大型民机气压能网络用能分析

《大型民机气压能网络用能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大型民机气压能网络用能分析EnergyAnalysisofPneumaticNetofLargeCivilAircraft南京航空航天大学航空宇航学院孙亚辉苏向辉【摘要】大型民机气压能网络是指飞机上的气源系统和以引气为能源或利用引气工作的系统和部件的总和。针对大型民机气压能网络分析各子系统的工作原理、结构和用能特点，并从大型民机适用性和气压能消耗的角度，总结提出一种较优的气压能网络结构，为大型民机减少能耗提供参考。关键词：大型民机气压能网络工作原理用能分析[ABSTRACT】Pneumaticnetoflargecivilaircraf

2、tisthesumofpneumaticsystemandsystemsorcomponentswhichusebleedairaspowersource．Workingprinciple，structureandenergycharacteristicofsubsystemshavebeenanalyzedtosummarizeabetterstructureofpneumaticnet，consideringapplicabilityoflargecivilaircraftandconsumeofpneumatic．Theresul

3、tscangivesomereferencestothelargecivilaircraftdevelopment．Keywords：LargecivilaircraftPneumaticnetWorkingprincipleEnergyanalysisDoI：10．16080／j．issnl671．833x．2015．S2．092大型民机是目前我国航空的发展重点，而减少油耗、提高经济性是大型民机研制中最主要的研究方向之一。利用先进的气动设计技术，优化机翼和后体的气动性能，可减少飞行阻力、提高升阻比和巡航效率，降低飞机耗油率。在发动机方

4、面，通过增大涵道比提高推进效率，利用涡轮涂层、冷却技术提高涡轮前温度，可以降低飞机油耗”。】。但这些研究大多存在着研究周期长、投入大或者技术相对成熟、提升空间小等问题。大型民机的气压能网络是指飞机上的气源系统和以引气为能源或者利用引气工作的系统和部件的总和。气源系统将飞机的部分燃油消耗转换为气压能供给各用户系统。用户系统利用气源系统的高温高压引气完成相应工作。对整个气压能网络中各子系统的工作原理和结构进行分析，研究其用能特点，有助于充分利用气压能、减少发动机引气。这样不仅能够直接降低气源系统引气922015年增刊s2造成的发动机推力损失

5、，还能避免大流量引气引起的流动损失和主流不稳定流动，减小对发动机热力循环的不利影响[4-7]o对大型民机气压能网络进行研究能够有效减少油耗、提高飞机经济性。1气源系统气源系统的作用是在飞机飞行或者地面工作过程中，为各个用户系统提供具有一定温度和压力的空气。民机的气源一般由发动机引气、辅助动力装置引气和地面气源组成。典型的气源系统可以分为发动机引气装置、引气预冷器及其调节装置、压力调节器、辅助动力装置、地面气源接头和气源总管等，其结构如图1所示。发动机引气装置用于发动机中压、高压级的混合引气。中压级引气用于起飞、爬行、巡航状态，当中压级引

6、气不能满足用户系统的压力要求，高压级引气补充供气，如飞机降落、等待着陆、地面滑行、高空巡航时【8】。引气预冷装置利用一个空一空换热器实现引气温度的控制，通过改变换热器冷边发动机风扇空气的流量调节引气温度。压力调节器实现引气压力的调节。APU系统可以在地面和飞行高度低于5000m的状态为气源系统供气，地面气源接头在地面时可与空调车相连。两个装置的引气主要用于发动机起动系统和空调系统。气压能网络的引气系统从早期的单级引气发展为高压、中压级交替引气，增大了气压能的利用效率，有效减少了飞机能耗。空客A380和波音777等先进民机上依然使用该类型

7、气源系统。2用户系统大型民机气压能网络的用户系统主要包括：空调系统、防，除冰系统、饮用水箱增压系统、液压油箱增压系统、燃油惰化系统、发动机起动系统等。2．1空调系统空调系统是气压能网络的主要用户系统，其基本工作原理是利用空气循环制冷系统将发动机引气冷却到一定温度，供给座舱各区域。空调系统从结构上大致可以分为引气系统、制冷系统和空气分配系统。从气压能AERONAUTICALMANuFACTURINGTEQ塑趟QLQ鱼Y航空制造技术风扇中间压气机高压压气机风扇调节活门单向活门预冷器高压大气引气活门流量控制活门流量控制活门隔离活门压力地面气源

8、接头调节活门风扇调节活门丘算麟器}≯q品关：兰三门调霉嘉门-大]-气{-L兰癍71气活门辅助动力装置图1气源系统原理图Fig．1Principlediagramofpneumaticsystem利用的角度，