用于冷却飞行器部件的系统和方法与流程

1.本公开一般涉及冷却系统和方法，更具体地，涉及一种用于冷却飞行器部件的系统和方法。


背景技术：

2.飞行器一般来说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)，冷却空气流，并将冷却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湿气冻结并形成冰。因此，许多飞行器部件冷却系统包括水分离器。水分离器转而在空气达到低于冰点的温度之前从空气中去除湿气，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/或残余烃冻结。与冰一样，冻结的二氧化碳和烃可导致被冷却的部件的磨损增加或堵塞诸如热交换器的部件中的流动通道。然而，目前的湿度控制系统利用冷凝器和分离器来去除膨胀涡轮上游的水。然而，在湿度控制系统下游的冷却涡轮中产生足够冷得沉淀二氧化碳和烃的温度。因此，目前湿度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烃颗粒的影响。
4.因此，用于冷却飞行器部件的改进的系统和方法在该技术中将是受欢迎的。


技术实现要素：

5.本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本文公开的实践来学习。
6.在一个方面，本主题涉及一种用于冷却飞行器组件的系统。该系统包括压缩机，该压缩机配置为接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩接收的空气。另外，该系统包括水分离器，该水分离器配置为接收来自压缩机的压缩空气并从该压缩空气中去除湿气以干燥压缩空气。此外，该系统包括涡轮，该涡轮配置为接收来自热交换器的干燥空气，其中当干燥空气流经涡轮时该干燥空气膨胀。此外，系统包括除霜器，除霜器配置为接收来自涡轮的膨胀空气，除霜器进一步配置为捕获来自该膨胀空气的冻结颗粒物。因此，由水分离器从压缩空气中去除的湿气被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
7.在另一方面，本主题指向一种飞行器。飞行器包括机身、从该机身向外延伸的一对机翼以及配置为产生推力以推进飞行器的燃气涡轮发动机。另外，飞行器包括压缩机，压缩机配置为接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩接收的空气。此外，飞行器包括水分离器，水分离器配置为接收来自压缩机的压缩空气并从所接收的压缩空气中去除湿气以干燥压缩空气。此外，飞行器包括涡轮，该涡轮配置为接收来自热交换器的干燥空气，其中当干燥空气流经涡轮时该干燥空气膨胀。此外，飞行器包括除霜器，该除霜器配置为接收来自涡轮的膨胀空气，其中除霜器进一步配置为捕获来自该膨胀空气冻结颗粒物。在这方面，由水
分离器从压缩空气中去除的湿气被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
8.参考以下描述和所附权利要求，本公开的这些和其他特征、方面以及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图示了本公开的各个方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
附图说明
9.在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且使能的公开，包括其最佳模式，其涉及附图，附图中：
10.图1是飞行器的一个实施例的侧视图；
11.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；
12.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；
13.图4是图3所示系统的除霜器的一个实施例的示意图；
14.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；
15.图6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7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8是用于冷却飞行器部件的系统的又一实施例的示意图；以及
18.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。
19.在本说明书和附图中重复使用参考符号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
20.现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释本发明而不是限制本发明来提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明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又一个实施例。因此，本发明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。
21.如本技术所使用的，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。
22.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”是指流体流到其的方向。
23.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”在一般来说低于“高压涡轮”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极佳程度。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。
24.一般而言，本主题涉及一种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、水分离器以及涡轮。更具体地，压缩机配置为接收从飞行器的燃气涡轮发动机(例如，压缩机区段)排出的空气并压缩接收空气。水分离器配置为接收来自压缩机的压缩空气并去除来自压缩空气中的湿气以干燥压缩空气。例如，水分离器可以使用任何合适的气液分离过程来干燥接收空气。此外，
涡轮配置为接收来自水分离器的所干燥的空气。当干燥空气通过涡轮时，干燥空气膨胀，从而进一步冷却膨胀空气。
25.另外，所公开的系统包括位于涡轮下游的除霜器。一般来说，除霜器被配置为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、烃和/或类似物)。在这方面，由水分离器从压缩空气中去除的湿气被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。在一些实施例中，在去除的湿气流到除霜器之前将其加热。例如，在这些实施例中，在流到除霜器之前，去除的湿气可流经热交换器、蒸发器或再加热器。然后膨胀的空气流到飞行器部件(例如发电机)，而熔化的颗粒物流出除霜器流到排水器。
26.该除霜器提供一个或多个技术优势。如上所述，二氧化碳和烃可以在由许多用于飞行器部件的冷却系统产生的冷却空气内冻结。这种冻结的二氧化碳和烃可导致被冷却的飞行器部件的磨损增加。此外，如上所述，二氧化碳和烃不能由水分离器去除。在这方面，所公开的系统包括除霜器，该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烃。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，足够冷得冻结二氧化碳和烃的空气)供应到飞行器部件。
27.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支撑在每个机翼上，以在飞行期间通过空气推动飞行器。另外，如图所示，飞行器10包括竖直稳定器16和一对水平稳定器18(图中示出一个)。然而，在可选实施例中，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。
28.此外，飞行器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)和/或类似物。在这方面，如下面将描述的，系统200被配置为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，在可选实施例中，系统200可被配置为冷却飞行器10的任何其他合适部件。
29.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。
30.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，在可选实施例中，发动机100可以配置为螺旋桨式发动机、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。
31.一般来说，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和联接到该风扇转子112的多个风扇叶片114(示出一个)。在这方面，风扇叶片114周向间隔开并且从该风扇转子112径向向外延伸。此外，lp线轴和hp线轴106、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旋转该风扇114。另外，多个出口导向轮叶或支柱116彼此周向间隔开，并在围绕lp线轴和hp线轴106、108的外壳体118以及机舱110之间径向延伸。这样，支柱116相对于外壳体118支撑该机舱110，使得外壳体118和机舱110限定位于其之间的旁路气流通道120。
32.该外壳体118一般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以及排气区段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，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可转而包括与一排或多排压缩机转子叶片136交错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，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可转而包括与一排或多排涡轮转子叶片144交错的一排或多排定子轮叶142。
33.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可旋转地联接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。
34.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所示)进入发动机100的入口部分154。该风扇104将空气152的第一部分(由箭头156所示)供给到旁路气流通道120，并将空气152的第二部分(由箭头158所示)供给到压缩机区段122。空气152的第二部分158首先流经lp压缩机130，其中转子叶片136逐渐压缩空气152的第二部分158。接着，空气152的第二部分158流经hp压缩机132，其中转子叶片136继续逐渐压缩空气152的第二部分158。空气152的压缩的第二部分158随后被输送至燃烧区段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和高压燃烧气体160。此后，燃烧气体160流经hp涡轮138，其中，hp涡轮转子叶片144从中提取动能和/或热能的第一部分。该能量提取使hp轴148旋转，从而驱动hp压缩机132。然后燃烧气体160流经lp涡轮140，其中lp涡轮转子叶片144从中提取动力和/或热能的第二部分。该能量提取使lp轴146旋转，从而经由该齿轮箱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。
35.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，包括其他类型的航空用燃气涡轮发动机、船舶用燃气涡轮发动机和/或陆地用/工业用燃气涡轮发动机。
36.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合适配置的任何飞行器和/或具有任何其他合适配置的任何燃气涡轮发动机来实现。
37.在几个实施例中，系统200可以向热负载202供应冷却空气。一般来说，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)和/或类似物。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。
38.如图所示，系统200包括配置为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；以及第一和第二涡轮208、210。更具体地，压缩机204被配置为接收从燃气涡轮发动机100排出的空气并压缩接收空气。热交换器206配置为接收来自压缩机204的压缩空气并冷却压缩空气。此外，涡轮208、210配置为接收来自热交换器206的冷却空气。当冷却空气流经涡轮208、210时，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，在可选实施例中，该系统200可以包括任何其他合适数量的压缩机和/或涡轮。另外，该压缩机204和涡轮机208、210形成辅助涡轮机212，即不用于为飞行器产生推力的涡轮机。
39.此外，系统200可包括配置为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包括再加热器214、冷凝器216和水分离器218。然而，在可选实施例中，系统200可以包括任何其他合适的部件，例如阀、附加热交换器和/或类似物。
40.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，当膨胀空气流经除霜器220时，除霜器220被配置为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的二氧化碳、冻结的烃、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至除霜器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。
41.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接收来自燃气涡轮发动机100排出的空气(由箭头222所示)。例如，这种空气222可以从发动机100的压缩机区段122排出。当空气222流经压缩机204时，其中的一个或多个转子叶片(未示出)压缩接收空气222。然后，压缩空气离开压缩机204并流经管道224流到热交换器206。热交换器206转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的冷却空气流经管道226流到除霜器220。如下所述，冷却空气使由除霜器220捕获的任何冻结颗粒物熔化。
42.在一些实施例中，在流经除霜器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的冷却空气流经管道228流到再加热器214。在流经再加热器214之后，冷却空气流经管道230流到冷凝器216，然后流经管道232从冷凝器216流到水分离器218。该水分离器218通过任何合适的气液分离过程从冷却空气中去除湿气(例如，水或水和混合物)。在去除湿气之后，冷却空气流经管道234流到再加热器214，而所去除的湿气流经管道236流到排水器238。再加热器214转而在流经其的两股冷却空气流之间传递热量。尤其是，热量从来自除霜器220的流经再加热器214的冷却空气传递到来自水分离器218的流经再加热器214的冷却空气。这种热传递进一步冷却来自除霜器220的冷却空气流，同时加热来自水分离器218的冷却空气流使仍然存在于冷却空气内的任何水汽化。此后，冷却空气离开再加热器214并流经管道240流到第一涡轮208。
43.另外，冷却空气在流经涡轮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，当冷却空气流经第一涡轮208时，冷却空气膨胀并进一步冷却。该膨胀空气然后离开第一涡轮208并流经管道242流到冷凝器216。在这方面，冷凝器216在流经其的两股冷却空气流之间传递热量。尤其是，热量从来自再加热器214的流经冷凝器216的冷却空气传递到来自第一涡轮208的流经冷凝器216的膨胀空气。这种热传递进一步冷却来自再
加热器214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并流经管道244流到第二涡轮210。当空气流经第二涡轮210时，该空气被进一步膨胀并冷却。通过涡轮208、210的该空气的膨胀使其中的转子叶片(未示出)旋转，其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并流经管道246流到除霜器220，在被供应到热负载202以进行冷却之前。
44.图3和4示出了除霜器220的一个实施例。如图所示，在几个实施例中，除霜器220被配置为热交换器。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，在所示的实施例中，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4中由箭头254所示)流经该管252。此外，在所示的实施例中，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所示)流经第一和第二通道256、258。在这方面，管252延伸通过通道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。流经管252的冷却空气254熔化捕获的冻结颗粒，然后这些颗粒从除霜器220中掉落并流经管道262流到排水器238。虽然图4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，在可选实施例中，除霜器220可配置为筛网或能够捕获流经除霜器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。
45.再次参考图3，在其中除霜器220包括使来自第二涡轮210的膨胀空气流经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流体串联联接的第一阀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流体串联联接的第二阀266。在这方面，当第一阀264关闭时，来自第二涡轮210的膨胀空气流经除霜器220的第二通道258流到热负载202。相反，当第二阀266关闭时，来自第二涡轮210的膨胀空气流经除霜器220的第一通道256流到热负载202。因此，在这些实施例中，从第二涡轮210到热负载202的膨胀空气流可以在除霜器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使膨胀空气流可切换到除霜器220的另一通道，以允许堵塞的颗粒物熔化的时间。在一个实施例中，阀264、266可以组合成单个切换/分流阀。
46.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所示的实施例一样，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所示的实施例一样，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。一般来说，阀268被配置为控制从热交换器206到除霜器220的冷却空气流。具体地，阀268可在来自热交换器206的冷却空气流经除霜器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的冷却空气流经管道226流到阀268。当阀268位于第一位置时，冷却空气流经管道270流到除霜器220。相反，当阀268位于第二位置时，冷却空气流经管道272流到管道228。在这种情况下，冷却空气绕过除霜器220并直接流到再加热器214。可选地，阀268可以是分流阀，或者管道270的尺寸可以使得来自
管道226的流的仅一部分被引导至除霜器220并且在该流进入再加热器228之前使离开热交换器206的流重新加入。
47.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、电磁压力传感器和/或类似物。
48.此外，在几个实施例中，系统200包括计算系统278，计算系统278通信地联接到系统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组件的操作。例如，计算系统278可以经由通信链路280通信地联接到压力传感器274、276。在这方面，计算系统278可被配置为接收指示除霜器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通信地联接到阀268。这样，计算系统278可被配置为基于接收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的冷却空气流。另外，计算系统278可以经由通信链路280通信地联接到系统的任何其他合适部件。
49.一般来说，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合适组合。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和配置为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284一般来说可以包括存储器元件，该存储器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/或其他合适的存储器元件。这种(一个或多个)存储器设备284一般来说可以被配置为存储合适的计算机可读指令，当由处理器282实现时，所述计算机可读指令将计算系统278配置为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还可以包括各种其他合适的部件，诸如通信电路或模块、一个或多个输入/输出信道、数据/控制总线和/或类似物。
50.该计算系统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、通信控制器和/或类似物。
51.在几个实施例中，计算系统278被配置为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被配置为处理/分析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内的合适查找表，该查找表将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。
52.此外，在几个实施例中，计算系统278被配置为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。一般来说，当所确定的压差超过阈值时，除霜器220可能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。这转而引导离开热交换器206的冷却空气流经除霜器220，从而熔化冻结颗粒物并将除霜器220解堵。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的冷却空气流经除霜器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。这转而引导离开热交换器206的冷却空气绕过除霜器220并直接流到再加热器214。
53.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5中所示的实施例，图6所示的系统200的实施例，包括压缩机204；热交换器206；第一涡轮和第二涡轮208、210；再加热器214；以及除霜器220。然而，与图3和5中所示的实施例不同的是，在图6所示的系统200的实施例中，离开热交换器206的冷却空气流经管道286直接流到再加热器214。在流经再加热器214之后，冷却空气流经冷凝器216流到水分离器218。如上所述，水分离器218从流经其的冷却空气中去除湿气。在去除湿气之后，冷却空气返回流经再加热器214，然后流到第一涡轮208。
54.由水分离器218从冷却空气中去除的湿气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，被去除的湿气流经管道288流至再加热器214(更具体地，流至再加热器214的单独通道，而不是离开水分离器218的干燥的冷却空气)。在这方面，再加热器214将来自除霜器220的流经再加热器214的冷却空气的热量传递到来自水分离器218的流经再加热器214的干燥、冷却空气并且传递到来自水分离器218的流经再加热器214的湿气。然后所加热的湿气流经管道290流到除霜器220。因此，湿气流经除霜器220并熔化任何所捕获的冻结颗粒物。此后，湿气和熔化的颗粒物流经管道262流到排水器238。
55.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。类似于图6所示的实施例，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；再加热器214；水分离器218；以及除霜器220。此外，与图6所示的实施例类似，图7所示的系统200的实施例中，由水分离器218从冷却空气中去除的湿气被引导至除霜器220，以熔化由此捕获的任何捕获的冻结颗粒物。然而，与图6所示的实施例不同的是，图7所示的系统200的实施例中，湿气在到达除霜器220之前流经热交换器206。具体地，在几个实施例中，所去除的湿气通过管道292流到热交换器206。在这方面，热交换器206将热量从来自压缩机204的流经热交换器206的压缩空气传递到来自水分离器218的流经热交换器206的湿气。然后所加热的湿气流经管道294流到除霜器220。因此，所加热的湿气流经除霜器220并熔化任何捕获的冻结颗粒物。此后，湿气和熔化的颗粒物通过管道262流到排水器238。
56.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7中所示的实施例，图8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；再加热器214；水分离器218；以及除霜器220。此外，类似于图6和7中所示的实施例，图8所示的系统200的实施例中，由水分离器218从冷却空气中所去除的湿气被引导至除霜器220，以熔化由此捕获任何所捕获的冻结颗粒物。
57.然而，与图6和7中所示的实施例不同，图8所示的系统200的实施例中，湿气在到达除霜器220之前流经蒸发器296。具体地，在几个实施例中，蒸发器296位于热交换器206的下游和再加热器214的上游。在这方面，离开热交换器206的冷却空气流经管道298、300流到蒸发器296。在流经蒸发器296之后，冷却空气流经管道302流到再加热器214。此外，由水分离器218去除的湿气流经管道304流到蒸发器296。在这方面，蒸发器296将来自压缩机204的流经蒸发器296的冷却空气的热量传递到来自水分离器218的流经热交换器206的湿气。然后所加热的湿气流经管道306流到除霜器220。因此，所加热的湿气流经除霜器220并熔化任何捕获的冻结颗粒物。此后，湿气和熔化的颗粒物通过管道262流到排水器238。
58.另外，在几个实施例中，系统200包括阀308，该阀308配置为控制从压缩机204到蒸发器296的压缩空气流。在这些实施例中，该阀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，在第一位置中，来自热交换器206的冷却空气流经蒸发器296和再加热器214，在第二位置中，来自热交换器206的冷却空气绕过蒸发器296、再加热器214、冷凝器216的一侧以及水分离器218(基本上是系统200的湿气控制回路)。这样，在操作中，离开热交换器206的冷却空气流经管道298流到阀308。当阀308位于第一位置时，冷却空气通过管道300流到蒸发器296，然后流经管道302流到再加热器214。相反，当阀308位于第二位置时，冷却空气流经管道310流到管道240。在这种情况下，冷却空气绕过蒸发器296和再加热器214并直接流到第一涡轮208。
59.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，将参照上述以及图3至8中所示的系统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合适系统配置的任何系统中实现。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。本领域技术人员应当理解的是，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。
60.如图9所示，在(402)处，方法400包括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。这样的数据转而指示除霜器220的上游和下游的膨胀空气的压力。
61.另外，在(404)处，方法400包括用计算系统基于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可被配置为基于接收的数据确定除霜器220两端的压差。
62.此外，在(406)处，当所确定的压差超过阈值时，方法400包括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经除霜器。例如，如上所述，当所确定的压差超过阈值时，计算系统278可配置为控制阀268的操作，使得来自热交换器206的冷却空气流经除霜器220。
63.此外，在(408)处，当所确定的压差低于阈值时，方法400包括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。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。
64.该书面描述使用示例来公开本公开的方面，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本公开的方面，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。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果它们具有与权利要求书的文字语言不存在差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的文字语言具有不显著差异的等效结构元件，则这样的其他示例旨在在权利要求书的范围内。
65.本公开的其他方面由以下条项的主题提供：
66.一种用于冷却飞行器部件的系统，该系统包括：压缩机，压缩机配置为接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气；水分离器，水分离器配置为接收来自压缩机的压缩空气并从压缩空气中去除湿气以干燥压缩空气；涡轮，涡轮配置为接收来自热交换器的干燥空气，当干燥空气流经涡轮时该干燥空气膨胀；以及除霜器，除霜器配置为接收来自涡轮的膨胀空气，除霜器进一步配置为捕获来自膨胀空气的冻结颗粒物，其中，由水分离器从压缩空气中去除的湿气被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
67.根据这些条项中的一个或多个条项的系统进一步包括：再加热器，再加热器配置为在从压缩机流到水分离器的压缩空气和从水分离器流到涡轮的干燥空气之间传递热量。
68.根据这些条项中的一个或多个的系统，其中，从压缩空气中去除的湿气在流经除霜器之前流经再加热器。
69.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，其中，再加热器配置为加热湿气。
70.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，进一步包括：热交换器，热交换器配置为接收来自压缩机的压缩空气并冷却压缩空气。
71.根据这些条项中的一个或多个的系统，其中，从压缩空气中去除的湿气在流经除霜器之前流经热交换器。
72.根据这些条项中的一个或多个的系统，其中，热交换器配置为加热湿气。
73.根据这些条项中的一个或多个条项的系统进一步包括：再加热器，再加热器配置为在从热交换器流到水分离器的冷却空气和欧从水分离器流到涡轮的干燥空气之间传递热量。
74.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，进一步包括：蒸发器，蒸发器配置为接收来自压缩机的压缩空气并冷却压缩空气。
75.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，其中，从压缩空气中去除的湿气在流经除霜器之前流经蒸发器。
76.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，其中，蒸发器配置为加热湿气。
77.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，进一步包括：热交换器，热交换器配置为接收来自压缩机的压缩空气并冷却压缩空气，热交换器位于蒸发器的上游。
78.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，进一步包括：再加热器，再加热器配置为在从蒸发器流到水分离器的冷却空气和从水分离器流到涡轮的干燥空气之间传递热量。
79.根据这些条项中的一个或多个的系统，进一步包括：阀，阀位于压缩机和蒸发器之间，阀配置为控制从压缩机到蒸发器的压缩空气流。
80.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，其中，阀能够在第一位置和第二位置之间移动；在第一位置处，来自压缩机的压缩空气通流经蒸发器和再加热器；在第二位置处，来自压缩机的压缩空气绕过蒸发器和再加热器。
81.根据这些条项中的一个或多个条项的系统，进一步包括：排水器，排水器配置为接
收来自除霜器的熔化的颗粒物。
82.一种飞行器，包括：机身；一对机翼，一对机翼从机身向外延伸；燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机配置为产生推力以推进飞行器；压缩机，压缩机配置为接收从燃气涡轮发动机排出的空气并压缩所接收的空气；水分离器，水分离器配置为接收来自压缩机的压缩空气并从压缩空气中去除湿气以干燥压缩空气；涡轮，涡轮配置为接收来自热交换器的干燥空气，当干燥空气流经涡轮时干燥空气膨胀；以及除霜器，除霜器配置为接收来自涡轮的膨胀空气，除霜器进一步配置为捕获来自膨胀空气的冻结颗粒物，其中，由水分离器从压缩空气中去除的湿气被引导至除霜器以熔化捕获的冻结颗粒物。
83.这些条项中的一个或多个条项的飞行器，进一步包括：再加热器，再加热器配置为在从压缩机流到水分离器的压缩空气和从水分离器流到涡轮的干燥空气之间传递热量。
84.这些条项中的一个或多个条项的飞行器，进一步包括：热负载，其中离开除霜器的空气被引导至热负载。
85.这些条项中的一个或多个条项的飞行器，进一步包括：排水器，排水器配置为接收来自除霜器的熔化的颗粒物。