飞机空调系统对座舱微环境空气质量和热舒适性的影响综述

对近20年来的飞机座舱空气调节方法进行了综述.首先,对飞机座舱微环境下的空气质量、污染物扩散、热舒适性等进行了分析评估.然后,阐述了飞机座舱空气环境研究的实验和数值方法.最后,进一步分析了相关研究方法的优缺点,并对不同研究方法的前瞻性研究对象和新一代环控系统进行了展望.     

一种高温瞬时灭菌民用飞机空调系统（英文）

飞机座舱是一个狭小的封闭空间环境,空调系统的供气品质关系着舱室乘员的健康。为了保障新型冠状病毒(2019-nCoV)疫情期间飞机座舱内乘员的健康安全,本文提出了一种新型的高温瞬时灭菌空调系统(Ultrahigh-temperature instanteous sterilization air conditioning system,UHT-ACS)。在此基础上,对不同飞行状态下的UHT-ACS系统和传统飞机空调系统(Air conditioning system,ACS)进行了仿真计算。通过分析可知,UHTACS系统中的座舱再循环空气与高温高压的发动机引气相混合后,混合空气温度可达148.8℃,从而实现高温瞬时灭菌的目的。当热天UHT-ACS系统进行制冷时,系统送风温度为12℃左右,当冷天UHT-ACS系统进行加热时,系统送风温度为42℃左右,满足飞机空调系统的要求。通过与传统飞机空调系统的对比可知,当系统新风量为60%,再循环空气为40%时,本文提出的新型UHT-ACS系统供气温度与传统飞机空调系统供气温度一致,并且UHT-ACS系统的涡轮出口空气温度要高于传统飞机空调系统,这有助于降低涡轮出口结冰的风险。因此,本文提出的新型UHT-ACS系统可满足飞机不同飞行状态下的空气调节需求,能够为飞机座舱提供安全供气。     

基于Labview的高空模拟舱模拟特性研究

为模拟飞机在各种飞行状态下所处大气环境压力的变化,建立了基于虚拟仪器的高空模拟舱系统,以实现飞机座舱压力控制系统的性能测试。在分析高空模拟舱系统工作特性的基础上,采用Labview软件开发数字比例-积分-微分(Proportion-integration-differentation,PID)控制器,基于SCXI硬件系统构成的虚拟仪器测控平台,实现了高空模拟舱系统的压力控制。在高空模拟舱系统上进行了数字气动式座舱压力控制系统的性能试验,结果表明高空模拟舱系统能够准确模拟飞机的飞行状态,为座舱压力控制系统的性能测试提供良好的试验条件。     

某型飞机维修仿真训练系统的设计与实现

从某新型飞机维修保障实际出发，结合部队实际训练需求，综合运用多种仿真技术，在模拟仿真飞机座舱环境及设备工作过程的基础上，开发适用于各层次、各专业维修人员迅速提高飞机维修保障能力的维修仿真训练系统。实现了飞机各专业通电检查、地面设备检测、操作技能训练、故障分析排除、设备虚拟拆装、专家智能评判等功能。该系统对尽快提高飞机维...     

B737-800飞机使用升限计算方法研究

首先确定飞机推力、过载限制以及座舱压力这三个限制因素;然后运用飞机最大爬升推力表求最大爬升推力,并对极曲线的运用得到相应的阻力,再将所得数据进行爬升公式的带入,并得到了推力限制高度。同时通过公式的转换得到飞机过载公式,通过确定飞机不同速度下的升力,最终得到相应过载下的限制高度。综合的座舱压力限制值、飞机的推力和飞机的过载限制高度,最终得到飞机的使用升限和飞机使用升限的计算方法。选定B737-800机型来进行具体的算例分析,通过对该机型进行推力限制、过载限制以及飞机座舱压力限制三个方面分析及计算,最终获得了该机型的最大使用升限。     

起飞航段飞机尾气扩散研究

随着我国航空运输的快速发展,飞机排放污染也越来越受社会关注,国内外对终端区内基于进离场飞行程序的污染物排放研究甚少。本文主要先评估起飞初始阶段尾气中污染物的排放,从而分析污染物的扩散情况。分析了ICAO基准排放模型和各污染物的基准排放指数,给出飞机的运动模型,计算出飞行程序运行的污染物排放量;建立飞机污染物扩散模型,分析污染物的扩散情况,主要分析风对污染物扩散的影响。以天津滨海国际机场VYK-01D离场飞行程序为例,利用MATLAB2010b进行仿真分析该飞行程序的污染物的扩散情况。仿真结果表明:在起飞的初始阶段各污染物的排放量与ICAO的基准数据误差在适当范围内;污染物的扩散接近于现实情况。     

飞机操纵装置优化布局

针对我国开展的大飞机开发与研制,对飞机操纵装置优化布局开展了三个方面的研究与探讨。1）采用计算机图形学和人机工效评价软件JACK对座舱布局特别是操纵装置布局进行工效分析,从手的作业舒适域和腰椎受力分析探讨了操纵装置布局的合理性;2）提出了人体简易力学模型对腰椎受力进行了计算;3）采用人体运动仿真给出了适于操纵装置布局的手的作业舒适域。     

波音737NG引气剪刀差故障分析

波音737NG飞机引气系统作为飞机的重要系统直接影响着飞机空调、座舱增压、发动机和机翼的防冰。B737NG飞机引气剪刀差故障就是发动机引气系统出现性能衰减的初始表象并且经常被人忽视。本文通过分析典型的引气剪刀差故障,并在飞机缺少专用的引气测试设备时,提供快速的故障判断方法。     

飞机座舱内空气速度和温度分布的数值模拟

飞机座舱内空气的流场和温度场直接影响到乘员的舒适性。本文应用雷诺平均Navier-Stokes方程和Launder-Sharma低雷诺数模型计算了飞机座舱内的流场和温度场。文中对对流－扩散方程中的对流项分别采用低阶和高阶精度格式进行了离散，计算结果表明高阶精度格式更适合飞机座舱内空气分布的数值模拟。     

来流马赫数对座舱气动加热影响的数值模拟

采用数值手段研究了来流马赫数对飞机座舱附近区域气动加热的影响,计算的来流马赫数为0.8~2.0,基于翼展的雷诺数为107。通过分析飞机蒙皮表面的温度分布、表面摩擦因数、壁面法向速度梯度和热流量等物理量,给出了飞机头部座舱附近区域的气动热分布情况。计算结果表明,随着来流马赫数的增加,壁面法向速度梯度增大,飞机对称面上的平均温度、表面摩擦因数和热流量随之增大。此外,针对某型号飞机的计算结果表明,座舱附近区域上表面中心线上的平均温度与来流马赫数、自由来流温度之间呈一定的函数关系。     

多目标约束下的民机舱室气流组织优化研究

民机客舱内的气流组织和人体热舒适性受到送风形式、送风温度和风量等多种因素的影响。在现代民机舱室设计中,客舱新风的送风形式很大程度逐渐受限于舱室美学设计方案。本文采用CFD流体仿真技术,结合客舱内饰设计对民机客舱的热环境和舱内人体热舒适性进行研究。本文建立了适用于民机客舱热环境仿真的多目标优化方法,对新型行李箱结构设计下的顶部送风口的位置进行优化分析,优化结果能够明显改善民机客舱内的空气分布和乘客的热舒适性。研究发现新型行李箱结构会使得顶部新风产生贴壁流动的康达效应。康达效应会很大程度上改变顶部新风的流动轨迹,影响新风利用率和乘客的舒适性。     

飞机座舱结构声的弹性波主动控制研究

研究通过控制飞机座舱结构振动的弹性波的传播来减少由振动产生的辐射噪声的方法。制作了飞机座舱原理性模型，分析了外界气动力作用下弹性振动传播的主要路径，确定了压电元件的布置方案。利用弹性波控制的基本思想，采用IIR自适应滤波嚣识别被控通道的特性，实现对座舱结构振动的前馈控制，以抑制其辐射噪声．进行了不同单频激励下的振动和噪声控制试验，并测量了控制前后的振动和噪声。结果表明，控制后振动和噪声衰战了10dB以上。     

某型机供气分配系统故障分析与设计改进

本文对某型机空调供气分配系统出现的问题进行了研究,通过运用流体仿真手段对供气分配系统的压力损失、温度、流量和流速进行计算分析,并与空调系统性能试验结果进行对比分析,选择合理的驾驶舱和客舱分配比例,最终确定了空气分配系统的改进方案,改进后的供气分配系统操作简单,维护方便,经试验测试性能满足空调系统设计要求。     

逆升压电子设备冷却系统的微机控制

逆升压电子设备冷却系统具有两种冷却方式─—冲压空气冷却方式和空气循环冷却方式，必须要有一套控制机构来自动选择系统的冷却方式。文中分析了以往的机械传动控制方法和基于三点温度的微机控制方法，并指出这两种控制方法的缺点。最后提出一种新的基于飞行高度及马赫数的微机控制方法。     

民用飞机客舱构型选装方案研讨

对客舱构型选装的重要性、安全性和经济性进行分析,阐述在低运营及维护成本的条件下,如何实现客舱的先进性和舒适性,从而满足航空公司的品牌要求、业务战略要求和其他要求。并针对低成本航空公司提出了切实可行的客舱构型选装的初步方案,给目前低成本航空公司的发展提供一定的参考价值。     

直升机动力舱冷却系统冷却孔进气优化设计

对某型民用直升机动力舱冷却系统冷却孔的进气性能开展优化研究,参考飞机辅助动力单元(Applicant power unit,APU)进气系统形式设计了两类收风装置。采用数值仿真手段,对比分析在多个速度的前飞状态和不同爬升率的爬升状态下3处冷却孔的进气性能。结果显示基于Scoop型设计的收风装置在直升机大速度前飞状态收风效果最好,但在小速度前飞状态进气性能没有得到改善。基于Flush型设计的收风装置同样具有改善进气性能的作用,其最显著优点是在所有飞行状态均保证较高的冷却进气量。为后续的优化设计研究工作指明了方向。     

机翼喷流增升机理的风洞试验研究

在西北工业大学NF-3风洞中对以喷气襟翼为基础的运输机新型高效增升系统的机理进行研究.简述了基于喷气襟翼的运输机增升装置、风洞试验装置和试验模型的设计,给出了喷气压力、喷流速度和简单襟翼偏角参数对增升效果和飞机气动性能影响的研究结果.研究表明:以喷气襟翼为基础、结合简单襟翼有可能满足运输机高效增升的要求;下翼面后部喷气不仅在升力方向产生分量,且能有效推迟机翼失速、提高下翼面压力、增加机翼环量,从而增加升力.     

飞机客舱塑料装饰件损坏的常见原因及处理方法

飞机客舱装饰件大部分为塑料件,安装及使用不当极易造成损坏,装饰件损坏后无法修理,只能更换。通过对塑料装饰件的内应力、挤压应力开裂、环境应力开裂、人为因素损坏的分析,找出装饰件损坏的主要原因,提出相应的解决办法,延长塑料装饰件的使用寿命。     

基于狭缝湍射流多尺度特征研究的机舱条缝送风口内结构的优化设计

针对 MD-82真实客机座舱内现有的壁面条缝型送风口流场平均流速沿座舱轴向分布的不均匀性,提出了一种送风口条缝形芯内结构的设计,使条缝型送风口处气流混合更加均匀,湍流发展更充分,平均流速沿座舱轴向分布更加均匀。并利用热线测速技术,精细测量条缝型送风口流场进行验证。从吹风感舒适性要求出发,利用子波分析,对条缝型送风口流场不同位置的瞬时速度时间序列信号作多尺度湍涡成分分析。结果表明:加装了条缝形芯内结构的条缝送风口流场的气流脉动特征频率始终维持在21.83Hz 左右,而导致人最不舒适的空气速度脉动频率为0.2~0.6Hz,从而证实加装了条缝形芯内结构的条缝送风口流场的气流提高了人体感觉的舒适性。