某型飞机燃油系统数值建模方法与仿真分析

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1、某型飞机燃油系统数值建模方法与仿真分析第27卷2007年第5期10月飞AIRCRAFTDESIGNV01.27NO.5Oct20o7文章编号：1673—4599(2007)05-0065-07某型飞机燃油系统数值建模方法与仿真分析冯震宙，高行山，刘永寿,岳珠峰(西北工业大学工程力学系，陕西西安710072)摘要:基于Flowmaster2软件建立了某型飞机燃油系统的整体仿真模型，并进行了瞬态和稳态分析•在瞬态分析中得到几个压力值较大的节点，在稳态分析中得到个别流速流量均出现较大幅值的元件,并且得到发动机入口流量完全符合设计要求.分析结果均可以对该

2、整体系统较好的进行流体力学行为描述,同时为改进和优化设计燃油系统提供了新思路和方法.关键词:飞机燃油系统;仿真;Flowm〜ster2;瞬态分析;稳态分析中图分类号:V22&1文献标识码:AModelingandSimulationAnalysisofanAirplaneFuelSystemFENGZhen一zhou,GAOHang-shan,LIUYong-shou,YUEZhu-feng(DepartmentoflEngineeringMechanics.NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian7100

3、72,China)Abstract:TheintegratedmodelforairplanefuelsystemisestablishedusingFlowmaster2software.Theanalysisofsteadystateandtransientstateforthissystemarecarriedout.Theanalysisresultsaregoodforthissystemattwostatesandsomemodifiedsuggestionsareproposed.Somepointswithgreatpres?su

4、revalueatthetransientstateanalysisarediscovered.Somecomponentswithbiggerflowrateareob一tainedatthesteadystateanalysis.Theflowrateofengineentranceaccordswiththedesign.Throughmodelingandsimulationofpipenetworksystem.newmethodisprovidedformodifyingandoptimizingruelsystem.Keywords

5、:airplanefuelsystem;simulation;flowmaster2;transientstateanalysis;steadystateanalysis研究飞机燃油系统的整体建模分析技术具有重要的现实意义及广阔的工程应用背景•由于飞机燃油系统,液压系统等管系受损引起飞机操作和机械故障,从而导致飞机失事大致占到飞机失事原因的30%以上.飞机燃油系统受损导致飞机失事事故在文献[1]一[3]屮屡见不鲜•文献[4]中提供数据针对某型飞机表明自1964年06月到基金项目:国家自然科学基金(50375124.10472094)资助项目收稿日

6、期:2007-05—29;修订日期:2007-08-201990年12月共发生空中停车120余起,初步分析该型飞机所用的发动机空屮停车的主要原因是：①发动机空中停车多数发生在高空(H>18000m)低速飞行时.在这种飞行条件下，雷诺数很小，压气机特性图的喘振边界线向右下方移动，使压气机喘振裕度减小，压气机抗畸变能力下降，这种情况下进人发动机的空气量和燃油流量都大E机设计第27卷大减小;②发动机和进气道匹配工作不完善;③发射武器时大量废气进人发动机,使发动机富油而熄火;④飞行员动作过猛，进气道流场畸变增大，导致压气机喘振而停车;⑤维护不当等其

7、他原因•文献［5］中根据美国空军各业务公司的统计数据，飞机元件故障总数中属于机体（机身，机翼，尾翼，舱盖）方面的占15%;属于燃油，气压和液压方面的占50%—60%;属于无线电和电气设备方面的占25%—35%.由以上事实可以看出:飞机燃油系统一旦发生问题,就会造成不可估量的损失•但是燃油系统在飞机上是一个非常庞大而且复杂的系统，传统的分析方法只能针对燃油系统的部分进行分段研究，要对整个燃油系统进行建模分析,在理论上几乎是不可能的;同时要搭建整个燃油系统做试验，费用与时间周期都是不可估量的•因此，如何快速可靠建立整体燃油系统的数值模型，并研究整个管

8、道系统屮的流速和压力特性，使得飞机燃油系统各个部件及各个节点处必须满足管道系统中的流速和压力特性的设计要求，具有重要的理论意义和实用价值