飛機環(huán)境控制系統(tǒng)與機艙熱環(huán)境耦合研究.pdf

1、隨著航空事業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的提高以及全球化進(jìn)程的加快，越來越多的人選擇飛機這種交通工具出行。機艙內(nèi)熱環(huán)境狀況與乘機人員的安全、健康和舒適息息相關(guān)。機艙內(nèi)熱環(huán)境狀況受外部環(huán)境條件、飛機環(huán)境控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)以及機艙內(nèi)部設(shè)備、人員散熱的影響。一般情況下，機艙內(nèi)部設(shè)備、人員散熱量固定，而外部環(huán)境條件變化很大。一是在寒冷冬季早上（或炎熱夏季下午）飛機機艙內(nèi)的溫度很低（或很高）不滿足人體熱舒適的要求，二是飛機在飛行過程中，外界大氣溫度變化很大。這

2、些極端的外部條件都會對機艙內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生影響，飛機環(huán)境控制系統(tǒng)需改變送風(fēng)參數(shù)保證機艙內(nèi)的熱環(huán)境處于適宜狀態(tài)，而機艙的熱環(huán)境又對飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。因此，為創(chuàng)造良好的機艙熱環(huán)境和優(yōu)化飛機環(huán)境控制系統(tǒng)，需要研究飛機座艙熱環(huán)境與飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的相互關(guān)系。
　　研究機艙熱環(huán)境和飛機環(huán)境控制系統(tǒng)有實驗測量和數(shù)值模擬兩種方法。實驗法可以獲得真實、可靠的數(shù)據(jù)，但成本較高，耗費的人力物力較大;數(shù)值模擬法成本低廉并可以獲得較詳細(xì)信息，但是

3、數(shù)值模擬的可靠性需要進(jìn)行驗證。因此，本研究將實驗法和數(shù)值模擬法相結(jié)合，先用實驗法研究飛機在地面工況下，寒冷冬季和炎熱夏季條件下飛機環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙內(nèi)熱環(huán)境的相互關(guān)系，然后采用數(shù)值模擬的方法建立地面環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙熱環(huán)境的模型進(jìn)行模擬計算，通過對比模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)驗證所建模型的合理性和正確性，然后采用數(shù)值模擬的方法研究飛機在飛行過程中的環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙內(nèi)熱環(huán)境變化的關(guān)系。
　　實驗結(jié)果顯示在地面工況下采用環(huán)境控制系統(tǒng)對機艙內(nèi)

4、熱環(huán)境進(jìn)行控制時，冬季加溫過程中機艙內(nèi)空氣溫度分布存在明顯的垂直溫差現(xiàn)象，而夏季降溫過程中機艙內(nèi)溫度分布比較均勻。采用Simplorer軟件和Fluent軟件分別建立地面工況下飛機環(huán)境控制系統(tǒng)模型和機艙熱環(huán)境模型，并將兩個模型耦合起來進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好，因此所建模型使可靠的。采用數(shù)值模擬的方法研究飛機在飛行工況下環(huán)境控制系統(tǒng)和機艙熱環(huán)境之間的關(guān)系，模擬結(jié)果顯示飛行工況下，在環(huán)境控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，機艙內(nèi)的溫度分布比較均勻