飞机燃油系统集成设计考虑

系统集成设计是现代飞机研制中的核心技术。本文通过飞机燃油系统集成典型案例,采用系统工程的思想,分析系统集成相关要素,给出燃油系统集成设计的一般思路。研究结果可用于指导飞机燃油系统设计及飞机系统集成优化借鉴。     

燃气轮机模型燃烧室的大涡模拟

燃烧室内的燃油雾化、蒸发以及和空气进行混合过程对燃烧过程有重要影响。提出1种基于大涡模拟的数学模型来模拟燃烧室内燃料喷射、蒸发和混合过程。被空间滤波掉的亚网格尺度涡对大尺度涡的影响由求单方程SGS湍流模型进行模拟。采用拉格朗日法和蒙特卡洛技术对流场中的喷雾粒子进行采样跟踪,采样喷雾粒子在流场中作为点源项与气相进行质量、动量和能量的双向耦合。提出1个基于SGS湍流动能的双向耦合模型来模拟SGS脉动速度对喷雾粒子运动的影响以及喷雾相对SGS湍流动能的影响。通过对1个同轴模型燃烧室中的喷雾蒸发及混合过程的大涡模拟,将预测结果和试验值进行了比较,预测值和试验值吻合良好,验证了模型的可靠性。     

基于时域仿真的飞机燃油管道卡箍振动疲劳分析

近年来,随着飞机性能的逐渐提高,管路系统的设计理念不断完善,对管路的卡箍也提出了更高的可靠性要求。基于这种情况提出了一种基于时域仿真的飞机管道卡箍振动疲劳寿命分析方法,该方法的优点在于振动响应和疲劳分析均在时域进行,减小了频谱分析所带来的误差。基于梁单元模型建立了管道有限元模型,在随机激励下,通过时域数值积分法进行了管道系统动力学分析,发现振动最大的卡箍,并输出卡箍位移载荷时间历程。建立卡箍实体有限元模型,利用瞬态分析的方法仿真在卡箍振动位移载荷作用下的振动薄弱环节应力,得到危险点应力时间历程。在时域利用雨流计数法编制载荷谱,并运用线性累计损伤理论,进行了卡箍疲劳寿命仿真分析。针对某型飞机发生了卡箍断裂故障的燃油管路,对管道进行了卡箍优化,并建立了该段管道的试验模型,在振动台上进行了振动试验,试验结果验证了仿真分析的准确性,说明了该方法的有效性以及工程实用性。     

穿孔管式扩散器出口流速均匀性研究

为解决穿孔管式燃油扩散器内部压力分布严重不均匀,导致燃油扩散器出口流速不符合要求的问题对穿孔管式扩散器出口流速均匀性开展研究。以 Matlab 及 Fuent 软件为平台,通过 Sparlar-Allmaras 湍流模型来处理燃油在扩散器内的三维流动,建立穿孔管式扩散器内部燃油流动模型,并分析其内部压力分布及出口处的速度分布。多次选代计算后,发现网孔开设及内部构型设计可有效调节内部的流动方式和压力分布。其中网孔开设方面应考虑开孔总面积足够大:另外,对内部构型进行修型,在扩散器内部适当位置添加合适高度的孔板。详细给出了网孔的开设方法及扩散器内部需重点考虑的3个关键孔板的设计规律,对穿孔管式燃油扩散器的设计及优化提供了理论参考。     

两种直升机多舱油箱惰化系统代偿损失比较

针对某型直升机多舱油箱,设计了冷却空气控温和燃油热沉控温的 2种多舱油箱惰化系统。基于 AMESim平台搭建了这 2种系统模型,研究了这 2种系统的控温效果和各舱油箱参数变化规律,并且引入代偿损失指标对这 2种系统性能进行评估。仿真结果表明:2种惰化系统均能控制膜前温度维持在 90℃;燃油热沉控温的多舱油箱惰化系统在整个飞行过程中,各舱油箱中最高燃油温度小于 32℃,没有超过许用限制;对于直升机而言,由于油箱相比大型客机而言体积较小,通过计算可得,冷却空气控温的多舱油箱惰化系统的燃油代偿损失小于燃油热沉控温的多舱油箱惰化系统的燃油代偿损失。仿真结果为多舱油箱惰化系统的设计和优化提供了参考依据。     

先进飞机中燃油系统的综合化控制与管理

机载机电系统的综合管理与控制逐渐成为现代飞机发展的必然趋势.论述了机载机电系统以及机电公管计算机(USMC)对燃油系统的控制与管理功能,介绍了双余度的机电公管计算机对燃油系统的控制方法,介绍了机电系统的主要子系统之一--燃油测量系统的工作原理,详细地分析了燃油系统各油箱油量的采集及测量方法,论述了机电公管计算机对燃油系统的供油/输油控制、加/放油控制、热负载控制等功能.说明了随着电子技术飞速发展,各机电子系统相互独立,各自为政的状况已不能满足日益发展的新一代战机的要求.开发出机电综合控制与管理系统,实现机电系统的统一调度与全局控制,实现各子系统之间的信息共享,满足系统的小型化要求,是新型战机发展的必然趋势.     

飞机燃油系统地面模拟试验干扰的产生和处理

分析燃油地面模拟试验台测控系统在调试过程中模拟量输出信号出现大幅度波动的原因,介绍其处理过程及实际效果,指出在试验中应采取的措施。