民用飞机燃油箱热特性数值仿真

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1、第43卷第1期2013年1月航空计算技术AemnauticalComputingTechniqueV01．43No．1Jan．2013民用飞机燃油箱热特性数值仿真郭军亮(中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海201210)摘要：燃油温度是民用飞机燃油箱可燃性评估的关键输入参数。基于部分假设，利用Matlab／simulink软件对某型飞机燃油箱热特性进行了数值仿真研究。研究表明，燃油温度仿真结果与飞行试验结果吻合较好。满足适航规章的误差要求。采用数值仿真方法可在飞机设计阶段较为准确地获得燃油箱热特性，用于支持燃油箱内及附近热源

2、部件布置的优化，并可在飞机适航取证阶段提供数据支持。关键词：热特性；燃油箱；民用飞机；数值仿真；适航取证中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1671．654x(2013)叭一0065．04N哪ericalSimulatiOnOnFuelTankThemalCharactersforCivilAillcraftGUOJun·liang(虢n增^口iAirc哪眈s培n口砌尺∞enrc^饥疵“把，幻m舭rc谢Aircn咖co印m如n矿吼i眦，￡叻．，鼢on曲口i201210，∞i加)Abstract：Fueltemperatur

3、esarethepivotalinputparametersforcivilaircraftfueltanknammabilityas—sessment．Basedonsomeassumptions，numericalsimulationstudyusingMatlab／simulinksoftwareonfueltankthe珊alch锄ctersofacertaintypeairplaneispresented．Thestudyindicatedthatthenume—calsimulationdatacouldbebetterco

4、rrelatedwithnighttestdataandtheeITorrequirementsprescribedbyairworthinessregulationcouldalsobematched．Theaccuratefueltankthe咖alcharacterscouldbeob-tainedusingnume打calsimulationmethodandcouldbeappliedtosupportoptimizingheatsourcecompo—nentsinsideornearfueltanka啪ngement．Me

5、antime，thefueltankthe珊alcharacterscouldalsobe印．pliedtopI．ovidedatasupportwhiletheaircraftisunderairwonhinesscertificationpI．ocess．Keywords：the珊alchamcters；fueltank；civilaircraft；numericalsimulation；airwonhinessceni6cation引言近些年来，国内外民用航空管理当局先后发布了一系列适航规章，要求民用飞机制造商采取措施降低飞机的燃

6、油箱可燃性，以提高飞机燃油箱的防爆安全水平¨。4J。固然通过飞行试验可以准确地采集燃油温度，进而获取燃油箱的可燃性水平‘5。6j，但该方法成本高、周期长，且只能在飞机研制后期予以实施。如果飞行试验结果表明飞机燃油箱可燃性不满足适航规章要求，则可能带来较多的设计更改工作，甚至严重影响飞机的研制进度。相比于成本高昂、周期长的飞行试验方法，采用建立燃油箱数学热模型的方法，可对飞机燃油箱热特性进行准确地仿真模拟，在飞机设计阶段即可为燃油箱可燃性评估提供数据输入"1。同时，在飞机设计阶段可为燃油箱内及附近热源部件的布置优化提供指导，并在飞机适航取

7、证阶段提供数据支持。国外相关研究机构已对飞机燃油箱热特性仿真开展了较多研究旧一0

8、，取得了一定的研究成果，并有力地支持了飞机的研制和适航取证工作。从公开发表的资料来看，国内对于飞机燃油系统热管理方面开展了一些研究⋯J，但尚未发现基于适航要求开展的民用飞机燃油箱热特性仿真研究资料。本文基于部分假设，利用Matlab／Simulink软件对某型飞机燃油箱热特性进行了仿真模拟，并与飞行试验结果进行了对比。1建模方法与假设1．1数学模型建模方法通过对飞机燃油箱系统所涉及的流动和换热问题进行分析，简化出一些典型的系统部件和热源。飞机收稿日期：20

9、12—09一07作者简介：郭军亮(1986一)，男，山东昌乐人，工程师，硕士，主要研究方向为民用飞机燃油和惰化系统。·66·航空计算技术第43卷第l期燃油箱系统内及附近的热源和热沉主要包括：太阳辐射、地面辐