787 Inert Gas System 簡介

InertGas System - Nitrogen Generation System:

將空氣分離成Nitrogen Enriched Air (NEA) 和Oxygen Enriched Air (OEA) ,往三個油箱內充NEA,增加油箱內的NEA濃度,防止油箱內的燃油蒸汽爆炸 。OEA排出機外。

NGS系統分成三部門

Air conditioning system Air separationsystem NEA distribution system。

Air Conditioning System系統

1、部件位於NGS艙,對空氣壓縮,並控制進入Air SeparationSystem的溫度。

2、提供冷卻空氣給MDC 軸承(Motor Driven Compressor),提供NGS艙內部件冷卻

3、將冷卻排氣和OEA排出機外

Air Separation System

1、部件位於NGS艙,過濾Air Conditioning System出來的壓縮空氣,並將O3轉換成O2

2、將壓縮空氣分離成NEA和OEA

3、監控進入油箱的NEA的流量,以及NEA中的氧氣濃度

4、控制進入NEA distribution system的的NEA流量

NEA distribution system

1、 isolation valves and check valves防止燃油進入NGS部件

2、60%NEA進入C tank,左右Tank各20%

3、右大翼surge tank內2個crossflow check valve各連著一根通氣管伸入CTANK內,防止NGS不工作時,環境空氣稀釋NEA濃度。【787-8兩個 crossflow check valve公用一根通氣管】

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NGS系統工作模式流程:

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NGS控制軟體在R4 GPM內,NGS的工作全程自動。NGS有兩種工作模式,飛行階段決定工作模式。

highflow mode:控制進入油箱的NEA 流量【控制流量】

low flow mode:控制進入油箱NEA 內含氧量(百分比)【控制含氧量】

高流量模式時,NEA內含氧量較高。因為此時的飛行階段會導致大量的新鮮空氣進入油箱,高流量模式有助於快速增加油箱內NEA的體積,儘管此時的含氧量較高。大量的NEA可以減少經通風系統進入的外部新鮮空氣。【控制流量】

低流量模式時,NEA內含氧量較低。因為此時的飛行階段只有少量的新鮮空氣進入油箱,故低流量模式減少進入油箱的NEA體積,【控制含氧量】

NitrogenGeneration System - Air Conditioning System 作用

1、從前貨艙內吸入空氣

2、對空氣壓縮,使空氣增壓

3、冷卻NGS艙部件

4、控制壓縮空氣的溫度

5、將可調溫度/壓力的壓縮空氣送入 NGS air separation system。

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給MDC的提供空氣的進氣口位於前貨艙地板內,有消音器

CabinShutoff Valve

可人工鎖定活門位置。人工鎖關閉時,需要將超控旋鈕按入,並轉動。透過目視位置指示器判斷活門具體位置。

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此活門隔離增壓區與非增壓區。故活門關閉,NGS系統內的漏氣不會導致客艙釋壓。當CABINSOV無法到達指令位置,則EICAS資訊出現,此時必須人工鎖定在關閉位,才可以放行。

只有當此活門開度達到90%以上時,CMSC控制MDC工作。反過來,當NGS系統關閉時,MDC完全停止後,此活門才關閉。當發生貨倉火警,此後門直接關閉而不用等待MDC減速。

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MDC:兩級離心式電馬達壓氣機。轉速4萬~8萬2 rpm,8萬2是極限轉速。它由空氣冷卻,分別冷卻其stator和rotor。因此有超溫保護和超速保護。

MDC可以由兩個CMSC供電,CMSC控制其轉速,保障MDC的第二級出口溫度不超限

當MDC發生以下情況時,MDC沒有cooldown cycle,直接停止轉動

MDC overheat

MDC overspeed

MDC second stage compressor discharge overtemperature。

正常關閉時,CMSC得到指令,逐漸降低MDC轉速用於冷卻MDC(cooldown

cycle),當穩定在最低轉速(4Wrpm)時,CCS控制NSG關閉。

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ThermalSwitch:有2個。整合在導線束內,導線束安裝在MDC殼體周圍,防止MDC達到 auto-ignition temperatures,因為MDC和NGS艙位於flammable leakage zone。

terminal box :連線供電導線束。在MDC工作時,MDC會提供一股壓縮空氣防止易燃液體或易燃蒸汽積聚在box內。

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CompressorOutlet Temp Sensor:探測第二級壓氣機出口溫度。當此處溫度到達 435F (224C)時,MDC減速。當超溫達到1分鐘,MDC立即停止轉動。

CompressorOutlet Temp Sensor

packbay temperature sensor。

(ASM)inlet temperature sensor。 三個件號一致,可互換。

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StatorCooling Check Valve:地面NGSON,活門關。空中NGSON 活門開。實際上活門的開關由活門兩側C和D的壓力決定。

MotorCooling Shutoff Valve:圖中標註1。活門彈簧載入在開位。線圈得電,活門關。地面+APP階段,NGS ON,SOV開。

空中,NGSON,SOV 關。

A:冷卻MDC的轉子和靜子。

B:冷卻MDC空氣軸承

冷卻後的空氣經OVERBOARD EXHAUST PORT排除機外,還可以增加引射效果。

CV與SOV配合工作,活門位置相反。

空中時,由於RAMAIR足以冷卻A,故SOV關閉,則CV由於C>D而開啟,RAM AIR只冷卻A。第一級壓縮空氣經HX冷卻後只冷卻B。

當地面+APP時,RAM AIR冷卻不足,則SOV開,CV由於C

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GroundCooling Valve:

NGS ON:地面階段,活門開啟,為NGSHX提供冷卻空氣;起飛(油門杆>50%)直至落地前,活門關閉,由衝壓空氣提供冷卻空氣。若活門無法關閉,EICAS資訊。

NGS OFF:無論地面,空中,活門都是關閉狀態。

它與RamDuct Check Valve開度相反。只有全開和全關兩個位置。可以使用3/8方頭人工鎖定在關位。

Ram Duct Check Valve :

彈簧載入在關位。隔離NGS coolingair與airconditioning system ram air 。

地面NGS ON,CV關閉,Ground cooling valve 開啟,NGS的HX冷卻空氣從Ground cooling valve 吸入;確保PECS HX有足夠的 air conditioning system ram air。

空中NGS ON,CV開啟,Ground cooling valve 關閉。一部分 airconditioning system ram air 進入NGScooling air 管道用於冷卻NGS HX

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RAMDUCT CHECK VALVE

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HeatExchanger 內部有冷卻三條氣路:

1、Motor cooling circuit:冷卻MDC空氣軸承,圖中B,第一級壓縮空氣

2、Intercoolercircuit:冷卻第一級壓縮空氣,準備進入第二級壓縮機。確保二級壓縮機出口溫度在範圍內。

3、Main HX circuit:冷卻二級壓縮空氣,確保進入ASM的壓縮空氣溫度在範圍內。

其中1、Motor cooling circuit的冷卻空氣未調節,保障MDC正常工作, 2 和3的冷卻空氣可被 ram air control valve調節。

Ram Air Control Valve控制NGS HX三條冷卻空氣氣路中的兩條【Intercoolercircuit和Main HX circuit】,透過ASM INLET TEMP SENSOR,調節AM AIR CONTROL VLV,保證ASM進口溫度穩定在185F

當NGS無法透過Ram Air Control Valve保證進入ASM前溫度在85度,則NGS軟體控制MDC轉速,確保進入ASM前溫度不超過205F(96度)。

NGS ON,RamAir Control Valve 開啟。

NGS OFF,活門關閉。

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NitrogenGeneration System - Air SeparationSystem 作用

1、過濾進入ASM的壓縮空氣

2、將O3轉換成O2

3、分離壓縮空氣中的O2 、CO2 、H2O,留下NEA

4、測量NEA中O2的含量,測量並控制進入distribution system的NEA流量

5、控制進入ejector的O2流量

6、將NEA送入 distribution system

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Air Filter-Ozone Converter:過濾空氣中的汙染物,雜質;O3轉O2。因為O3會損傷ASM的分離材料

ASM Inlet Pressure Sensor:測量進入ASM的壓力,同時可以判斷HXejector是否堵塞

ASM Inlet Temperature Sensor:透過該溫度調節ram air control valve,確保進入ASM的空氣溫度在185度,因為此時ASM的工作效率最高。同時正確的溫度能夠保證ASM不被熱損傷

ASM:將空氣分成OEA和NEA

O2 Sensor:測量NEA中的含氧量(百分比),NGS軟體根據含氧量(百分比)判斷ASM是否降級。當NGS工作在低流量模式時,NGS使用該資料控制flow control valve

Flow Sensor:NGS測量進入三個油箱的NEA流量;當NGS工作在高流量模式時,NGS使用該資料控制flow control valve

Flow Control Valve:調節進入油箱的NEA流量;透過控制MDC第二級出口的空氣,從而控制到HX ejector和ASM的空氣量

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Nitrogen Generation System - Nitrogen Enriched Air - Air Distribution System

1、控制進入三個油箱的NEA流量和百分比

2、確保燃油無法流入NGS艙

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NEA Drain Valve:當NEA distribution check valves和油箱內的isolation valve發生滲漏,則此處可以檢查到有燃油。燃油反流入NGS系統,會損傷ASM和其他NGS艙內元件。

Flame Arrestor:防止火焰進入中央油箱。

IsolationValves:每個油箱內一個,控制進入油箱的NEA流量。同時防止燃油反流入NGS管路。活門作動筒內部有微動電門,向NGS軟體反饋活門位置。

左右主油箱內的活門可以互換,主油箱內的活門與中央油箱內的活門不能互換。

三個活門可以人工作動在開位或關位。

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Each fuel tank has a flow orifice and an in line check valve。

flow orifice:限流孔實現中央油箱分配60%NEA,左右油箱各20%。左右油箱內的限流孔可以互換。

in line check valve:彈簧載入在關位,當有足夠的NEA壓力時開啟,將NEA送入油箱。同時此活門也可以防止燃油反流入NGS管路。

因此有三個地方防止燃油反流入NGS油箱:1、in line check valve 2、isolation valve 3、check valves

Center Fuel Tank Ejector:ejector有一個 jet pump。當中央油箱內的燃油低於float vlv時,float vlv開啟。油箱的燃油蒸汽被NEA引射,這樣可以使得中央油箱內的NEA與燃油蒸汽充分混合,即中央油箱內充滿NEA。

Cross flow Check Valves:位於右大翼surgetank。彈簧載入在關位。此活門的目的是當飛機下降時,外部空氣無法透過左側通氣管路進入中央油箱,可以防止外部空氣稀釋中央油箱NEA濃度。

正常左側通氣壓力無法開啟該活門,但當加油加爆且溢油保護失效時,燃油壓力可以衝開該活門。

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