直升机核生化防护体系集成设计与仿真

直升机作为国家战略层次的飞行器,其快速进出战场的能力必将在核生化威胁中起到关键作用。为了保障舱内人员的安全,必须对直升机的核生化防护系统进行研究。从系统顶层架构设计出发,基于系统集成手段,设计了一种直升机核生化防护体系。针对各子系统开展了详细构型设计,包括：基于小型高转速电动压气机的气源增压子系统;基于变压吸附原理,可实现机载实时再生的滤毒通风子系统;基于热泵型蒸发制冷循环,利用滑油废热及双蒸发器并联驱动的温度控制子系统;综合座舱超压防护及增压需求的压力调节子系统。基于系统构型,建立了仿真模型,对系统动态性能开展了仿真验证研究。仿真结果表明：在各种极端条件下,舱内压力、温度均满足设计要求。当进入核生化威胁区域时,滤毒通风子系统能够有效吸附有毒物质,吸附床通过机载实时再生,延长了在核生化威胁区域的作业时间,为直升机核生化防护系统设计提供了新的思路。     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

直升机座舱空气分配管路系统设计及仿真

飞机舱内的空气分配系统是决定舱内气流组织重要部件,舱内的空气品质及人员舒适性越来越受到关注,对于这一系统的研究也越重视。为保证座舱内合适的空气参数条件,实现制冷、加温和通风换气,满足全飞行包线下的指标需求。基于某型直升机座舱布局,开展了座舱空气分配管路系统设计及仿真研究。通过需求分析,明确设计技术指标。详细设计了座舱空气分配管路系统布局方案,并计算了供气口及分配管路尺寸参数。基于Flowmaster软件平台,建立了管路系统仿真模型,利用流量配平仿真计算,实现了管路系统的流量分配。通过与试验数据对比,供气口流量分配误差满足工程要求,验证了仿真结果的可靠性和系统方案的可行性。最后,针对直升机全飞行包线范围内管网风阻和供风口流量的变化,对技术指标进行了仿真计算校核。结果表明,所设计座舱空气分配管路系统方案合理可行,满足设计指标要求。