航空環(huán)控系統(tǒng)熱載荷分析及設計方案優(yōu)化探討.pdf

1、航空環(huán)境控制系統(tǒng)包括座艙環(huán)境控制系統(tǒng)和設備艙環(huán)境控制系統(tǒng)，而設備艙環(huán)境控制系統(tǒng)要比座艙環(huán)境控制系統(tǒng)復雜得多，所以本文以設備艙環(huán)境控制系統(tǒng)為重點來研究航空環(huán)境控制系統(tǒng)的數(shù)學建模法、相關計算分析方法和優(yōu)化設計法。所做的具體工作如下： 本文簡要介紹了目前各種電子設備吊艙所應用的環(huán)境控制系統(tǒng)，并分別分析了其優(yōu)缺點。提出了一種新的回冷逆升壓式?jīng)_壓空氣循環(huán)制冷的吊艙環(huán)控系統(tǒng)方案。建立了4種典型吊艙環(huán)控系統(tǒng)優(yōu)化設計的數(shù)學模型，并對其優(yōu)化方法

2、進行了探討。對系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的分析表明，優(yōu)化設計的回冷逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)具有最小的機載燃油代償損失，其性能和效率的綜合設計指標達到世界先進水平。 瞬態(tài)熱載荷的分析與計算是合理設計電子設備吊艙環(huán)境控制系統(tǒng)的基礎。本文建立了吊艙動態(tài)熱平衡方程與壁面導熱方程，并使用有限差分方程求解吊艙瞬態(tài)熱載荷。分析了飛行狀態(tài)及吊艙熱容量對吊艙瞬態(tài)溫度的影響，提出了“蓄冷”節(jié)能的設計概念并據(jù)此合理地確定了吊艙環(huán)境控制系統(tǒng)的熱載荷設計。

3、 為保證飛機座艙和設備艙電子設備正常工作，現(xiàn)代飛機大都采用高壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)進行環(huán)境控制，針對系統(tǒng)出口溫度這一重要參數(shù)，在給定條件下，通過定性、定量相結(jié)合的分析方法，推導出了飛機環(huán)境控制系統(tǒng)出口溫度的計算公式，找出了系統(tǒng)出口溫度與水分離器出口溫度及渦輪膨脹比的關系，并對誤差進行了分析，給出了修正方法，對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)設計計算具有指導作用。 以板翅式換熱器的質(zhì)量為目標函數(shù)，以換熱器芯體外形尺寸和冷熱兩側(cè)翅片參數(shù)為優(yōu)化變量