xx型飞机燃油箱惰化系统设计与仿真分析

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要飞机燃油箱惰化技术是利用空气分离装置，将飞机发动机引气进行分离，产生油箱惰化所需富氮气体，并将该富氮气体充入油箱，以实现油箱气相空间氧气浓度控制。它是目前确保飞机油箱安全、抑制油箱燃爆事故发生的最有效实用、最经济的方法之一。论文结合XX型飞机燃油箱惰化系统仿真技术研究任务需求，对XX型飞机惰化系统的设计与仿真技术开展了较为深入的研究，其主要内容包括：1）系统地总结与综述了前人的研究成果，提出了本文的研究方案；2）从惰化系统结构设计、安全性分析和性能要求出发，制定了飞机燃油箱惰化系统的设

2、计原则，完成了惰化系统的总体设计，并就燃油箱惰化系统中主要零部件的选择与确定，提出了合理建议；3）基于燃油物理-化学性能，运用质量守恒定理，建立了燃油箱惰化流量需求计算模型，并采用Matlab编程计算；通过计算结果与实验数据的分析比较，验证了模型的正确性；在此基础上，依据XX型飞机油箱结构特点，分析研究了特定飞行包线下XX型飞机燃油箱惰化对富氮流量的需求和影响因素，绘制了惰化流量-惰化时间变化曲线，总结了选取最佳惰化流量的方法；4）采用CFD数值方法分析了XX型飞机惰化过程中油箱上部气相空间氧气浓度的变化规律。研究结

3、果表明：单独改变进气孔或隔舱间通气孔的布置，仅对XX型飞机Bay1隔舱内的氧气浓度变化产生较大影响，但对整个油箱平均氧浓度的影响甚微；如采用多进气孔布置，各隔舱间氧气浓度变化将会更加均衡，但对于富氮气体的有效利用不利；因此，在对XX型飞机油箱惰化系统的优化设计中，还需要综合考虑油箱通气布置方案的影响，并对富氮气体的分配方式开展进一步的研究，以提出最佳的惰化气体分配方式。本文研究成果可为XX型飞机油箱惰化系统设计及油箱惰化方案选择提供参考。关键词：油箱惰化，惰化系统总体设计，富氮气体流量，数值方法，气体分配方案I万方数

4、据XX型飞机燃油箱惰化系统设计与仿真研究AbstractTheinertingtechnologyofaircraftsreferstoinjectnitrogen-enrichedair(NEA)generatedbyon-boardairseparationmodule(ASM)intofueltanktomaintaintheoxygenconcentrationbeinglowerthanthefuelflammablelimit.Today,itbecomesoneofthemosteffectiveand

5、economicalwaystoensuresafetyandinhibitexplosionaccidentofaircraftfueltank.CombiningwiththetaskofXXaircraftfueltankinertingsystem,thedesignandsimulationoftheinteringsystemisstudiedindetailincluding:1）Thepreviousresearchresultsandcontributionsweresystematicallysu

6、mmarizedandreviewed.Consequently,aresearchschemewasproposed.2）Basedonstructuredesign,analysisofsecurityanddemandsofperformance,adesignprinciplewasproposed,theoveralllayoutoftheinertingsystemwasconducted,themajorcomponentswareselectedandsomereasonablesuggestions

7、forthisinertingsystemwereoffered.3）Intermoftheessentialphysical-chemicalcharacteristicsofaviationfuelandtheconservationofmass,atheoreticalmathematicalmodelwasestablishedandsolvedviaMatlabprogrammingtoacquirethedemandofflowrateofNEA.Themodelwasverifiedbycomparin

8、gthepredictionresultwiththeexperimentaldatareportedinliteratures.AccordingtostructurecharacteristicsofXXaircraftfueltank,theflowrateofNEAandtheinfluencefactorswereanalyzed.T