飛機燃油系統熱負荷計算及熱管理分析.pdf

1、隨著飛機性能和電子設備性能要求不斷提高,飛機的熱負荷不斷增大,同時因隱身要求沖壓空氣的使用受到限制。燃油成為目前四代機首選的熱沉介質。然而燃油作熱沉面臨很多需要解決的問題。首先,燃油消耗和溫度變化量使得熱沉動態(tài)變化,需要優(yōu)化設計和精細控制;其次,隨著飛行馬赫數的提高,飛機的氣動加熱問題勢必會影響到燃油箱中的燃油的溫度。因此,本文主要圍繞以下內容開展工作:
　　(1)分析了飛機燃油的熱負荷組成情況,分別計算了油箱的結構熱負荷和飛機的

2、附加熱負荷。針對輸油箱,計算了不同飛行馬赫數、油箱熱阻以及太陽輻射條件下油箱內的燃油溫度情況。結果表明在太陽輻射存在的情況下,油箱內燃油的溫度隨飛行馬赫數增大而上升,并且油箱熱阻越小油箱內燃油的溫升越大。此外,分析了回流流量、附加熱負荷和入口燃油溫度對供油箱內燃油溫度的影響,即供油箱內燃油溫度隨入口燃油溫度,附加熱負荷和回流流量的增大而升高。
　　(2)采用雷諾平均Navier-Stokes方程方法研究了F-5和M6兩種機翼的氣動

3、加熱特性?？疾炝嗽?Re的情況下,Ma=1.5和Ma=2.0時兩種機翼外表面的溫度分布。通過分析對比兩種機翼上下表面中心線的溫度分布情況,可知機翼上下表面溫度分布接近,且兩種機翼的表面溫度值也較為接近。即當Ma=1.5時,TW=373K;當Ma=02.時,TW=453K。
　　(3)采用Fluent商用軟件數值模擬了二維和三維的輸油箱和供油箱內燃油的流動換熱,得到了油箱內燃油的溫度分布以及燃油出口溫度隨時間的變化。結果表明,輸油箱

4、內燃油溫度隨著馬赫數增大而增大,并且隨著耗油速度增大而減小;供油箱內燃油溫升隨入口溫度增大而增大,隨儲油量減少而增大。
　　(4)基于Flowmaster仿真平臺,搭建了飛機燃油系統的仿真模型。計算了飛機不同飛行任務時,燃油系統內各節(jié)點的溫度變化情況。計算結果表明在飛機總儲油量為7噸不變的情況下,以Ma=2.15飛行600s左右,送往發(fā)動機的燃油溫度將超過上限,當飛行時間超過900s,輸油箱內燃油溫度也會超過上限,燃油無法提供足夠