F/A-18E/F飞机综合环境控制系统和液体冷却系统

摘要

就像F/A-18一样,随着高性能战斗机对空气和液体冷却需求的不断增长,飞机环境控制系统(Ecs)的设计面临新的挑战.传统的飞机环境控制系统,空气冷却和液体冷却所占的比率大约是4:1,典型的液体冷却设计主要由一个液体传输回路(带有一个泵/蓄液器)和一个空-液或者液-液热交换器组成.典型的冷源是冲压空气、环境控制系统调节的空气或燃油.对于这些潜在的冷源,环控系统的引气对飞机的性能影响很大,这通常是在其它冷源不能满足系统温度需要时采用.冲压空气需要一个外部通气口,冷却流量和可用温度对飞机飞行条件依赖程度很高.直接使用燃油通常会带来运行温度的限制,但是,燃油吸收的热能在发动机燃烧时消耗掉,其对飞机的性能影响是非常低的.随着先进雷达的出现,突出了对液体冷却的需求,这种需求增长超过目前的四倍.另外,这些先进雷达需要更低的液体传输温度,以便雷达运行更可靠,使得他们的投入更有效.用传统的方法设计液体冷却系统,现有环控系统的尺寸或者冲压空气口的尺寸已完全不能满足液体冷却系统的需求,或者说在大多数运行条件下,制冷剂的传输温度不能满足使用需求.文章主要对液体冷却系统、燃油热管理系统和环境控制系统的综合系统进行研究.这个综合系统充分利用各种冷源而对飞机的性能影响最小,而且结构简单、风险低.