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飞机环境控制系统的仿真研究

侯学东  
【摘要】: 飞机环境控制系统简称为环控系统。随着现代飞机技术的快速发展,对环控系统的要求也越来越高,这就需要详细了解系统和附件的特性,以研制出更好性能的环控系统。 由于各类型的制冷系统都有其优点与不足,为了使系统提供最优良的性能,必须对它进行深入的研究。我国在飞机环控领域中起步较晚,较美国等发达国家还有一定差距,尤其是对系统及附件的动态研究方面还有很多不足。本文在前人研究的基础上,再次深入的对高压除水系统及附件进行了静、动态研究。本文使用在国内航空领域兴起不久的Flowmaster一维热流体仿真软件对三轮高压除水系统进行了静态仿真,并与前人的研究数据做对比,进行静态特性分析。对系统中热惯性较大的热交换器进行研究,采用不同建模方法和求解方法,分别对双流程和单流程叉流式翅片式热交换器编程求解,分析其动态特性。此外,还研究了三轮高压除水系统的温度动态特性,建立了涡轮、压气机、风扇及水分离器的数学模型,根据气体在系统中的流动,计算分析系统的温度动态特性。最后,对研究成果作了进一步总结,为以后环控系统的设计、研究提供参考。 经过上述的研究得出:部分附件出口的供气温度由于供气高温的作用,逐渐升高至稳态值;另一部分部件的出口、入口供气温度受涡轮出口冷空气的作用,先逐渐减小到最低值,然后受供气高温空气的影响逐渐升高到稳态值。得到冲压空气温度对系统性能的影响远大于发动机供气温度对系统的影响。


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