隔板对双座座舱热舒适性的影响

<正>在考虑空气温度、相对湿度、风速和辐射影响的基础上,针对座舱热舒适性开展了研究。通过对湿黑球温度指数的简化,得到简化的湿黑球温度指数WBGTs,并作为座舱热舒适性的评价指标。同时,针对某种型号的双人座舱进行通风方案的数值模拟,研究了内部隔板对人体热舒适性的影响。计算结果表明,在合适的气流组织下,隔板对双座座舱内热舒适性的影响作用不明显,在设计中可以取消隔板设计。     

宽体客机座舱COVID-19传播特性研究

针对新冠疫情下座舱内乘客因气流组织分布而产生交叉感染问题，以宽体客机座舱为对象，研究了座舱内COVID-19病毒的传播特性，并提出了人体微环境控制方法来抑制病毒在座舱内的传播。采用拉格朗日方法模拟了座舱旅客呼出带病毒飞沫，揭示了座舱内病毒传播轨迹和分布特性，分析了不同送风方式、送风速度以及人体微环境控制技术对座舱内病毒颗粒传播特性的影响。提出了相对暴露值量化不同位置乘客被病毒飞沫污染程度。结果表明：送风速度对座舱内病毒飞沫传播的影响相对较小，顶/侧送风的组合送风方式可有效降低病毒飞沫的扩散范围；在座舱上方增加气幕带送风式的人体微环境控制方法，有效降低了舱内病毒飞沫浓度，减小了人员交叉感染风险，相邻位置乘客感染的相对暴露值降低了65%，其他位置乘客相对暴露值降低约90%。     

基于客流密度的地铁列车空调夏季送风温度控制模型研究

客流密度是影响地铁列车客室内热舒适性环境的重要因素,传统的地铁列车客室温度控制主要是根据UIC-553标准,以室内外温差作为控制核心.本文通过构建全尺寸地铁列车客室-乘客-空调送风耦合的一体化模型,利用实车试验与数值模拟相结合的方法,对地铁列车客室内的热舒适性展开研究.探讨客流密度对地铁列车客室内热舒适环境的影响规律以及不同客流密度下客室平均温度与空调送风温度之间的关系,得到了不同客流密度下能满足人体热舒适性体验的空调送风温度,提出了一种基于客流密度的地铁列车空调夏季送风温度控制模型.     

一种清除引气污染物的空调梯形信号送风方法

针对现有飞机客舱空调采用常规的恒值信号送风，无法将引气污染物快速排出舱外的问题，采用计算流体力学（CFD）技术建立Boeing737飞机客舱仿真模型，并使用粒子图像测速（PIV）实验验证客舱仿真模型的准确性。提出客舱空调采用梯形信号送风，与客舱空调常规的恒值信号送风进行对比，以NO2为引气污染物，模拟在相同通风量不同信号送风下，天花板送风、侧壁送风、混合送风方式的流场特征与污染物扩散规律，将等效稀释通风量指标与吹风感指标结合，确定飞机空调最佳送风工况。仿真结果表明：采用等效稀释通风量指标对客舱整体排污效果进行评估，相比于恒值信号送风，客舱空调采用梯形信号送风在天花板送风、侧壁送风、混合送风方式下等效稀释通风量分别提高了78.2%、34.3%、23.1%。其中，客舱空调使用梯形信号送风在天花板送风方式下具有最好的排污效果，并且其吹风感指标DR(Draft Rating)低于20%，满足乘客热舒适性要求，梯形信号送风的吹风感指标优于方波信号送风，排污效果优于正弦信号送风。     

飞机环控系统供气温度、流量和湿度对座舱热负荷的影响

 将歼击机前机身置于电辐射加温器内,当座舱盖温度达６０℃,飞机座舱驾驶杆周围温度稳定在４０℃时,座舱空气调节系统使用不同的供气温度、供气流量、含湿量进行通风降温,观察对座舱温度和人体温度参数的影响。供气温度与座舱三球温度指数（ＷＢＧＴ）和座舱平均舱温（Ｔｄｂ）呈正相关。供气流量３００ｋｇ／ｈ降温效果优于２５０ｋｇ／ｈ。供气温度与２０ｍｉｎ时的平均皮肤温度下降值（ΔＴｓｋ）呈负相关。供气温度高,人体出汗量高,人体热反应明显。ＷＢＧＴ３０℃,使用０℃供气温度在短时间内可使座舱温度和人体Ｔｓｋ降至工效区范围,多数指标可满足国家军用标准的要求。     

空间站睡眠区气流组织仿真分析

为了营造舒适安全的空间站睡眠区气流组织环境,建立了三维睡眠区仿真模型,使用FLUENT对空间站睡眠区的流场、温度场以及CO2浓度场进行了数值计算,选取面部速度舒适比例和空气龄作为评价指标,对乘员面部区域气流组织质量进行了评价。结果表明:乘员面部区域速度舒适比例能够达到70%,满足航天员的安全与舒适性要求指标;乘员头部区域空气龄均值为28.4 s,空气较为新鲜;乘员头部区域温度在25℃左右,满足散热需求;乘员口鼻区CO2浓度低于1000 ppm,满足安全性要求。该通风方式满足空间站睡眠区的环控生保设计要求。     

考虑污染物传播规律的飞机座舱送风方式研究

为充分认识飞机座舱内污染物传播机理并控制和减少座舱内污染物传播,研究了不同送风方式对座舱内污染物传播特性及空气品质的影响。以波音737-200机型为研究对象,利用CFD技术建立了5排座舱模型,模拟计算了天花板和天花板+侧壁两种送风方式下座舱内气流场及污染物浓度场,通过等比例实验舱对部分工况气流场和污染物浓度值进行验证,并以空气龄为评价指标对空气品质进行评价。结果表明：在同等送风量下,天花板+侧壁送风更有利于污染物的扩散,通风效果充分,而天花板送风更容易造成污染物单点聚积,通风效果较差,且经济性较差。     

旅客机座舱热舒适动态特性仿真

巡航飞行时,旅客机座舱内相对湿度和空气密度都低于地面建筑物环境。低相对湿度会造成更高的蒸发热损失,低密度空气却会减少对流换热,在这2种因素的复合作用下,会使座舱内热舒适性与地面建筑物有所不同。针对传统旅客机环境控制系统不能完全满足座舱内舒适性要求的状况,提出一种直接以舒适指标PMV为控制目标的热舒适控制策略,应用集总参数法建立了座舱热舒适动态特性模型,并采用仿真方法研究了分别以PMV和温度作为控制目标时,座舱内热舒适的动态特性。仿真结果表明,舒适控制能更好地满足座舱内的热舒适;此外与地面建筑物环境相比,需要更高的空气温度才能使座舱达到热舒适。     

我国飞行员第一代通风服研制回忆

在军用飞机中,个人致冷的需求来自三方面的原因:飞机的工作环境;飞机飞行时产生的热;飞行员复杂的防护服和装备.研制既能在高温条件下防热,又能在低温条件下防寒的通风服,遇到许多困难,但是世界各国在这方面做了许多研究工作,通风服在军用飞机中得到较为广泛的实际应用.通风服提高人体对高温的耐力是很显著的.如穿着通风服用7℃气体通气,通风流量为27米~2/分,可使人在高温达71℃的环境中愉快地工作,大大减少出汗和呼吸反应,体温变化减少.若使用通风服而使人体皮肤温度保持在舒适温度,则环境气温即使高达125℃,停留4小时,人体也可以耐受.     

飞机座舱颗粒物浓度评估方法研究

飞机客舱内的空气品质越来越受到关注，舱内颗粒物浓度超过限值会对人体健康造成伤害。因此在飞机通风系统设计时必须考虑座舱颗粒物浓度限值对系统设计的约束。可吸入颗粒物包括粗颗粒物PM10和细颗粒物PM2.5。以某民用飞机为研究对象，提出飞机座舱颗粒物浓度评估方法。通过对国内外相关技术文献调研并进行指标权衡分析，得到颗粒物浓度权衡指标限值。以舒适值作为设计需求，对某民用飞机通风系统设计方案的需求符合性进行评估。结果表明，不考虑舱内源产生的颗粒物时，达到稳定的舱内颗粒物浓度与座舱容积、通风量无关，座舱内颗粒物浓度稳定值PM2.5为31.5 μg/m3，PM10为51.75 μg/m3。为满足座舱颗粒物环境舒适性设计需求，需增加过滤器。经计算，不安装再循环过滤器时，引气过滤器效率最低限值为5.5%；不安装引气过滤器时，再循环过滤器效率最低限值要求为26%。     

飞机舱门失效乘客减载计算方法的探讨

从适航当局、航空器制造商要求出发，从适航角度探寻了飞机舱门失效时需要进行旅客人数减载的原因。根据FAA、EASA、CAAC对各种机型舱门失效的要求，对比分析了各民航体系的要求差异，总结了舱门失效时计算旅客人数减载量的方法。在舱门失效对旅客人数进行减载时，航空公司需要综合考虑航班是否为跨水航班、舱门性能、救生筏性能。根据实际飞机客舱布局，结合航班的销售情况，在满足适航要求的同时，将因客舱门失效带来的经济损失降到最低。通过公式和表格，可以比较迅速地完成旅客人数减载量计算和减载区域指定。最后根据分析和实例计算，发现FAA体系下计算方法简单，但是对减载区域的限制比较严格；EASA计算方法比较繁琐，但在指定减载区域时比较灵活。     

一类公务机客舱布置的多目标优化

针对双发涡扇公务机在总体设计阶段的客舱布置,建立了基于经济性与舒适性的优化模型并计算了一个案例。运用回归分析对大量该类飞机的历史数据进行了统计分析,得到了若干客舱几何参数与飞机总体参数及经济性、舒适性指标的数学关系式,并提出了两类指标的数学模型并进行了无量纲化。最后通过线性加权法求解了基于经济性与舒适性的多目标优化问题...     

Thermal comfort assessment in civil aircraft cabins

Aircraft passengers are more and demanding in terms of thermal comfort. But it is not yet easy for aircraft crew to control the environment control system(ECS) that satisfies the thermal comfort for most passengers due to a number of causes. This paper adopts a corrected predicted mean vote(PMV) model and an adaptive model to assess the thermal comfort conditions for 31 investigated flights and draws the conclusion that there does exist an uncomfortable thermal phenomenon in civil aircraft cabins, especially in some short-haul continental flights. It is necessary to develop an easy way to predict the thermal sensation of passengers and to direct the crew to control ECS. Due to the assessment consistency of the corrected PMV model and the adaptive model, the adaptive model of thermal neutrality temperature can be used as a method to predict the cabin optimal operative temperature. Because only the mean outdoor effective temperature ET* of a departure city is an input variable for the adaptive model, this method can be easily understood and implemented by the crew and can satisfy 80–90% of the thermal acceptability levels of passengers.     

大型客机总体设计准则与概念创新

 从研制中国未来具有全球市场竞争力的大型客机为出发点,结合波音和空客下一代大型客机的研究思路以及美国和欧洲近年来围绕大型客机的若干重大研究计划,较深入地分析了在我国的大型客机的研制中实现安全性、经济性、舒适性和环保性总体设计思想的重要性和必要性。在此基础上,就如何建立大型客机综合考虑安全性/经济性/舒适性/环保性设计与评价准则体系,评价思路与方法进行了探索和研究,这对我国大型客机的研制具有借鉴意义。此外,依据详实的数据,分析了2种新概念布局方案,即“BWB-C”型翼布局方案和“大载重浮升式飞机”方案,与目前常规布局方案飞机优缺点,同时分析了应用多学科精细设计方法对于提高大型客机飞机经济性的效果。在此基础上,指出了概念创新和多学科优化精细设计方法大规模应用对于提高大型飞机安全性/经济性/舒适性/环保性的重要意义。     

Experimental and numerical simulations of idealized aircraft cabin flows

Two different generic cabin configurations, deduced from the passenger cabin and the sleeping bunk of a modern mega liner, have been investigated numerically by means of Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) computations and experimentally by particle image velocimetry (PIV) as well as thermography. In order to study the flow of fresh air in the vicinity of the luggage compartment, a cabin mock-up which represents the region above the passengers to the luggage compartment has been built. Additionally, a single person sleeping bunk of the crew rest compartments was considered. Comparisons between computations and measurements show a good agreement. They further indicate that higher order low Reynolds number turbulence models are suited best to predict the complex 3D-cabin airflow with separation.     

基于适航符合性的翼身融合布局客机客舱布置设计

基于适航符合性，结合结构空间限制，从过道宽度、最大并排座椅数、应急出口布置、应急撤离、乘务员座椅布置、洗手间和厨房布置等方面，对某翼身融合布局客机方案的客舱布置开展设计，得到了382座典型两舱布置方案，该方案具有2对机头A型出口和4个机腹A型出口，4条纵向通道和5条横向通道。该布局可以满足适航标准对过道宽度、最大并排座椅数、应急出口类型、应急出口均布性、应急出口通路、乘务员数量、乘务员视界等相关要求。通过与座级相当的常规客机对比，该布局纵向和垂向空间舒适性较高，公务舱座椅排距约多出58%，靠近舱室壁板的乘客头部空间约多出4%~18%；但横向空间舒适性稍差。通过应急撤离仿真系统分析，该布局满足"90 s应急撤离"要求。     

座舱湿度的模糊控制

旅客机在巡航高度上,机外空气的相对湿度很低,如果不进行加湿,会使舱内相对湿度与机外大气湿度持平,远低于人体耐受范围。长时间处于低湿度环境会使人感到不舒适并带来其他一些生理问题,所以,在旅客机的飞行过程中,对座舱的加湿是必要的。但是空气湿度控制系统是一个复杂的非线性控制问题,采用传统模型比较难建立控制方程。模糊控制正好可以适用于这样的复杂系统。以某客机的一次飞行包线为例,建立了基于模糊控制原理的湿度控制模型,并进行了仿真。仿真结果表明,采用模糊控制的湿度控制系统能够很好地满足舱内湿度的控制要求。