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基于国产燃油物理—化学特性的油箱可燃性评估技术研究

王盛园  
【摘要】:飞机油箱燃烧爆炸是当前威胁航空安全的主要问题之一,对飞机燃油系统开展防火抑爆设计,并进行飞机油箱可燃性的评估是十分必要的;但由于缺乏国产燃油基本物性的研究成果,导致国内飞机油箱惰化系统设计和可燃性评估存在诸多缺陷,在此背景下,本文开展了如下工作。 针对国产燃油基本性能及可燃极限的研究工作不足,在查阅、整理及分析国内、外相关文献资料的基础上,本文按物理-化学组成、热物理-化学性质、可燃因素研究等内容系统地归纳、总结或推导了国产RP-3型燃油的性能特征;并依据该性能特征,深入研究了国产RP-3燃油的可燃性与可燃极限,不仅提出了适用于RP-3燃油可燃极限的计算方法,而且详细分析了温度、压力、氧气浓度以及惰性气体浓度等因素对可燃极限的影响,并绘制了RP-3燃油的可燃极限图。研究成果表明:(1)温度、压力对RP-3燃油的可燃下限影响甚微,但对其可燃上限的影响十分显著;(2)饱和蒸汽压对RP-3燃油的可燃上、下限均无影响,但它在一定程度上影响了可燃极限范围;(3)点火能量、氧气浓度对RP-3燃油的可燃上限比可燃下限影响大;(4)氮气浓度将对可燃界限产生较大的影响,从可燃极限图中可确定RP-3燃油的最小氧浓度及油箱惰化时所需的最小氮气浓度。 基于上述国产燃油基本性能的研究成果,本文开展了真实飞机油箱可燃性评估技术的研究。在深入探讨FAA所规定的飞机油箱可燃性评估方法的基础上,本文首先开展了影响可燃性评估结果的主要因素研究,并采用正交实验法对诸因素影响力大小进行了分析和比较;与此同时,本文还分析计算了燃油物性对评估结果的影响;最后,针对国产某型支线飞机的真实油箱结构和布局,本文开展了油箱可燃性评估工作,并依据评估结果,提出了改进措施。 本文研究成果不仅具有填补国内研究空白的重大科学意义,而且具有满足国内飞机研制迫切需要的应用背景;其研究成果不仅对于民机,而且对于军机的发展都将起到积极的促进作用。


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