飞机座舱动态热载荷计算研究

作     者：张秋 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蒋彦龙

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：飞机座舱 动态热载荷 数值计算 温度分布 地面座舱空气温度 

摘      要：为了保障飞机乘员舒适性与仪表设备工作可靠,以及节省能耗,需要在飞机设计阶段精确计算飞机座舱的稳态和动态热载荷。然而,目前国内外关于飞机座舱动态热载荷研究的公开文献很少,且尚无可供工程应用的客机动态热载荷的系统计算,这种局面极为不利于我国大型客机环境控制系统的研制,为此,本文主要进行了如下研究: 1、对国内外飞机座舱动态热载荷计算情况进行了文献调研,确定了采用数值计算法获得客机座舱动态热载荷。? 2、以ARJ21‐700型客机为例,对飞机增压区进行分舱、分区,建立传热模型,采用有限差分法求得瞬态温度场,获得了地面停机状态座舱瞬态热载荷和座舱内空气温度以及飞行过程飞机座舱动态热载荷等随时间的变化情况,且对整机模式和单独舱模式的客舱瞬态传热进行了对比。? 3、考察了材料层布置方式、空气层厚度、空间位置以及绝热层厚度等变化对飞机绝热性能的影响。? 4、对非透明围护结构的三种结构即一维结构、当量一维单层结构、二维结构进行了传热对比。? 研究表明:地面停机状态舱内供气量对座舱传热影响较大,飞行过程座舱热载荷变化范围较大,且整机与单独舱计算的客舱瞬态传热存在差异。此外,材料层布置方式、空气层厚度、空间位置及绝热层厚度对飞机绝热性能具有一定的影响,尤其是前者对其影响程度较大;隔框、桁条对座舱围护结构的传热影响较大。上述研究为飞机环境控制系统的方案选择、参数优化及控制规律的研究等提供了重要依据。