某民用运输机中央翼燃油箱惰化特性的数值研究
飞机燃油箱的防火抑爆能力直接关系到飞机生存能力和乘客生命财产安全。燃油箱气相空间冲洗惰化技术，是通过向燃油箱气相空间充入富氮气体，将飞机燃油箱气相空间混合气体中氧浓度值控制在安全氧浓度范围以内，从而实现飞机燃油箱防火抑爆的技术。
本文以国产某民用运输机中央翼燃油箱为研究对象，通过计算流体动力学(CFD，ComputationalFluidDynamics)方法建立了飞机燃油箱气相空间冲洗惰化理论模型。在所建立模型基础上，对所研究中央翼油箱进行了地面和全程冲洗惰化过程的仿真计算，分析富氮气体进气方式、入口参数（流量和浓度）、载油率、通气口压力和燃油消耗率等因素对燃油箱惰化流场空间分布的影响规律。
首先，对地面某中央翼燃油箱冲洗惰化过程进行模拟计算，研究不同富氮气体进气方式、入口参数和载油率对燃油箱惰化特性的影响规律。计算结果显示:完成惰化所需富氮气体量与富氮气体进气方式、浓度和载油率有关，与富氮气体流量无关;影响体积置换次数(VTE，VolumetricTankExchange)的因素主要是富氮气体进气方式和浓度，富氮气体流量和载油率对体积置换次数无影响。
其次，在最短验证性飞行包线下，对空载某中央翼燃油箱全程冲洗惰化过程进行模拟计算，重点研究俯冲阶段通气口压力变化对燃油箱惰化特性的影响规律。计算结果显示:由于俯冲阶段通气口压力升高，通气口所在油舱平均氧浓度值出现明显回升，适当改变富氮气体进气方式和增大富氮气体流量，可以减小或消除平均氧浓度值回升。
最后，在延长验证性飞行包线条件下，对载油某中央翼燃油箱全程冲洗惰化过程进行模拟计算，研究液面变化对燃油箱惰化特性的影响规律。研究结果显示:由于燃油消耗巡航阶段和俯冲阶段燃油箱平均氧浓度值升高，以最大俯冲增压流量对燃油箱进行增压，可以抵消由于燃油消耗所产生的压降，同时伴随惰化完成，燃油箱气相空间氧浓度空间分布趋于均匀。
民用运输机;中央翼燃油箱;惰化特性;数值模拟;氧气浓度;飞行包线
南京理工大学
硕士
热能工程
王学德
2013
中文
V271.2;V228.11
77
2013-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）