[发明专利]具有安装在飞机尾部区域中的冷却系统的飞机尾部区域

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有安装在飞机尾部区域中的冷却系统的飞机尾部区域，以及一种操作安装在该飞机尾部区域中的冷却系统的方法。

背景技术

燃料电池系统使得能够以低排放和高效率来产生电流。因此目前致力于在各种移动应用中，例如在汽车工程或航空中，使用燃料电池系统来产生电能。例如，在飞机中，用燃料电池系统取代目前用于机载电源并由主发动机或辅助动力单元（APU）驱动的发电机是可行的。燃料电池系统还可以被用于飞机上的紧急电源，并取代直到现在还在作为紧急动力单元使用的冲压空气涡轮（RAT）。

除了电能，燃料电池在操作中还产生热能，必须使用冷却系统从燃料电池除去热能，以防止燃料电池过热。在飞机上使用的，例如用于机载电源的燃料电池必须被设计为使得它能够实现对电能的高需求。然而，从产生电能的角度看大功率的燃料电池还产生大量的热能，因此具有高的冷却需求。此外，在飞机上还提供了许多另外的技术设备，这些技术设备产生热量并且必须被冷却以确保安全运行。这些技术设备包括例如飞机的空调单元或电子控制部件。

当前使用的飞机冷却系统包括空气入口开口，空气入口开口通常被提供在飞机外蒙皮的区域中，并且空气入口开口例如可以是冲压空气入口的形式，并且被用来将环境空气作为冷却剂传送进飞机冷却系统中。通过接收来自飞机上要被冷却的设备的热而被加热的冷却空气通常通过空气出口开口被运送回环境中，空气出口开口也被提供在飞机外蒙皮的区域中。然而，形成在飞机外蒙皮中的空气入口开口和空气出口开口增加了空气阻力，因此增加了飞机的燃料消耗。此外，经由冲压空气入口供应冷却空气的飞机冷却系统具有高的压力损失、除了别的因素之外由通过该冲压空气入口的最大进入空气体积流量限制的冷却能量，并具有相对大的重量。

从WO2010/105744A2知晓一种飞机冷却系统，该飞机冷却系统适于冷却燃料电池系统并包括具有环境空气可以流动通过的冷却剂通道的冷却器。冷却剂通道被形成在冷却器的基体中，当冷却器被安装在飞机上时，冷却器的外表面形成飞机外蒙皮的外表面。相比之下，当冷却器被安装在飞机上时，基体的内表面形成飞机外蒙皮的内表面。在装备该冷却系统的飞机的飞行操作中，通过形成在冷却器的基体中的冷却剂通道的冷却剂流动被控制，使得冷却剂在基体的外表面的区域中进入形成在基体中的冷却剂通道，并在基体的内表面的区域中离开形成在基体中的冷却剂通道。冷却空气通过形成在飞机的横梁（transom）的区域中的开口被运送出飞机。相比之下，在飞机的地面操作中，冷却剂流动被控制，使得冷却空气通过形成在飞机的横梁区域中的开口被输入。然后，冷却空气从基体的内表面在朝向基体的外表面的方向上流动通过形成在冷却器的基体中的冷却剂通道。

发明内容

本发明基于提供安装有节能飞机冷却系统的飞机尾部区域的目的，该节能飞机冷却系统可以以低噪音操作，并且还适于从飞机上的发热设备，例如从燃料电池系统带走大量热负载。本发明还基于提供操作安装在飞机尾部区域的这种飞机冷却系统的方法的目的。

该目的通过具有权利要求1的特征的飞机尾部区域和具有权利要求10的特征的操作安装在飞机尾部区域的飞机冷却系统的方法来实现。

根据本发明的飞机尾部区域包括安装在飞机尾部区域中的冷却系统，该冷却系统具有形成飞机尾部区域的外蒙皮的一部分的冷却器。优选地，冷却器被布置在飞机尾部区域的下壳区域中，在飞机尾部区域的操作中，所述下壳区域面向地面。冷却器具有使得能够将冷却器用作飞机外蒙皮部分的形状、尺寸和结构特性。特别地，冷却器由使得能够将冷却器用作飞机外蒙皮部分的材料构成。例如，冷却器的主体可由金属或塑料材料构成，特别是由纤维增强塑料材料构成。冷却器优选被可拆卸地安装，这意味着冷却器优选地被安装在相应的支撑元件上，例如飞机结构的部件，和/或被固定到飞机外蒙皮的与冷却器相邻的部分，从而冷却器可以从其位置上相对容易地拆下。以这种方式，可以出于更换或维护目的而方便地接近布置在飞机尾部区域内的部件。因此不必安装使得能够接近飞机尾部区域的内部的另外的通道门。这使得可以实现另外的重量减轻。