基于复杂工况下飞机燃油温度快速计算方法的热管理系统仿真分析

摘要

针对当前飞机热管理系统数值模拟缺乏通用性、建模与仿真时间较长,以及飞机各系统之间相互独立、热沉得不到有效利用的问题,提出一套热管理系统建模方法和热沉匹配设计思路,以达到提升热管理系统性能、满足仿真模型的通用化要求和高效计算的目的。采用C++语言开发了一套可通用的燃油系统仿真模型,可实现任意给定飞行剖面内的热管理系统动态仿真,并可快速得到不同飞行工况下各燃油箱内及发动机入口的燃油温度随时间变化的特性。结果表明,所提出的建模方法能够快速、有效地分析燃油温度随飞行工况、发动机耗油流量、回油流量及温度的变化关系。对比分析了5种不同空气热沉散热功率对热管理系统的影响,当空气热沉散热功率为9kW时全机代偿损失最小,同时全航时范围内油箱中燃油最高温度为73.2℃。研究结果可为后续飞机热管理系统的设计与优化提供理论依据。