1.本公开大体上涉及冷却系统和方法，并且更具体地，涉及用于冷却飞行器部件的系统和方法。
背景技术：2.飞行器通常包括用于冷却各种部件的系统，诸如发电机、电子设备和/或类似物。更具体地，冷却系统接收空气流(例如，从飞行器的燃气涡轮发动机排出的空气)，冷却该空气流，并将冷却的空气流供应到飞行器部件。这样的冷却系统可以产生低于冰点的空气，这可能导致空气中存在的任何水分冻结并形成冰。因此，许多飞行器部件冷却系统包括水分离器。水分离器反过来在空气达到低于冰点的温度之前从空气中除去水分，以减少冰的形成。
3.近年来，飞行器部件的冷却需求急剧增加。因此，飞行器部件冷却系统被设计成产生越来越冷的空气。在一些构造中，这种冷却系统可以产生足够冷的空气，以使其中的任何二氧化碳和/或残余碳氢化合物冻结。与冰一样，冻结的二氧化碳和碳氢化合物可导致被冷却的部件的磨损增加或堵塞部件(诸如热交换器)中的流动通道。然而，当前的水分控制系统利用冷凝器和水分离器来去除膨胀涡轮上游的水。然而，在水分控制系统下游的冷却涡轮中会产生足够冷以沉淀二氧化碳和碳氢化合物的温度。因此，当前水分控制系统不能保护由空气循环系统冷却的热负载免受冷凝的二氧化碳和碳氢颗粒的影响。
4.因此，一种用于冷却飞行器部件的改进的系统和方法在技术上受到欢迎。。
技术实现要素：5.本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来学习。
6.在一个方面，本主题涉及一种用于冷却飞行器部件的系统。所述系统包括压缩机，所述压缩机被构造成接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气。附加地，所述系统包括热交换器，所述热交换器被构造成接收来自所述压缩机的压缩空气并冷却所述压缩空气；涡轮，所述涡轮被构造成接收来自所述热交换器的冷却空气，随着所述冷却空气流过所述涡轮所述冷却空气膨胀。此外，所述系统包括除霜器，所述除霜器被构造成接收来自所述涡轮的膨胀空气，所述除霜器进一步被构造成从所述膨胀空气捕获冻结颗粒物。因此，来自热交换器的冷却空气的至少一部分被引导到除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
7.在另一方面，本主题涉及一种飞行器。所述飞行器依次包括机身、从机身向外延伸的一对机翼和被构造成产生推力以推进飞行器的燃气涡轮发动机。另外，所述飞行器包括压缩机，压缩机被构造成接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气。此外，所述飞行器包括热交换器，所述热交换器被构造成接收来自压缩机的压缩空气并冷却压缩空气。此外，所述飞行器包括涡轮，所述涡轮被构造成接收来自热交换器的冷却空气，随着所述冷却空气流过所述涡轮所述冷却空气膨胀。此外，所述飞行器包括除霜器，所述除霜器构
造成接收来自涡轮的膨胀空气，其中除霜器进一步被构造成从膨胀空气捕获冻结颗粒物。在这方面，来自热交换器的冷却空气的至少一部分被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
8.在另一方面，本主题涉及用于冷却飞行器的部件的方法。所述飞行器依次包括压缩机、热交换器、涡轮和除霜器，压缩机被构造成压缩空气，热交换器被构造成冷却压缩空气，冷却空气在涡轮中膨胀，除霜器被构造成从膨胀空气捕获冻结颗粒物。所述方法包括利用计算系统接收指示除霜器上游的膨胀空气的压力和除霜器下游的膨胀空气的压力的数据。另外，所述方法包括利用计算系统基于所接收的数据确定除霜器两端的压差。此外，当所确定的压差超过阈值时，所述方法包括利用计算系统控制阀的操作，使得来自热交换器的冷却空气流过除霜器。此外，当所确定的压差低于阈值时，所述方法包括利用计算系统控制阀的操作，使得来自热交换器的冷却空气绕过除霜器。
9.参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好地理解。并入本说明书并构成本说明书一部分的附图说明本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
10.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，在附图中：
11.图1是飞行器的一个实施例的侧视图；
12.图2是飞行器的燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性截面图；
13.图3是用于冷却飞行器部件的系统的一个实施例的示意图；
14.图4是图3所示系统的除霜器的一个实施例的图解视图；
15.图5是用于冷却飞行器部件的系统的另一实施例的示意图；
16.图6是用于冷却飞行器部件的系统的又一实施例的示意图；
17.图7是用于冷却飞行器部件的系统的另一实施例的示意图
18.图8是用于冷却飞行器部件的系统的又一实施例的示意图；和
19.图9是用于冷却飞行器部件的方法的一个实施例的流程图。
20.在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
21.现在将详细参考本公开主题的示例性实施例，在附图中示出了所述主题的一个或多个示例。通过解释的方式提供每个示例，并且不应解释为限制本公开。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生另一个实施例。因此，本公开旨在涵盖在所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
22.如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用于将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。
23.此外，术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
24.此外，除非另有规定，术语“低”、“高”或其各自的比较级(例如，较低、较高，如适用)均指发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮机”在通常低于“高压涡轮机”的压力下运行。可选地，除非另有规定，上述术语可理解为它们的最高级。例如，“低压涡轮”可指涡轮区段内的最低最大压力涡轮，而“高压涡轮”可指涡轮区段内的最高最大压力涡轮。
25.一般而言，本主题涉及用于冷却飞行器部件(例如，发电机、电子设备和/或类似物)的系统和方法。在几个实施例中，所公开的系统包括压缩机、热交换器和涡轮。更具体地，压缩机被构造成接收从飞行器的燃气涡轮发动机(例如，压缩机区段)排出的空气并压缩所接收的空气。热交换器被构造成接收来自压缩机的压缩空气并冷却压缩空气。例如，热交换器可以将热从压缩空气传递到另一流体，例如超临界二氧化碳。此外，涡轮被构造成接收来自热交换器的冷却空气。随着冷却空气流过涡轮，冷却空气膨胀，从而进一步冷却膨胀空气。
26.另外，所公开的系统包括位于涡轮下游的除霜器。通常，除霜器被构造成接收来自涡轮的膨胀空气并捕获存在于膨胀空气中的冻结颗粒物(例如，冻结二氧化碳、碳氢化合物和/或类似物)。在这方面，来自热交换器的冷却空气的至少一部分被引导到除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。例如，在一些实施例中，除霜器被构造为具有一个或多个通道的热交换器，膨胀空气流过所述一个或多个通道。此外，在这些实施例中，除霜器还包括多个管，来自热交换器的冷却空气流过该管。管延伸通过通道，使得管捕获并熔化存在于膨胀空气中的冻结颗粒物。然后膨胀空气流向飞行器部件(例如发电机)，而熔化的颗粒物流出除霜器流向排水管。
27.所述除霜器提供一个或多个技术优势。如上所述，二氧化碳和碳氢化合物可以在由用于飞行器部件的许多冷却系统产生的冷却空气内冻结。这种冻结的二氧化碳和碳氢化合物可导致被冷却的飞行器部件的磨损增加。此外，如上所述，不能通过水分离器除去二氧化碳和碳氢化合物。在这方面，所公开的系统包括除霜器，所述除霜器从供应给飞行器部件的空气中捕获冻结的二氧化碳和碳氢化合物。因此，与传统系统不同，所公开的系统允许将高度冷却的空气(即，足够冷却以冻结二氧化碳和碳氢化合物的空气)供应到飞行器部件。
28.现在参考附图，图1是飞行器10的一个实施例的侧视图。如图所示，在几个实施例中，飞行器10包括机身12和从机身12向外延伸的一对机翼14(示出一个)。在所示实施例中，燃气涡轮发动机100支撑在每个机翼14上，以在飞行期间推动飞行器通过空气。另外，如图所示，飞行器10包括垂直稳定器16和一对水平稳定器18(图中示出一个)。然而，在替代实施例中，飞行器10可以包括任何其他合适的配置，例如任何其他合适数量或类型的发动机。
29.此外，飞行器10可以包括用于冷却飞行器10的一个或多个部件的系统200。例如，系统200被配置为冷却一个或多个发电机、电子部件(例如，一个或多个导航装置、通信装置、发动机控制器等)等。在这方面，如下面将描述的，系统200被配置成产生冷却空气流并将该空气供应给被冷却的飞行器部件。然而，在替代实施例中，系统200可被配置为冷却飞行器10的任何其他合适部件。
30.上述和图1中所示的飞行器10的配置仅设置为将本主题放置在示例性使用领域中。因此，本主题可以容易地适用于任何方式的飞行器。
31.图2是燃气涡轮发动机100的一个实施例的示意性截面图。在所示实施例中，发动机100被配置为高旁路涡轮风扇发动机。然而，在替代实施例中，发动机100可以配置为螺旋桨风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴燃气涡轮发动机或任何其他合适类型的燃气涡轮发动机。
32.通常，发动机100沿着轴向中心线102延伸，并且包括至少部分地由环形机舱110包围的风扇104、低压(lp)线轴106和高压(hp)线轴108。更具体地，风扇104可以包括风扇转子112和联接到风扇转子112的多个风扇叶片114(示出一个)。在这方面，风扇叶片114周向间隔开并且从风扇转子112径向向外延伸。此外，lp线轴106和hp线轴108沿着轴向中心线102定位在风扇104的下游。如图所示，lp线轴106可旋转地联接到风扇转子112，从而允许lp线轴106旋转风扇114。另外，多个出口导向轮叶或柱116彼此周向间隔开，并在围绕lp线轴106和hp线轴108的外壳118和机舱110之间径向延伸。这样，柱116相对于外壳118支撑机舱110，使得外壳118和机舱110限定位于它们之间的旁路气流通道120。
33.外壳118通常以串行流动顺序围绕或包围压缩机区段122、燃烧区段124、涡轮区段126和排气区段128。例如，在一些实施例中，压缩机区段122可以包括lp线轴106的低压(lp)压缩机130和hp线轴108的高压(hp)压缩机132，高压(hp)压缩机132沿着轴向中心线102定位在lp压缩机130的下游。每个压缩机130、132可依次包括与一排或多排压缩机转子叶片136相互交叉的一排或多排定子轮叶134。此外，在一些实施例中，涡轮区段126包括hp线轴108的高压(hp)涡轮138和lp线轴106的低压(lp)涡轮140，低压(lp)涡轮140沿着轴向中心线102定位在hp涡轮138的下游。每个涡轮138、140可依次包括与一排或多排涡轮转子叶片144相互交叉的一排或多排定子轮叶142。
34.另外，lp线轴106包括低压(lp)轴146，hp线轴108包括围绕lp轴146同心地定位的高压(hp)轴148。在这样的实施例中，hp轴148可旋转联接hp涡轮138的转子叶片144和hp压缩机132的转子叶片136，使得hp涡轮转子叶片144的旋转可旋转地驱动hp压缩机转子叶片136。如图所示，lp轴146直接联接到lp涡轮140的转子叶片144和lp压缩机130的转子叶片136。此外，lp轴146经由齿轮箱150联接到风扇104。在这方面，lp涡轮转子叶片144的旋转可旋转地驱动lp压缩机转子叶片136和风扇叶片114。
35.在几个实施例中，发动机100可产生推力以推进飞行器。更具体地，在操作期间，空气(由箭头152指示)进入发动机100的入口部分154。风扇104将空气152的第一部分(箭头156所示)供给到旁路气流通道120，并将空气152的第二部分(箭头158所示)供给到压缩机区段122。空气152的第二部分158首先流过lp压缩机130，其中转子叶片136在那里逐渐压缩空气152的第二部分158。接着，空气152的第二部分158流过hp压缩机132，其中转子叶片136在那里继续逐渐压缩空气152的第二部分158。压缩的空气152的第二部分158随后被输送到燃烧区段124。在燃烧区段124中，空气152的第二部分158与燃料混合并燃烧以产生高温高压燃烧气体160。此后，燃烧气体160流过hp涡轮138，其中hp涡轮转子叶片144从中提取第一部分动能和/或热能。所述能量提取使hp轴148旋转，从而驱动hp压缩机132。然后燃烧气体160流过lp涡轮140，其中lp涡轮转子叶片144从中提取第二部分动能和/或热能。所述能量提取使lp轴146旋转，从而经由齿轮箱150驱动lp压缩机130和风扇104。然后燃烧气体160通过排气区段128离开发动机100。
36.上述和图2中所示的燃气涡轮发动机100的配置仅设置为将本主题放置在示例性
使用领域中。因此，本主题可以容易地适应任何方式的燃气涡轮发动机配置，包括其他类型的基于航空的燃气涡轮发动机、基于船舶的燃气涡轮发动机和/或基于陆上/工业的燃气涡轮发动机。
37.图3是用于冷却飞行器部件的系统200的一个实施例的示意图。一般来说，系统200将在图1中描述和示出的飞行器10和图2中描述和示出的燃气涡轮发动机100的上下文中讨论。然而，所公开的系统200可以用具有任何其他适当配置的任何飞行器和/或具有任何其他适当配置的任何燃气涡轮发动机来实现。
38.在几个实施例中，系统200可以向热负载202供应冷却空气。通常，热负载202是系统200向其供应冷却空气的部件。在一些实施例中，热负载202可对应于飞行器10的一个或多个部件，诸如一个或多个发电机、电子部件(例如，一个或多个导航装置、通信装置、发动机控制器等)等。然而，系统200可被配置为向任何合适的非飞行器/航空部件供应冷却空气。
39.如图所示，系统200包括被配置成产生冷却空气流的各种部件。在几个实施例中，系统200包括压缩机204；热交换器206；以及第一涡轮208和第二涡轮210。更具体地，压缩机204被构造成接收从燃气涡轮发动机100排出的空气并压缩所接收的空气。热交换器206被构造成接收来自压缩机204的压缩空气并冷却压缩空气。此外，涡轮208、210被构造成接收来自热交换器206的冷却空气。随着冷却空气流过涡轮208、210，冷却空气膨胀，从而进一步冷却膨胀空气。在所示实施例中，系统200包括一个压缩机和两个涡轮。然而，在替代实施例中，系统200可以包括任何其他合适数量的压缩机和/或涡轮。另外，压缩机204和涡轮208、210形成辅助涡轮机212，即不用于为飞行器10产生推力的涡轮机。
40.此外，系统200可包括被构造成冷却或调节由压缩机204产生的压缩空气的附加部件。具体地，在几个实施例中，系统200包括再热器214、冷凝器216和水分离器218。然而，在替代实施例中，系统200可以包括任何其他合适的部件，例如阀、附加热交换器等。
41.此外，系统200包括位于涡轮208、210下游的除霜器220。更具体地，除霜器220被配置为接收来自涡轮208、210的膨胀空气。在这方面，随着膨胀空气流过除霜器220，除霜器220被构造成捕获膨胀空气中存在的冻结颗粒物。例如，这种冻结颗粒可以包括冻结二氧化碳、冻结碳氢化合物、冰和/或类似物。另外，如下面将描述的，来自热交换器206的冷却空气的至少一部分被引导到除霜器220以熔化捕获的冻结颗粒物。也就是说，热量从冷却空气传递到冻结颗粒物以促进这种熔化。
42.如上所述，系统200被配置为向热负载202供应冷却空气。更具体地，在操作期间，压缩机204接收从燃气涡轮发动机100排出的空气(由箭头222指示)。例如，这种空气222可以从发动机100的压缩机区段122排出。随着空气222流过压缩机204，其中的一个或多个转子叶片(未示出)压缩所接收的空气222。然后，压缩空气离开压缩机204并流经管道224流向热交换器206。热交换器206继而通过将热从压缩空气传递到另一流体(诸如超临界二氧化碳或被供应到发动机100的燃料)来冷却压缩空气。此后，离开热交换器206的冷却空气通过管道226流向除霜器220。如下所述，冷却空气熔化由除霜器220捕获的任何冻结颗粒物。
43.在一些实施例中，在流过除霜器220之后，冷却空气在被供应到第一涡轮208之前被进一步冷却。更具体地说，如图所示，离开除霜器220的冷却空气流过管道228流向再热器214。在流过再热器214之后，冷却空气流过管道230流向冷凝器216，然后流过管道232从冷
凝器216流向水分离器218。水分离器218通过任何合适的气液分离过程从冷却空气中除去水分(例如，水或水和空气的混合物)。在去除水分之后，干燥的冷却空气流经管道234流向再热器214，而除去的水分流经管道236流向排水管238。再热器214又在通过其的两股冷却空气流之间传递热量。特别地，热量从从除霜器220流过再热器214的潮湿的冷却空气传递到从水分离器218流过再热器214的干燥的冷却空气。这种热传递进一步冷却来自除霜器220的潮湿的空气流，同时加热来自水分离器218的干燥的冷却空气流使冷却空气中仍然存在的任何水汽化。此后，干燥的冷却空气离开再热器214并通过管道240流向第一涡轮208。
44.此外，干燥的冷却空气在流过涡轮208、210的同时膨胀，从而进一步冷却空气。更具体地，在一些实施例中，随着干燥的冷却空气流过第一涡轮208，干燥的冷却空气膨胀并进一步被冷却。膨胀空气然后离开第一涡轮208并流过管道242流向冷凝器216。在这方面，冷凝器216在通过其的两股冷却空气流之间传递热量。特别地，热量从从再热器214流过冷凝器216的潮湿的冷却空气传递到从第一涡轮208流过冷凝器216的膨胀空气。这种热传递进一步冷却来自再热器214的潮湿的冷却空气流，同时加热来自第一涡轮208的膨胀空气流。接下来，膨胀空气离开冷凝器216并流过管道244流向第二涡轮210。随着空气流过第二涡轮210，空气进一步膨胀并冷却。通过涡轮208、210的空气的膨胀使其中的转子叶片(未示出)旋转，转子叶片可旋转地驱动压缩机204内的转子叶片。此后，膨胀空气离开第二涡轮210并在被供应到热负载202用于冷却之前流过管道246流向除霜器220。
45.图3和图4示了除霜器220的一个实施例。如图所示，在几个实施例中，除霜器220被构造为热交换器。在这些实施例中，除霜器220包括冷却空气流动路径248和膨胀空气路径250。具体地，在图示的实施例中，冷却空气路径248包括多个管252，来自热交换器206的冷却空气(在图中由箭头254表示)流过多个管252。此外，在图示的实施例中，除霜器220包括第一和第二通道256、258，来自第二涡轮210的膨胀空气(在图中由箭头260表示)流过第一和第二通道256、258。在这方面，管252延伸穿过通道256、268。因此，在膨胀空气260内存在的冻结颗粒物被捕获在管252上或管252之间。流过管252的冷却空气254熔化捕获的冻结颗粒，然后这些冻结颗粒从除霜器220中掉出并流过管道262流向排水管238。虽然图示了三个管252和两个通道256、258，但是除霜器220可以包括多于或少于两个通道和/或多于或少于三个管。另外，在替代实施例中，除霜器220可被构造为筛网或能够捕获流过除霜器220的膨胀空气中存在的冻结颗粒物的任何其他合适的装置或结构。此外，除霜器220可与热负载202或热负载热交换器(未示出)集成。
46.再次参考图3，在其中除霜器220包括来自第二涡轮210的膨胀空气可流过的多个通道的实施例中，系统200还可包括多个阀264、266。这些阀264、262位于除霜器220的下游和热负载202的上游。例如，在所示实施例中，系统200可包括与除霜器220的第一通道256串联流体联接的第一阀264。另外，在所示实施例中，系统200可包括与除霜器220的第二通道258串联流体联接的第二阀266。在这方面，当第一阀264关闭时，来自第二涡轮210的膨胀空气通过除霜器220的第二通道258流向热负载202。相反，当第二阀266关闭时，来自第二涡轮210的膨胀空气通过除霜器220的第一通道256流向热负载202。因此，在这些实施例中，从第二涡轮210到热负载202的膨胀空气的流动可以在除霜器220的不同通道之间切换。例如，当除霜器220的一个通道被冻结颗粒物堵塞时，通过控制阀254、256膨胀空气的流动可切换到除霜器220的另一通道，以留出时间让堵塞的颗粒物熔化，。在一个实施例中，阀264、266可
以组合成单个切换/分流阀。
47.图5是用于冷却飞行器部件的系统200的另一实施例的示意图。与图3所示的实施例类似，图5所示的系统200的实施例包括压缩机204；热交换器206；第一和第二涡轮208、210；和除霜器220。此外，与图3所示的实施例类似，在图5所示的系统200的实施例中，离开热交换器206的冷却空气被供应到除霜器220，以熔化在其中捕获的冻结颗粒物。然而，与图3所示的实施例不同，图5所示的系统200的实施例包括阀268和管道270、272。通常，阀268被构造成控制从热交换器206到除霜器220的冷却空气的流动。具体地，阀268可在来自热交换器206的冷却空气流过除霜器220的第一位置和来自热交换器206的冷却空气绕过除霜器220的第二位置之间移动。这样，在操作中，离开热交换器206的冷却空气通过管道226流向阀268。当阀268位于第一位置时，冷却空气通过管道270流向除霜器220。相反，当阀268位于第二位置时，冷却空气通过管道272流向管道228。在这种情况下，冷却空气绕过除霜器220并直接流向再热器214。可选地，阀268可以是分流阀，或者管道270的尺寸可以使得仅来自管道226的流的一部分被引导到除霜器220并且在所述流进入再热器228之前重新连接离开热交换器206的流。
48.另外，在几个实施例中，系统200包括第一压力传感器274和第二压力传感器276。更具体地，第一压力传感器274被配置为捕获指示除霜器220上游(例如，在管道246内)的膨胀空气的压力的数据。此外，第二压力传感器276被配置为捕获指示除霜器220下游和热负载202上游的膨胀空气的压力的数据。在这方面，第一和第二压力传感器274、276可对应于用于捕获指示膨胀空气的压力的数据的任何合适的装置，例如压阻应变计、电磁压力传感器等。
49.此外，在几个实施例中，系统200包括计算系统278，计算系统278通信联接到系统200的一个或多个部件以允许计算系统278电子地或自动地控制这些部件的操作。例如，计算系统278可以经由通信链路280通信联接到压力传感器274、276。在这方面，计算系统278可被配置成接收指示除霜器220的上游和下游的膨胀空气的压力的数据。此外，计算系统278可以经由通信链路280通信联接到阀268。这样，计算系统278可被配置成基于所接收的压力传感器数据来控制阀268的操作以控制从热交换器206到除霜器220的冷却空气的流动。另外，计算系统278可以经由通信链路280通信联接到系统的任何其他适当部件。
50.通常，计算系统278可以包括一个或多个基于处理器的设备，例如给定控制器或计算设备或控制器或计算设备的任何适当组合。因此，在几个实施例中，计算系统278可以包括一个或多个处理器282和配置成执行各种计算机实现的功能的相关联的存储器设备284。如本文所使用的，术语“处理器”不仅指本领域中指包括在计算机中的集成电路，还指控制器、微控制器、微计算机、可编程逻辑电路(plc)、专用集成电路和其他可编程电路。另外，计算系统278的存储器设备284通常可以包括存储元件，所述存储元件包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器ram)、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、软盘、光盘只读存储器(cd-rom)、磁光盘(mod)、数字多功能盘(dvd)和/或其它合适的存储器元件。这种存储器设备284通常可以被配置成存储适当的计算机可读指令，当由处理器282实现时，所述计算机可读指令将计算系统278配置成执行各种计算机实现的功能，诸如本文将描述的方法和算法的一个或多个方面。此外，计算系统278还可以包括各种其它合适的部件，诸如通信电路或模块、一个或多个输入/输出信道、数据/控制总线等。
51.计算系统278的各种功能可以由基于单个处理器的设备执行，或者可以分布在任意数量的基于处理器的设备上。在这种情况下，这种基于处理器的设备可以构成计算系统278的一部分。例如，计算系统278的功能可以分布在多个特定于应用的控制器上，例如发动机控制器、导航控制器、通信控制器等。
52.在几个实施例中，计算系统278被配置成基于由第一压力传感器274和第二压力传感器276捕获的数据来确定除霜器220两端的压差。更具体地，在系统200的操作期间，计算系统278被配置为接收由压力传感器274、276捕获的数据(例如，经由通信链路280)。计算系统278被配置成处理/分析所接收的传感器数据以确定除霜器220的上游和下游的膨胀空气的压力。例如，计算系统278可以包括存储在其存储器设备284内的适当查找表，所述查找表将所接收的压力数据分别与膨胀空气的压力相关联。此后，计算系统278可以确定上游压力和下游压力之间的差。
53.此外，在几个实施例中，计算系统278被配置成基于由第一压力传感器和第二压力传感器捕获的数据来控制阀268的操作。更具体地，计算系统278被配置为将所确定的压差与阈值进行比较。通常，当所确定的压差超过阈值时，除霜器220可部分地或完全地被冻结颗粒物堵塞。在这种情况下，计算系统278控制阀268的操作，使得阀268处于其第一位置。这又引导离开热交换器206的冷却空气流过除霜器220，从而熔化冻结颗粒物并解堵除霜器220。相反，当所确定的压差低于阈值时，可能不需要来自热交换器206的冷却空气流过除霜器220。在这种情况下，环境空气可足以熔化由除霜器220捕获的冻结颗粒物。因此，在这种情况下，计算系统278控制阀268的操作，使得阀268处于其第二位置。这又引导离开热交换器206的冷却空气绕过除霜器220并直接流向再热器214。
54.图6是用于冷却飞行器部件的系统200的另一实施例的示意图。类似于图3和图5中所示的实施例，图6中所示的所述系统200的实施例包括压缩机204；热交换器206；第一和第二涡轮208、210；再热器214；和除霜器220。然而，与图3和图5中所示的实施例不同，在图6所示的系统200的实施例中，离开热交换器206的潮湿的冷却空气通过管道286直接流向再热器214。在流过再热器214之后，潮湿的冷却空气通过冷凝器216流向水分离器218。如上所述，水分离器218从流过其中的冷却空气中除去湿气。在去除水分之后，干燥的冷却空气流回通过再热器214，然后流向第一涡轮208。
55.由水分离器218从冷却空气中除去的水分然后被引导至除霜器220以熔化由此捕获的任何捕获的冻结颗粒物。具体地，在几个实施例中，被除去的水分通过管道288流向再热器214(更具体地，流向再热器214的单独通路，而不是离开水分离器218的干燥的冷却空气)。在这方面，再热器214将热量从从除霜器220流过再热器214的潮湿的冷却空气传递到从水分离器218流过再热器214的干燥的冷却空气和从水分离器218流过再热器214的分离水分。然后被加热的水分流经管道290流向除霜器220。因此，加热的水分流过除霜器220并熔化任何捕获的冻结颗粒物。此后，水分和熔化的颗粒物流经管道262流向排水管238。
56.图7是用于冷却飞行器部件的系统200的又一实施例的示意图。与图6所示的实施例类似，图7所示的系统200的实施例包括压缩机204；热交换器206；第一和第二涡轮208、210；再热器214；水分离器218；和除霜器220。此外，与图6所示的实施例类似，在图7所示的系统200的实施例中，由水分离器218从冷却空气中除去的水分被引导至除霜器220，以熔化由此捕获的任何捕获的冻结颗粒物。然而，与图6所示的实施例不同，在图7所示的系统200
的实施例中，水分在到达除霜器220之前流过热交换器206。具体地，在几个实施例中，被除去的水分流过管道292流向热交换器206。在这方面，热交换器206将来自流过热交换器206的压缩空气的热量从压缩机204传递到来自水分离器218的流过热交换器206的水分。然后被加热的水分流过管道294流向除霜器220。因此，加热的水分流过除霜器220并熔化任何捕获的冻结颗粒物。此后，水分和熔化的颗粒物流过管道262流向排水管238。
57.图8是用于冷却飞行器部件的系统200的又一实施例的示意图。类似于图6和图7中所示的实施例，图8中所示的系统200的实施例包括压缩机204；热交换器206；第一和第二涡轮208、210；再热器214；水分离器218；和除霜器220。此外，类似于图6和图7中所示的实施例，在图8所示的系统200的实施例中，由水分离器218从冷却空气中除去的水分被引导至除霜器220，以熔化由此捕获的任何捕获的冻结颗粒物。
58.然而，与图6和图7中所示的实施例不同，在图8所示的系统200的实施例中，水分在到达除霜器220之前流过蒸发器296。具体地，在几个实施例中，蒸发器296位于热交换器206的下游和再热器214的上游。在这方面，离开热交换器206的冷却空气流过管道298、300流向蒸发器296。在流过蒸发器296之后，冷却空气流过管道302流向再热器214。此外，由水分离器218除去的水分流过管道304流向蒸发器296。在这方面，蒸发器296将来自流过蒸发器296的冷却空气的热量从压缩机204传递到来自水分离器218的流过热交换器206的水分。然后被加热的水分流过管道306流向除霜器220。因此，被加热的水分流过除霜器220并熔化任何捕获的冻结颗粒物。此后，水分和熔化的颗粒物流过管道262流向排水管238。
59.另外，在几个实施例中，系统200包括阀308，阀308被构造成控制从压缩机204到蒸发器296的压缩空气的流动。在这些实施例中，阀308位于热交换器206的下游和蒸发器296的上游。在这方面，阀308可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，来自热交换器206的冷却空气流过蒸发器296和再热器214，在第二位置，来自热交换器206的冷却空气绕过蒸发器296、再热器214、冷凝器216的一侧和水分离器218(基本上是系统200的水分控制回路)。这样，在操作中，离开热交换器206的冷却空气流过管道298流向阀308。当阀308处于第一位置时，冷却空气流过管道300流向蒸发器296，然后流过管道302流向再热器214。相反，当阀308处于第二位置时，冷却空气流过管道310流向管道240。在这种情况下，冷却空气绕过蒸发器296和再热器214并直接流向第一涡轮208。
60.图9是用于冷却飞行器部件的方法400的一个实施例的流程图。一般而言，将参照上述描述和图3-8的示出的系统200来描述方法400。然而，所公开的方法400可以在具有任何其他适当系统配置的任何系统内实现。此外，尽管为了说明和讨论的目的，图9描绘了以特定顺序执行的步骤，但是本文讨论的方法不限于任何特定顺序或布置。本领域技术人员将理解，使用本文提供的公开内容，可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或适配本文公开的方法的各种步骤，而不偏离本公开的范围。
61.如图9所示，在(402)处，方法400包括利用计算系统接收指示除霜器上游的膨胀空气的压力和除霜器下游的膨胀空气的压力的数据。例如，如上所述，计算系统278可以被配置为经由通信链路280从第一压力传感器274和第二压力传感器276接收数据。这样的数据又指示除霜器220的上游和下游的膨胀空气的压力。
62.另外，在(404)处，方法400包括利用计算系统基于所接收的数据确定除霜器两端的压差。例如，如上所述，计算系统234可被配置成基于所接收的数据确定除霜器220两端的
压差。
63.此外，如图9所示，在(406)处，当确定的压差超过阈值时，方法400包括利用计算系统控制阀的操作，使得来自热交换器的冷却空气流过除霜器。例如，如上所述，当所确定的压差超过阈值时，计算系统278可构造成控制阀268的操作，使得来自热交换器206的冷却空气流过除霜器220。
64.此外，在(408)处，当所确定的压差低于阈值时，方法400包括利用计算系统控制阀的操作，例如来自热交换器的冷却空气绕过除霜器。例如，如上所述，当所确定的压差低于阈值时，计算系统278可被配置为控制阀268的操作，使得来自热交换器206的冷却空气绕过除霜器220。
65.所述书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其它示例包括与权利要求书的文字语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的文字语言没有实质性差异的的等效结构元件，则这些其它示例旨在在权利要求书的范围内。
66.本发明的其它方面由以下条款的主题提供：
67.一种用于冷却飞行器部件的系统，所述系统包括：压缩机，所述压缩机被构造成接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气；热交换器，所述热交换器被构造成接收来自所述压缩机的压缩空气并冷却所述压缩空气；涡轮，所述涡轮被构造成接收来自所述热交换器的冷却空气，随着所述冷却空气流过所述涡轮所述冷却空气膨胀；以及除霜器，所述除霜器被构造成接收来自所述涡轮的膨胀空气，所述除霜器进一步构被造成从所述膨胀空气捕获冻结颗粒物，其中，来自所述热交换器的所述冷却空气的至少一部分被引导至所述除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
68.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：排水管，所述排水管被构造成接收来自所述除霜器的熔化的颗粒物。
69.这些条款中的一个或多个条款的系统，其中：所述热交换器对应于第一热交换器；所述除霜器对应于第二热交换器，所述第二热交换器被构造成将热量从被引导至所述除霜器的所述冷却空气传递到捕获的冻结颗粒物。
70.这些条款中的一个或多个条款的系统，其中，所述热交换器限定第一通道和第二通道，来自所述涡轮的所述膨胀空气在流动到热负载之前流过所述第一通道和所述第二通道。
71.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：第一阀和第二阀，所述第一阀和所述第二阀分别位于所述热交换器的所述第一通道和所述第二通道的下游并与所述第一通道和所述第二通道串联，所述第一阀和所述第二阀进一步位于所述热负载的上游。
72.这些条款中的一个或多个条款的系统，其中：当所述第一阀关闭时，所述膨胀空气流过所述热交换器的所述第二通道；当所述第二阀关闭时，所述膨胀空气流过所述热交换器的所述第一通道。
73.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：再热器，所述再热器位于所述涡轮上游，其中，离开所述热交换器的所述冷却空气在流过所述再热器之前流过所述除霜
器。
74.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：阀，所述阀被构造成控制所述冷却空气到所述除霜器的流动。
75.这些条款中的一个或多个条款的系统，其中，所述阀在来自所述热交换器的所述冷却空气的一部分流过所述除霜器的第一位置和来自所述热交换器的所述冷却空气绕过所述除霜器的第二位置之间能够移动。
76.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：第一压力传感器，第一压力传感器被狗造成捕获指示所述除霜器上游的所述膨胀空气的压力的数据；以及第二压力传感器，第二压力传感器被构造成捕获指示所述除霜器下游的所述膨胀空气的压力的数据。
77.这些条款中的一个或多个条款的系统，进一步包括：计算系统，所述计算系统通信联接到所述第一压力传感器和所述第二压力传感器，所述计算系统被构造成基于由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器捕获的数据来控制所述阀的操作。
78.这些条款中的一个或多个条款的系统，其中，当控制所述阀的操作时，所述计算系统被构造成：基于由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器捕获的数据确定所述除霜器两端的压差；当所确定的压差超过阈值时，控制所述阀的操作使得所述阀处于所述第一位置；以及当所确定的压差低于阈值时，控制所述阀的操作使得所述阀处于所述第二位置。
79.一种飞行器，包括：机身；一对机翼，所述一对机翼从机身向外延伸；燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机被构造成产生推力以推进所述飞行器；压缩机，所述所压机被构造成接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气；热交换器，所述热交换器被构造成接收来自所述压缩机接收压缩空气并冷却所述压缩空气；涡轮，所述涡轮被构造成接收来自所述热交换器的冷却空气，随着所述冷却空气流过所述涡轮所述冷却空气膨胀；以及除霜器，所述除霜器被构造成接收来自所述涡轮的膨胀空气，所述除霜器进一步构造成从所述膨胀空气捕获冻结颗粒物，其中，来自所述热交换器的冷却空气的至少一部分被引导至所述除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
80.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，进一步包括：热负载，其中，离开所述除霜器的空气被引导至所述热负载。
81.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，进一步包括：排水管，所述排水管被构造成接收来自所述除霜器的熔化的颗粒物。
82.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，其中：所述热交换器对应于第一热交换器；所述除霜器对应于第二热交换器，所述第二热交换器被构造成将热量从被引导至所述除霜器的所述冷却空气传递到捕获的冻结颗粒物。
83.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，其中所述热交换器限定第一通道和第二通道，来自所述涡轮的所述膨胀空气在流动到所述热负载之前流过所述第一通道和所述第二通道。
84.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，进一步包括：第一阀和第二阀，所述第一阀和所述第二阀分别位于所述热交换器的所述第一通道和所述第二通道的下游并与所述第一通道和所述第二通道串联，所述第一阀和所述第二阀进一步位于所述热负载的上游。
85.这些条款中的一个或多个条款的飞行器，其中：当所述第一阀关闭时，所述膨胀空气流过所述热交换器的所述第二通道；当所述第二阀关闭时，所述膨胀空气流过所述热交
换器的所述第一通道。
86.一种用于冷却飞行器的部件的方法，所述飞行器包括被构造成压缩空气的压缩机、被构造成冷却压缩空气的热交换器、冷却空气在其中膨胀的涡轮、以及被构造成从膨胀空气捕获冻结颗粒物的除霜器，所述方法包括：利用计算系统接收指示所述除霜器上游的所述膨胀空气的压力和所述除霜器下游的所述膨胀空气的压力的数据；基于所接收的数据，利用所述计算系统确定所述除霜器两端的压差；当所确定的压差超过阈值时，利用所述计算系统控制阀的操作，使得来自所述热交换器的所述冷却空气流过所述除霜器；以及当所确定的压差低于阈值时，利用所述计算系统控制所述阀的操作，使得来自所述热交换器的所述冷却空气绕过所述除霜器。