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飞机座舱动态热载荷计算研究

作　者: 张秋
导　师: 蒋彦龙
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 人机与环境工程
关键词: 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
分类号: V223
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-19
  1.1 前言  13-16
  1.2 国内外研究现状和发展概况  16-17
  1.3 本文的主要研究工作  17-19
第二章飞机座舱传热计算模型建立  19-42
  2.1 概述  19-26
    2.1.1 环境特点  19-20
    2.1.2 太阳辐射  20-21
    2.1.3 飞机结构特点  21-26
  2.2 透明围护结构传热模型建立  26-31
  2.3 非透明围护结构传热模型建立  31-37
  2.4 经透明表面的太阳辐射热载荷计算  37
  2.5 附加热载荷计算  37-39
  2.6 其他参数计算  39-41
  2.7 本章小结  41-42
第三章传热方程的离散  42-55
  3.1 概述  42-47
  3.2 透明围护结构传热方程离散  47-49
  3.3 非透明围护结构传热方程离散  49-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章飞机座舱动态热载荷计算  55-77
  4.1 概述  55-59
  4.2 地面停机瞬态传热计算  59-66
    4.2.1 ISA+25 极热天气结果  60-62
    4.2.2 ISA-55 极冷天气结果  62-64
    4.2.3 舱内供气流量对舱内空气瞬态温度的影响  64-66
  4.3 飞行过程座舱瞬态热载荷计算  66-71
    4.3.1 ISA+25 极热天气结果  66-69
    4.3.2 ISA-55 极冷天气结果  69-71
  4.4 飞机座舱绝热性能影响分析  71-76
    4.4.1 材料层布置方式对传热影响  71-73
    4.4.2 空气层厚度及空间位置对传热影响  73-76
    4.4.3 绝热层厚度对传热影响  76
  4.5 本章小结  76-77
第五章非透明围护结构不同传热模型对比研究  77-83
  5.1 概述  77-78
  5.2 计算结果分析及对比  78-82
  5.3 本章小结  82-83
第六章总结与展望  83-86
  6.1 总结  83-84
  6.2 展望  84-86
参考文献  86-89
致谢  89-90
在学期间的研究成果及发表的学术论文  90

飞机座舱动态热载荷计算研究

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