航空環(huán)控系統(tǒng)熱載荷分析及設(shè)計(jì)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(shè)備艙環(huán)境控制系統(tǒng)，而設(shè)備艙環(huán)境控制系統(tǒng)要比座艙環(huán)境控制系統(tǒng)復(fù)雜得多，所以本文以設(shè)備艙環(huán)境控制系統(tǒng)為重點(diǎn)來研究航空環(huán)境控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模法、相關(guān)計(jì)算分析方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)法。所做的具體工作如下： 本文簡(jiǎn)要介紹了目前各種電子設(shè)備吊艙所應(yīng)用的環(huán)境控制系統(tǒng)，并分別分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。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(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其優(yōu)化方法

2、進(jìn)行了探討。對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的分析表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)的回冷逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)具有最小的機(jī)載燃油代償損失，其性能和效率的綜合設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。 瞬態(tài)熱載荷的分析與計(jì)算是合理設(shè)計(jì)電子設(shè)備吊艙環(huán)境控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本文建立了吊艙動(dòng)態(tài)熱平衡方程與壁面導(dǎo)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(duì)吊艙瞬態(tài)溫度的影響，提出了“蓄冷”節(jié)能的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。

3、 為保證飛機(jī)座艙和設(shè)備艙電子設(shè)備正常工作，現(xiàn)代飛機(jī)大都采用高壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境控制，針對(duì)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(dǎo)出了飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)出口溫度的計(jì)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(guān)系，并對(duì)誤差進(jìn)行了分析，給出了修正方法，對(duì)飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算具有指導(dǎo)作用。 以板翅式換熱器的質(zhì)量為目標(biāo)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