概述
飞机的飞行环境条件变化剧烈,为了保证旅客和空勤人员的安全性和设备工作的可靠性,环控系统ecs是必不可少的组成部分,其性能是评价整个飞机性能的重要指标。同时,飞机环控系统与发动机密不可分,一方面,环控系统要从发动机压气机引气或要求发动机的功率输出轴传动其附件而消耗发动机一部分功率;另一方面,发动机的工作状态也会影响环控系统的性能。
为了让整个飞机的性能达到好的状态,工作效率高、燃料消耗少,而且可以满足在整个飞行包线范围内环控系统的动态响应、控制精度和流量分辨率等要求,需建设环控系统设计建模、仿真分析、动态测试和综合验证的一体化设计、分析和验证环境,通过一维离线仿真、半物理实时仿真、三维仿真等对环控系统进行充分功能和性能测试,以便在设计阶段就发现和解决潜在的问题与缺陷,减少实机测试和实验次数,缩短型号研发周期,从而节省开发费用、提高工作效率和产品可靠性。
凯发娱乐登录的解决方案
针对飞机环控系统从设计开发到试验验证全过程的凯发娱乐登录的解决方案,能够设计环控系统的整体架构、仿真分析和验证环控系统的功能和性能需求。凯发娱乐登录的解决方案的整体框架如下图所示。
凯发娱乐登录的解决方案框架
在管理计算机中,部署了多学科系统设计分析工具proosis和dymola及专业的ecs模型库,用于建立飞机环控系统的模型,进行系统研发初期的动态性能指标确定并作为半实物仿真的环控系统对象模型。
环控系统模型
环控系统中的引气部分可与发动机系统模型相连,用于考虑发动机及环控系统之间的相互影响。
引气系统
ecs模型库中包含压气机、涡轮、热交换器、水分离器等,基于这些模型,可以搭建多种制冷系统,如两轮、三轮、四轮等,如下为航空行业典型的三轮除水系统模型。
制冷系统模型
舱室可以划分为若干个区域,可以定义每个区域的供气、区域与区域间的流通面积。同时,舱室模型可以考虑不同乘客数量及分布的影响,可以将部分动态体积与乘客模型相连来模拟,还可以考虑热载荷对座舱的影响,如太阳载荷、航电设备热载荷等。
舱室模型
利用proosis/dymola的simulink接口,可将整个环控系统模型导出matlab/simulink直接使用,系统模型可以脱离工具本身的环境运行,因此可以无障碍地进行基于higale、ni或concurrent的实时仿真和半实物仿真。
模型下载到simulink的界面
simulink结合ihawk驱动程序将模型下载到ihawk仿真机,可用于环控系统的控制算法的设计与验证,同时还用于后期开发时对ecs控制器实物的测试、验证及系统故障的模拟,从而为环控系统开发全过程提供从算法到实物的研究、设计与验证平台。通过proosis/dymola的离线仿真、结合实时仿真等,可以确定飞机环控系统的整体架构和具体的控制参数。基于总体架构,可以建立整个飞机的三维模型,通过radtherm的人体舒适度评价功能对环控系统进行详细的设计、验证。
基于恒润科技提供的飞机环控系统设计凯发娱乐登录的解决方案,可以完成飞机环控系统的架构设计、控制器设计、功能及性能评估,从而在实机测试或试飞测试前就能够设计出一套完善的环控系统,尽可能多地通过虚拟测试消除潜在的隐患,有助于高效通过适航认证。