂的流量，能够改变制冷剂被冷却以及掺混流量比，有利于制冷剂温度的调节。
42.在第八观点所述的环境控制系统的基础上，在第九观点所述的民用飞机的环境控制系统中，优选，
43.还包括综合控制器，所述综合控制器根据所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度与目标制冷温度的差值，对在所述第一冲压空气分支流道内流动的冲压空气的流量以及在所述第一旁通管路中流动的引气的流量进行调节，以使所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标制冷温度，
44.在所述空气循环制冷子系统的下游出口的引气的温度达到所述目标制冷温度的情况下，所述综合控制器根据所述辅助冷却子系统的所述储液罐内的制冷剂的温度与目标辅助冷却温度的差值，对在所述第三旁通管路中流动的制冷剂的流量以及所述压气机的转速进行调节，以使所述辅助冷却子系统的所述储液罐内的制冷剂的温度达到所述目标辅助冷却温度。
45.根据第九观点所述的民用飞机的环境控制系统，考虑到环境控制系统中耗能需求最大的子系统是空气循环制冷子系统，因此，为了能够尽可能充分地利用冲压空气的冷却能量，首先通过综合控制器对空气循环制冷子系统中流动的引气的温度进行调节，以使位于下游出口处的引气的温度达到目标制冷温度。然后，充分利用冲压空气的剩余冷却能量，通过综合控制器对辅助冷却子系统中流动的制冷剂的温度进行调节，以使位于储液罐内的制冷剂的温度达到目标辅助冷却温度。由此，能够在满足耗能最大的空气循环制冷子系统的制冷能耗需求的同时，满足辅助冷却子系统的能耗需求，能够在满足原有制冷能力以及上下游系统接口不变的情况下实现温度的闭环控制。
附图说明
46.图1是本发明一实施方式的民用飞机的环境控制系统的架构图。
47.图2示出了图1的环境控制系统中的空气循环制冷子系统的示意图。
48.图3示出了图1的环境控制系统中的空气准备子系统的示意图。
具体实施方式
49.下面，将结合附图，对本发明一实施方式的民用飞机的环境控制系统的大致架构进行说明。
50.图1示出了本发明一实施方式的民用飞机的环境控制系统(以下简称为环境控制
系统)s的架构图。如图1所示，环境控制系统s是一体化集成式的环境控制系统，包括空气循环制冷子系统ss1、空气准备子系统ss2、辅助冷却子系统ss3、冲压空气流道ac以及综合控制器ic。其中，空气循环制冷子系统ss1、空气准备子系统ss2以及辅助冷却子系统ss3构成该环境控制系统s的热边，冲压空气流道ac构成该环境控制系统s的冷边。空气循环制冷子系统ss1的上游入口与供给高温高压的引气的气源系统a连接，下游出口与向机舱供给调节空气的通风系统v连接。空气准备子系统ss2与空气循环制冷子系统相对于气源系统a并联地连接，上游入口与气源系统a连接，下游出口与惰化系统b连接。辅助冷却子系统ss3是用于对厨房或电子设备舱k的温度进行调节的子系统，其具有供制冷剂循环的制冷剂回路。综合控制器ic是用于进行空气循环制冷子系统ss1、空气准备子系统ss2、辅助冷却子系统ss3中的引气或制冷剂的温度的闭环控制的控制器，关于综合控制器ic的细节，将在后文中详细描述。
51.如图1所示，空气循环制冷子系统ss1与空气准备子系统ss2相对于气源系统a并联地连接。具体而言，空气循环制冷子系统ss1(确切地说，是后述的第一制冷用换热器11通过第一管路p1与气源系统a连接，空气准备子系统ss2通过第二管路p2与气源系统a连接。此外，在第一管路p1设置有第一引气入口调节活门pv1，通过调节第一引气入口调节活门pv1的开度来调节供往空气循环制冷子系统ss1的引气量。在第二管路p2设置有第二引气入口调节活门pv2，通过调节第二引气入口调节活门pv2的开度来调节供往空气准备子系统ss2的引气量。
52.为了便于理解，图2单独地示出了本实施方式的环境控制系统s中的空气循环制冷子系统ss1的示意图。如图2所示，本实施方式中，空气循环制冷子系统ss1采用的是三轮升压式高压除水空气循环制冷系统，包括作为初级制冷用换热器的第一制冷用换热器11、制冷用压气机12、作为次级制冷用换热器的第二制冷用换热器13、回热器14、制冷用冷凝器15、水分离器16、制冷用涡轮17。第一制冷用换热器11通过第一管路p1与气源系统a连接，制冷用冷凝器15通过第三管路p3与通风系统v连接。此外，在本实施方式中，在第三管路p3设置有对空气循环制冷子系统ss1的下游出口处的引气的温度进行检测的第一温度传感器ts1。此外，在第一制冷用换热器11连接有第一旁通管路bp1的一端，所述第一旁通管路bp1的另一端绕过制冷用压气机12、第二制冷用换热器13、回热器14、水分离器16以及制冷用涡轮17而连接在制冷用冷凝器15的上游侧。在第一旁通管路bp1的中途设置有第一旁通活门bv1，所述第一旁通活门bv1对在第一旁通管路bp1中流动的引气量进行调节。
53.接着，结合图1和图2，对引气在本实施方式的空气循环制冷子系统ss1中的流动状况进行说明。
54.首先，从气源系统a送出的高温高压的引气的一部分流动至第一管路p1。该部分的引气经由第一管路p1以及设置于第一管路p1的中途的第一引气入口调节活门pv1流入第一制冷用换热器11，并且在第一制冷用换热器11中与在后述的冲压空气流道ac的第一冲压空气分支流道sac1中流动的冲压空气进行热交换。接着，经过热交换后的引气流入制冷用压气机12被压缩后，流入第二制冷用换热器13与在第一冲压空气分支流道sac1中流动的冲压空气在此进行热交换。然后，在第二制冷用换热器13中完成了热交换后的引气流入回热器14并进一步流入制冷用冷凝器15被冷却而有液态水析出，从而形成为气液两相的引气。接着，处于气液两相状态的引气流入水分离器16，通过水分离器16除去游离水。然后，除去游
离水后的干燥状态的引气流入制冷用涡轮17膨胀冷却。最后，在制冷用涡轮17中膨胀冷却后的引气经由第三管路p3被供给至通风系统v。当引气在第三管路p3中流动时，第一温度传感器ts1对该引气的温度进行检测。此外，在进行后述的空气循环制冷子系统ss1中的引气的温度的闭环控制的情况下，通过调节第一旁通活门bv1的开度来调节在第一旁通管路bp1中流动的引气量，从而调节在该空气循环制冷子系统ss1中流动的引气的掺混流量比。
55.为了便于理解，图3单独地示出了本实施方式的环境控制系统s中的空气准备子系统ss2的示意图。如图3所示，空气准备子系统ss2包括作为初级空气准备用换热器的第一空气准备用换热器21、三通阀22、作为次级空气准备用换热器的第二空气准备用换热器23。其中，第一空气准备用换热器21通过第二管路p2与气源系统a连接，第一空气准备用换热器21、三通阀22以及第二空气准备用换热器23串联地连接，第二空气准备用热交换器23通过第四管路p4与惰化系统b连接。具体而言，第一空气准备用换热器21与三通阀22的第一端口连接，第二空气准备用换热器23与三通阀22的第二端口连接。此外，在第二管路p2的第二引气入口调节活门pv2与第一空气准备用换热器21之间连接有分支管路bap的一端，所述分支管bap的另一端连接在三通阀22的第二端口与第二空气准备用换热器23之间的管路。在分支管bap中，从一端向另一端依次连接有分支管活门bav、空气准备用涡轮24、带有连轴风扇的空气准备用压气机25，三通阀22的第三端口与空气准备用涡轮24和空气准备用压气机25之间的管路连接。另外，在第一空气准备用换热器21与第二空气准备用换热器23之间的管路的中途连接有第二旁通管路bp2的一端，所述第二旁通管路bp2的另一端连接于第四管路p4。也就是说，第二旁通管路bp2配置成绕过第二空气准备用换热器23。并且，在第二旁通管路bp2中设置有第二旁通活门bv2，所述第二旁通活门bv2对在所述第二旁通管路bp2中流动的引气量进行调节。此外，在本实施方式中，在第四管路p4设置有对空气准备子系统ss2的下游出口处的引气的温度进行检测的第而温度传感器ts2。
56.接着，结合图1和图3，对引气在本实施方式的空气准备子系统ss2中的流动状况进行说明。
57.首先，从气源系统a送出的高温高压的引气的另一部分流动至第而管路p2。该部分的引气经由第二管路p2以及设置于第二管路p2的中途的第二引气入口调节活门pv2流入第一空气准备用换热器21，并且在第一空气准备用换热器21中与在后述的冲压空气流道ac的第二冲压空气分支流道sac2中流动的冲压空气进行热交换。接着，在第一空气准备用换热器21中完成热交换后的引气经由三通阀22流入第二空气准备用换热器23。需要注意的是，当在第二管路p2中的引气的压力足够时，三通阀22的第三端口和分支管活门bav是关闭的。流入第二空气准备用热交换器23的引气在第二空气准备用热交换器23中与在第二冲压空气分支流道sac2中流动的冲压空气再次进行热交换。然后，在第二空气准备用换热器23中完成了热交换的引气经由第四管路p4被供给至惰化系统b。设置于第四管路p4的中途的第二温度传感器ts2对在第四管路p4中流动的引气的温度进行检测。另一方面，当在第二管路p2中流动的引气的压力不足时，设置于分支管bap的分支管活门bav开启，在第二管路p2中流动的引气中的小部分引气分流至分支管bap，该引气中的大部分引气仍然流入第一空气准备用换热器21。流入分支管bap的小部分引气进一步流入空气准备用涡轮24而膨胀做功，从而带动位于空气准备用涡轮24的下游的空气准备用压气机25的连轴风扇转动。与此同时，三通阀22的第三端口打开且第二端口关闭，在第一空气准备用换热器21中完成了热交
换的引气流入空气准备用压气机25而与来自空气准备用涡轮24的小部分引气汇合并增压。然后，在空气准备用压气机25中完成增压后的引气从空气准备用压气机25流入第二空气准备用换热器23，并且在第二空气准备用换热器23中与在第二冲压空气分支流道sac2中流动的冲压空气再次进行热交换。最后，在第二空气准备用换热器23中完成了热交换的引气经由第四管路p4被供给至惰化系统b。当引气在第四管路p4中流动时，第二温度传感器ts2对该引气的温度进行检测。此外，在进行后述的空气准备子系统ss2中的引气的温度的闭环控制的情况下，通过调节第二旁通活门bv2的开度来调节在第二旁通管路bp2中流动的引气量，从而调节在该空气准备子系统ss2中流动的引气的掺混流量比。
58.下面，将参照图1，对本实施方式的民用飞机的环境控制系统s中的辅助冷却子系统ss3的构成进行说明。
59.如图1所示，辅助冷却子系统ss3具有制冷剂回路rc1，所述制冷剂回路rc1是以蒸发器31、储液罐32、辅助冷却用换热器33、辅助冷却用压气机34通过制冷剂管道连接的方式构成的。在储液罐32内贮存有处于液态的制冷剂。此外，在制冷剂回路rc1形成有绕过辅助冷却用换热器33的第三旁通管路bp3，所述第三旁通管路bp3设置有对在该第三旁通管路bp3中流动的制冷机量进行调节的第三旁通活门bv3。另外，在本实施方式中，在制冷剂回路rc1的靠储液罐32的流入口一侧的制冷剂管路设置有第三温度传感器ts3，所述第三温度传感器ts对即将从储液罐32的流入口流入的制冷剂的温度进行检测。不过，第三温度传感器ts3的设置位置并不限于此，也可设置在储液罐32的内部而对位于储液罐32内的制冷剂的温度进行检测。需要说明的是，作为制冷剂，在本实施方式中采用的是乙二醇。
60.接着，依旧结合图1，对制冷剂在本实施方式的辅助冷却子系统ss3中的流动状况进行说明。
61.首先，在辅助冷却用压气机34的作用下，贮存在储液罐32内的液态制冷剂从该储液罐32的流出口流出。接着，从储液罐32的流出口流出的液态制冷剂在蒸发器31中与厨房或电子设备舱k的热介质进行热交换而蒸发，从而成为气态的制冷剂。然后，在蒸发器31中完成了热交换的气态制冷剂流入辅助冷却用压气机34中并进行压缩后，流入辅助冷却用换热器33。接着，流入辅助冷却用热交换器33的气态制冷剂与在第一冲压空气分支流道sac1中流动的冲压空气进行热交换而冷凝，从而构成液态(或气液两相状态)的制冷剂。最后，液态(或气液两相状态)的制冷剂经由储液罐32的流入口返回至储液罐32内。在制冷剂即将流入储液罐32或者已流入储液罐32内的情况下，第三温度传感器ts3对即将流入储液罐32或已贮存在储液罐32内的制冷剂的温度进行检测。此外，在进行后述的辅助冷却子系统ss3中的制冷剂的温度的闭环控制的情况下，通过调节第三旁通活门bv3的开度来调节在第三旁通管路bp3中流动的制冷剂量，从而调节在该空气准备子系统ss3中流动的制冷剂的掺混流量比。
62.以上，对构成本实施方式的环境控制系统s的热边(热路)的空气循环制冷子系统ss1、空气准备子系统ss2以及辅助冷却子系统ss3进行了说明。接着，将参照图1，对构成本实施方式的环境控制系统s的冷边(冷路)的冲压空气流道ac进行说明。
63.如图1所示，冲压空气流道ac是利用飞机内外的压力差将机外的空气作为冲压空气引入并使其在内部流动的通道，包括进气口4、入口侧冲压空气流道ac0、第一冲压空气分支流道sac1、第二冲压空气分支流道sac2、出口侧冲压空气流道ac1以及排气口5。其中，第
一冲压空气分支流道sac1和第二冲压空气分支流道sac2在入口侧冲压空气流道ac0与出口侧冲压空气流道ac1之间并联地连接。在进气口4设置有进气口风门41和用于调节进气口风门41的开度的进气口风门作动器42，在排气口5设置有排气口风门51和用于调节排气口风门51的排气口风门作动器52。此外，在本实施方式中，在出口侧冲压空气流道ac1形成有冲压腔ac2，并且在冲压腔ac2内配置有冲压腔风扇acf。在此，对设置冲压腔ac2以及冲压腔风扇acf的原因进行说明。通常而言，当飞机位于地面或在低空飞行时，飞机内外的冲压压头较小，无法形成所需量的冲压空气。为了形成所需量的冲压空气以满足环境控制系统s的温度控制需求，设置冲压腔ac2以及配置在冲压腔ac2内的冲压腔风扇acf。具体而言，在冲压腔风扇acf的作用下，在冲压空气流道ac的机身内外形成足够大的冲压压头，飞机外部的大量空气经由冲压空气流道ac的进气口4被吸入冲压空气流道ac。被吸入冲压空气流道ac的冲压空气在环境控制系统s的控制下按照规定的量分别分流至第一冲压空气分支流道sac1和第二冲压空气分支流道sac2。然后，上述冲压空气在出口侧冲压空气流道ac1的冲压腔ac2内汇合后，在冲压腔风扇acf的作用下经由排气口5从流出至飞机的外部。
64.如图1所示，在第一冲压空气分支流道sac1中，辅助冷却子系统ss3的辅助冷却用换热器33、空气循环制冷子系统ss1的第一制冷用换热器11和第二制冷用换热器13以相对于在第一冲压空气分支流道sac1中流动的冲压空气串联的方式并按照该顺序配置在第一冲压空气分支流道sac1内。此外，在第一冲压空气分支流道sac1的比辅助冷却用换热器33靠上游侧的部位设置有水喷射器6，所述水喷射器6与空气循环制冷剂子系统ss1中的水分离器16连接，以使水分离器16内的液态水能够流动至水喷射器6。水喷射器6能够向第一冲压空气分支流道sac1喷洒上述液态水，使得液态水在冲压空气的带动下与辅助冷却用换热器33以及第一制冷用换热器11和第二制冷用换热器13接触，从而对辅助冷却用换热器33以及第一制冷用换热器11和第二制冷用换热器13进行冷却，由此，能够提高辅助冷却用换热器33以及第一制冷用换热器11和第二制冷用换热器13的换热效率。
65.另一方面，在第二冲压空气分支流道sac2中配置有空气准备子系统ss2的第一空气准备用换热器21和第二空气准备用换热器23。此外，在第二冲压空气分支流道sac2的中途设置有冲压空气流量控制活门cv，所述冲压空气流量控制活门cv对在第二冲压空气分支流道sac2中流动的冲压空气量进行调节。
66.以上，对构成本实施方式的环境控制系统s的热边(热路)的空气循环制冷子系统ss1、空气准备子系统ss2以及辅助冷却子系统ss3以及构成本实施方式的环境控制系统s的冷边(冷路)的冲压空气流道ac进行了说明。接着，在上述构成的基础上，结合图1～3，对基于综合控制器ic的各子系统的引气或制冷剂的温度的闭环控制进行说明。
67.不过，在对基于综合控制器ic的闭环控制进行说明前，首先对采用下述闭环控制的所依据的物理原理进行说明。
68.在现有的环境控制系统中，由于针对每一子系统独立地形成一冲压空气流道，因此，针对各子系统的温度控制是独立的。如此一来，存在冲压空气的浪费这一问题，并且还需要对每一子系统配置单独的控制器，使得整个控制系统变得复杂。
69.为了克服上述技术问题，考虑到能量梯级利用原理，在本实施方式中采用了基于综合控制器ic的一体化集中式温度闭环控制，从而能够充分地利用冲压空气的冷却能量，减少冲压空气的引气量以及冲压空气的过度浪费，简化整个控制系统。
70.此外，已知，在民用飞机的环境控制系统中，相较于空气准备子系统ss2和辅助冷却子系统ss3，空气循环制冷子系统ss1对冲压空气的冷却能量需求较大。
71.因此，综合控制器ic首先对空气循环制冷子系统ss1中的引气的温度进行闭环控制。
72.具体而言，首先，综合控制器ic接收由第一温度控制器ts1检测到的、空气循环制冷子系统ss1的下游出口即第二管路p2的靠近通风系统v的部分处的引气的实际温度。接着，综合控制器ic将接收到的上述引气的实际温度与预先存储于综合控制器ic的目标制冷温度进行比较，若上述引气的实际温度在一定范围内高于或低于目标制冷温度，那么，综合控制器ic控制进气口风门作动器42和排气口风门作动器52以调节进气口风门41和排气口风门51的开度，从而调节冲压空气流道ac内的冲压空气量。需要说明的是，由于第一冲压空气分支流道sac1和第二冲压空气分支流道sac2的管径以及内部流动阻力等是预先设计好的，因此，在某一特定的飞行工况下，当冲压空气流道ac内的冲压空气的总流量确定时，第一冲压空气分支流道sac1内的冲压空气量和第二冲压空气分支流道sac2内的冲压空气量是确定的(此时，第二冲压空气分支流道sac2内的冲压空气流量控制活门cv的开度是固定的)。因此，也可以说，综合控制器ic通过调节进气口风门41和排气口风门51的开度，从而调节第一冲压空气分支流道sac1内的冲压空气量。与此同时，综合控制器ic对设置于第一旁通管路bp1的第一旁通活门bv1的开度进行调节，以改变在第一旁通管路bp1中流动的引气量，从而改变空气循环制冷子系统ss1中的引气的掺混流量比。由此，同时并反复调节第一冲压空气分支流道sac1内的冲压空气量以及空气循环制冷子系统ss1中的引气的掺混流量比，直到引气的实际温度达到预先设定的目标制冷温度，从而实现引气的温度闭环控制。
73.接着，在空气循环制冷子系统ss1的引气的实际温度达到预先设定的目标制冷温度后，综合控制器ic优选进一步进行空气准备子系统ss2中的引气温度的闭环控制以及/或者辅助冷却子系统ss3中的制冷剂温度的闭环控制。
74.具体而言，在空气循环制冷子系统ss1的引气的实际温度达到预先设定的目标制冷温度后想要进行空气准备子系统ss2中的引气温度的闭环控制的情况下，综合控制器ic接收由第二温度传感器ts2检测到的、空气准备子系统ss2的下游出口即第四管路p4的靠近惰化系统b的部分处的引气的实际温度。接着，综合控制器ic将接收到的上述引气的实际温度与预先存储于综合控制器ic的目标空气准备温度进行比较，若上述引气的实际温度在一定范围内高于或低于目标空气准备温度，那么，综合控制器ic对设置于第二旁通管路bp2的第二旁通活门bv2的开度进行调节，以改变在第二旁通管路bp2中流动的引气量，从而改变空气准备子系统ss2中的引气的掺混流量比。由此，通过调节空气准备子系统ss2中的引气的掺混流量比，使得引气的实际温度达到预先设定的目标空气温度，从而实现引气的温度闭环控制。此外，当第二冲压空气分支流道sac2中流动的冲压空气量过大时，综合控制器ic对冲压空气流量控制活门cv的开度进行调节，从而减小上述冲压空气量。
75.另一方面，在空气循环制冷子系统ss1的引气的实际温度达到预先设定的目标制冷温度后想要进行辅助冷却子系统ss3中的制冷剂温度的闭环控制的情况下，综合控制器ic接收由第三温度传感器ts3检测到的、辅助冷却子系统ss3的储液罐32内或储液罐32的流入口附近的制冷剂的实际温度。接着，综合控制器ic将接收到的上述制冷剂的实际温度与预先存储于综合控制器ic的目标辅助冷却温度进行比较，若上述制冷剂的实际温度在一定
范围内高于或低于目标辅助冷却温度，那么，综合控制器ic对设置于第三旁通管路bp3的第三旁通活门bv3的开度进行调节，以改变在第三旁通管路bp3中流动的制冷剂量，从而改变辅助冷却子系统ss3中的制冷剂的掺混流量比。与此同时，综合控制器ic还对辅助冷却用压气机34的转速进行调节。通过同时调节辅助冷却子系统ss3中的制冷剂的掺混流量比以及辅助冷却用压气机34的转速，使得制冷剂的实际温度达到预先设定的目标辅助冷却温度，从而实现制冷剂的温度闭环控制。
76.如此一来，通过基于综合控制器ic的一体化集成式控制，能够充分地遵循能量梯级利用原理，充分地释放冲压空气的冷却能量。与此同时，与现有环境控制系统中针对各子系统的独立控制的情况相比，能够简化控制器的配置，能够简化控制系统。
77.此外，本发明在其范围内，能将各实施方式自由组合，或是将各实施方式适当变形、省略。