基于耗氧惰化技术的飞机燃油箱热模型

温度是燃油箱耗氧惰化系统适航符合性验证过程中重要指标。基于MATLAB Simulink软件,建立了飞机燃油箱耗氧型惰化系统油箱部件的传质传热模型,并验证其可靠性。在此基础上,分析了惰化系统抽气流量和出口温度对飞机燃油箱气相空间节点温度和燃油节点温度的影响。结果表明:所建立的飞机燃油箱传质传热模型具有较高的可靠性;随着惰化系统抽气流量的增加和惰化系统出口温度的升高,气相空间节点温度随之升高但对燃油节点温度影响不明显。

基于MATLAB/Simulink的飞机燃油箱内燃油温度仿真计算

燃油温度是飞机燃油箱可燃性评估的关键参数之一。为了研究飞机燃油箱内温度的分布规律及传热模型的正确性,采用MATLAB/Simulink软件平台搭建出了客机的燃油箱热仿真模型。在输入飞行实验所对应的的边界条件后,通过数值模拟获得燃油箱内部各计算节点处的燃油温度。结果表明,在三种不同的航行条件下,燃油箱热模型仿真结果均能较好地与飞行实验结果吻合,能够将计算误差控制在一定范围内。采用该燃油箱热模型进行热仿真数值模拟可以获得较为准确的飞机燃油箱热特性,能够在飞机设计阶段,用于对燃油箱结构以及内热源部件布置的优化。

外热源作用下机翼油箱边界温度变化规律研究

探明实际飞行包线内飞机油箱温度变化规律,可为飞机燃油箱可燃性评估及其惰化系统结构设计提供依据。本文用Matlab/Simulink建立了机翼燃油箱在外热源作用下的热交换模型,并通过对模型验证及计算结果分析,全面系统地探讨了实际飞行过程中气动加热、马赫数和太阳辐射强度等因素对机翼油箱边界温度的影响。研究结果表明:无论在实际飞行还是地面停机时,太阳辐射对机翼油箱边界温度的影响较大,在油箱热模型中是需要重点考虑的因素。

民机燃油箱热模型工程应用研究

为满足民机燃油系统和惰化系统研制过程中对燃油箱热分析的多元化需求,采用Matlab/Simulink软件,针对一典型窄体干线客机燃油箱采用集总参数法建立热模型,通过对部分对流传热过程建模优化,同时在各个计算环节融入实际工程数据,最终经试飞数据校核修正,热模型对主油箱的仿真误差小于±2℃。通过对燃油结冰气象条件试飞热分析、燃油系统热气候条件试飞热分析、燃油箱差异对油温影响热分析等多种工程场景的算例研究,展示了燃油箱热模型在民机研制中的典型工程应用。为进一步提升热模型通用性与易用性,结合工程经验,通过关键输入参数化、集成飞行参数自动生成模块和油量分配计算模块,形成具有独立操作界面的工程应用型燃油箱热分析工具,为民机燃油箱热模型的高效工程应用提供一种参考。

基于粒子群算法的飞机燃油箱热参数反演

为获取用于定量评估可燃性的飞机燃油箱热参数,从集中参数法建立燃油箱热模型的假设出发,基于粒子群算法和飞行试验数据,对某型飞机中央油箱热参数的反演进行了探索。选取了4种不同的参数作为目标函数,对比研究了目标函数的选取对热参数反演结果的影响。研究结果显示:反演得出的燃油箱热参数模型,其输出值与试验值变化规律一致,证明了该方法的有效性;其次以整体均方差为目标函数的反演结果与试验值最为吻合,模型输出值与试验值最大偏差为2.62 K;最后对整体均方差增加惩罚项的措施能够使反演后热参数模型满足适航规章的要求。

飞机油箱中燃油温度变化数值仿真

在考虑飞行中外界空气对蒙皮气动加热的情况下,对飞机油箱内部燃油和气体的传热过程进行了三维仿真,得到了油箱中温度场和速度场的分布,采用集总参数法建立了飞机油箱一维热模型,通过Modelica语言编程对其进行了求解。将三维模型和一维模型计算得到的燃油、气相空间及壁面温度与飞行实验数据进行了对比,结果显示两种模型气相和燃油平均温度均与布置在油箱中部的传感器测量结果吻合较好,但是三维仿真结果表明油箱各处温度差异很大,燃油各点温差最大可达17 K,气相空间各点温差最大可达30 K。因此实验中传感器位置需要重点关注。此外,三维仿真模型还可为一维模型中相关换热参数选择提供依据。

飞机燃油温度仿真及应用

为研究飞行过程中燃油温度变化规律,采用热网络法建立油箱热模型,并在Matlab/Simulink软件平台上输入与飞行试验相对应的边界条件以验证模型可信度,在此基础上,分析了整个航程中各油箱隔舱燃油温度的变化规律。结果表明:该计算方法和仿真模型具有较高的可信度,试验值与计算值两者误差超过1.67 K的时间段中,模拟温度比试验温度高;多数航段内机身油箱燃油温度处于高位,为适航符合性审定重点关注对象,代表着整个燃油箱系统的可燃性暴露时间水平,以巡航结束阶段为例,标准天长航程下机身油箱燃油温度比机翼油箱燃油温度平均高出25 K,标准天短航程下机身油箱燃油温度比机翼油箱燃油温度平均高出7 K,热天短航程下机身油箱燃油温度比机翼油箱燃油温度平均高出12 K;机翼油箱燃油温度在飞机下降阶段回升幅度较大,其可燃性暴露时间主要集中在航程结束阶段。