Development of environmental control system for supersonic civil aircraft

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Background: Development of a new supersonic civil aircraft (SCA) requires a new environmental control system (ECS) to meet the improved fuel efficiency requirements to state-of-the-art passenger aircraft. It is proposed to increase energy efficiency to improve fuel efficiency of SCA by using electric compressors (EC) to compress air in the ECS.

Aim: This article aims at assessing the performance of the ECS configuration developed as a result of research and development (R&D) of the ECS for SCA.

Materials and methods: We developed a static mathematical model of the ECS for SCA with moisture content control to determine system parameters of the main expected operating modes.

Results: The article presents the basic parameters of the ECS for SCA and the calculation of ECS parameters for the main expected operating modes.

Conclusion: The article presents conclusions on the performance of the developed ECS design for SCA, the level of readiness of the developed ECS technology, the need for research and development of demonstrators of EC technologies and an ECS pack.

About the authors

Igor V. Tishchenko

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»; Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: iv.tishchenko@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0000-0001-6094-8723
SPIN-code: 5630-4301

Cand. Sci. (Engineering)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Sergey A. Abalakin

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»

Email: sa.abalakin@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0009-0001-9193-1147
SPIN-code: 7580-9545
Russian Federation, Moscow

Artem S. Gornovskii

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»

Email: as.gornovskiy@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0000-0003-2676-3463
SPIN-code: 8087-8959
Russian Federation, Moscow

Konstantin N. Gubernatorov

Federal Autonomous Institution «GosNIIAS»

Email: guber47@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-4795-5655
SPIN-code: 5063-7716

Cand. Sci. (Engineering)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Nikitevich NV, Romushkin AYu, Lukasov VV. Prospects of development of supersonic planes. Proceedings of the scientific and practical conference «Current issues in aviation and astronautics». 2015;1:654–656. (In Russ.)
  2. Smagin DI, Starostin KI, Savel’ev RS, et al. Analysis of competing variants of air conditioning systems without air extraction from engines at the stage of passenger aircraft onboard systems conceptual design . Computational nanotechnology. 2019;6(3):86–91. (In Russ.) doi: 10.33693/2313-223X-2019-6-3-86-91
  3. D’yachenko YuV, Sparin VA, Chichindaev AV. Aircraft life support systems. Novosibirsk: NGTU; 2019. (In Russ.)
  4. Kalliopin AK, Savel’ev RS, Smagin DI. Main trends designing air conditioning systems for future-technology vehicles. Engineering magazine: science & innovations. 2017;(6). (In Russ.) doi: 10.18698/2308-6033-2017-6-1627
  5. Cronin MJ. Design aspect of systems in all electric aircraft. SAE Technical Papers Series. 1982;821436.
  6. Voronovich S, Kargapol’tsev V, Kutakhov V. All-electric aircraft. Aviapanorama. 2009;2:23–27.
  7. Nelson T. B787 systems and performance. Boeing; 2005.
  8. Liebherr-Aerospace, Germany, Liebherr-International Deutschland GmbH. 2016. Accessed: 07.10.2024. Available from: https://www.liebherr.com/shared/media/aerospace-and-transportation/aerospace/downloads/magazines/aets-magazines-recent/liebherr-aerospace-magazine-2016-en.pdf
  9. Volokitina EV, Vlasov AI, Kopchak AL, et al. Compressor electric drive of air-conditioning system in ‘all electric aircraft’ concept . Electronics and electrical equipment of transport. 2011;4:44–49. (In Russ.)
  10. Tishchenko IV, Chizhikov VE, Tsarkov IA, et al. Development of an Air Electric Compressor for a No-Bleed Environmental Control System of an Advanced Regional Aircraft. Refrigeration Technology. 2022;111(2):115–122. (In Russ.) doi: 10.17816/RF110694
  11. Tsarkov IA, Demyanov AV, Petukhov AV, et al. Development of an air electric compressor for an air conditioning system for an aircraft with a hybrid power plant. In: Proceedings of the 6th International scientific and practical conference «Prospective directions of development of on-board equipment of civil aircraft». 2021;81–85. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Conceptual view of the advanced SCA.

Download (141KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Subsystem diagram of the studied ECS.

Download (451KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Analytical subsystem model of the studied ECS.

Download (333KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Calculation of air parameters for the key node points in mode 1.

Download (470KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Calculation of air parameters for the key node points in mode 2.

Download (455KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Calculation of air parameters for the key node points in mode 3.

Download (453KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. General calculation cycle.

Download (142KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Fuel-air heat exchanger (exterior view).

Download (56KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Air cycle machine (exterior view).

Download (160KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».