最近幾年,無人機(jī)相關(guān)的技術(shù)有了很大進(jìn)步,并在軍民等多個領(lǐng)域的多種任務(wù)中,無人機(jī)開始逐漸取代有人飛機(jī)。尤其在軍用領(lǐng)域中,無人機(jī)由于其無人特性及起飛便捷等優(yōu)勢,得到了國家的重視,逐漸在通訊、電子對抗、空中襲擊、信息收集、導(dǎo)航等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。然而隨著無人機(jī)開始承擔(dān)各種復(fù)雜的任務(wù),無人機(jī)上的電子設(shè)備數(shù)量急劇增加,進(jìn)而增大了無人機(jī)的熱負(fù)荷,故而設(shè)計無人機(jī)熱管理系統(tǒng)有了重要的研究價值。本文針對某典型無人機(jī),基于其不同子系統(tǒng)熱負(fù)荷、飛行工況等情況進(jìn)行設(shè)計,獲得了以燃油作為最終熱沉,整合燃油系統(tǒng)、液冷散熱系統(tǒng)、風(fēng)冷散熱系統(tǒng)以及蒸發(fā)循環(huán)散熱系統(tǒng)的燃油-環(huán)控?zé)峁芾矸桨浮Ｍㄟ^數(shù)值計算的方法研究了該方案中所需的邊界條件。本文通過曲線擬合法建立了工質(zhì)物性參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,并建立了系統(tǒng)部件的數(shù)學(xué)模型:通過集總參數(shù)法建立油箱、單相換熱器的動態(tài)模型;通過移動邊界法建立蒸發(fā)器、冷凝器的動態(tài)模擬;通過集總參數(shù)法建立泵、壓縮機(jī)、膨脹閥的穩(wěn)態(tài)模型。根據(jù)無人機(jī)燃油-環(huán)控?zé)峁芾硐到y(tǒng)方案,通過MATLAB/SIMULINK軟件創(chuàng)建各個部件的仿真模型。在地面溫度40℃的熱極限工況下分別進(jìn)行開環(huán)以及控制仿真計算以探究該方案的可行性,并對方案進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。最后在控制方案的基礎(chǔ)上,探究了使用新型材料的可能性。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

圖 1. 1 F-22 綜合熱管理系統(tǒng)原理流程圖空氣/空氣換熱器，B 代表空氣/PAO 換熱器，C 代表 PAO/燃器，E 代表滑油/燃油換熱器，F(xiàn) 代表空氣/燃油換熱器。系統(tǒng)：高溫高壓的沖壓空氣從發(fā)動機(jī)中出發(fā)，經(jīng)過空氣冷卻低溫 PAO 系統(tǒng)進(jìn)一步降溫之后，對座艙及電子艙 1 進(jìn)行冷卻O 系統(tǒng)：PAO 是一種聚烯類合成載冷劑，擁有良好的低溫特壓空氣后進(jìn)入電子艙，帶走電子艙的熱量后通過蒸發(fā)制冷循循環(huán)系統(tǒng)：蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)及化吸熱，然后進(jìn)入壓縮機(jī)經(jīng)壓縮升溫升壓，再進(jìn)入冷凝器液發(fā)器。 系統(tǒng)：高溫 PAO 系統(tǒng)中的 PAO 在冷凝器中吸熱后進(jìn)入空氣 PAO/燃油換熱器散熱，之后返回冷凝器。系統(tǒng)：燃油離開燃油箱后分別從高溫 PAO、液壓油、滑油余部分經(jīng)沖壓空氣冷卻后返回燃油箱。理系統(tǒng)由諸多分系統(tǒng)組合而成，并且各分系統(tǒng)換熱情況不一

無人機(jī)燃油-環(huán)控系統(tǒng)熱管理研究中有以下油箱：消耗油箱、機(jī)翼左油箱、機(jī)翼右油箱、I 號左油II 號油箱、III 號左油箱、III 號右油箱、IV 號左油箱、IV 號右相近且外環(huán)境相同的油箱合并：把 I 號左油箱、1 號中油箱、I立前油箱，把 III 號左油箱、III 號右油箱、IV 號左油箱、IV 號右位置示意圖如圖 2. 2 所示。圖中紅色部分為機(jī)翼油箱，褐色部，藍(lán)色部分為消耗油箱。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖 2. 3 無人機(jī)基本換熱圖2.3.1 外界空氣相關(guān)參數(shù)外界空氣的溫度計算公式如下：T T 0.0065 H0（2.1）式中，0T 表示地面溫度，單位為K ；H 表示飛行高度，單位為 m。該公式僅在飛行高度低于 11000m 時適用，但本文中無人機(jī)飛行高度不會超過 11000m，故可以使用該公式。外界空氣壓力計算公式如下：5.25590P 101325*(1-H/44330)（2.2）式中，H 表示飛行高度，單位為 m。該公式僅在飛行高度低于 14000m 時適用

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 白海男;;關(guān)于地下區(qū)間環(huán)控系統(tǒng)火災(zāi)模式種類及名稱的探究[J];科技風(fēng);2017年22期

2 劉濤;;地鐵環(huán)控系統(tǒng)變頻技術(shù)的應(yīng)用[J];建材與裝飾;2018年33期

3 劉建慶 ,胡文超;環(huán)控系統(tǒng)發(fā)展取得新成果[J];國防科技工業(yè);2002年12期

4 江丹;曹群生;;多電飛機(jī)電環(huán)控系統(tǒng)的電磁輻射發(fā)射特性研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2016年03期

5 張忠州;;某型飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)故障淺析[J];技術(shù)與市場;2019年02期

6 龐家治;;地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能研究[J];中國科技信息;2015年16期

7 李遠(yuǎn)征;;力保大局的“黨員團(tuán)隊”——記金城南京機(jī)電中心環(huán)控系統(tǒng)部旋轉(zhuǎn)機(jī)械室[J];中國軍轉(zhuǎn)民;2013年08期

8 余業(yè)珍,武彬彬;三輪高壓除水環(huán)控系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型[J];南京師范大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版);2002年02期

9 穆景陽,陳江平,陳芝久,方賢德;動態(tài)數(shù)值仿真在飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)中應(yīng)用[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;2001年S1期

10 周月;張鶴林;;電動環(huán)控系統(tǒng)優(yōu)化仿真分析[J];航空科學(xué)技術(shù);2019年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 任兆生;王瓊;石立勇;薛利豪;;飛機(jī)座艙環(huán)控系統(tǒng)制冷性能、飛行員熱應(yīng)激及對策[A];中國生理學(xué)會第六屆應(yīng)用生理學(xué)委員會全國學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2003年

2 張嬌健;;上海地鐵十號線三門路站環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計探討[A];2008鐵路暖通空調(diào)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 何冉;;地鐵建筑使用中央采光天棚對車站環(huán)控系統(tǒng)的影響淺析[A];2008鐵路暖通空調(diào)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

4 孫兆軍;;淺談環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計中建設(shè)節(jié)約型地鐵的思路[A];鐵路暖通空調(diào)專業(yè)2006年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

5 黨曉民;李亦白;;多電飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

6 何成軍;張丹輝;;任務(wù)管理式環(huán)控系統(tǒng)綜合控制技術(shù)[A];2017年（第三屆）中國航空科學(xué)技術(shù)大會論文集（上冊）[C];2017年

7 田德水;褚敬止;袁修干;;地鐵環(huán)控系統(tǒng)主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的研究[A];第二屆全國人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

8 馬慧才;劉毅玲;;多電飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)研究[A];探索 創(chuàng)新 交流——第六屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集（下冊）[C];2014年

9 劉福海;王德祥;;軌道交通智能節(jié)能監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢分析[A];《今日軌道交通》智慧版2017年11月[C];2017年

10 張慧艷;;地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計中的消聲、隔聲和隔振分析處理[A];全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會資料集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前6條

1 金榮;試飛院完成ARJ21飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)試驗[N];中國航空報;2010年

2 本報記者 薛倩;溫室環(huán)控系統(tǒng)何時走下“云端”[N];中國花卉報;2014年

3 通訊員 呂毅;全國首套電網(wǎng)智能環(huán)控系統(tǒng)投運[N];中國電力報;2010年

4 本報記者 王璐瑤;匯通華城研發(fā)新型環(huán)控系統(tǒng)為地鐵站節(jié)能37%[N];貴州日報;2010年

5 王唯一 陳曦 陳春裕;蘇州研制成功植物工廠立體栽植環(huán)控系統(tǒng)[N];江蘇農(nóng)業(yè)科技報;2014年

6 彭明富;試飛現(xiàn)場的排頭兵[N];中國航空報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 楊樂;地鐵站用能特征與節(jié)能策略研究[D];清華大學(xué);2017年

2 楊暉;地鐵空間內(nèi)空氣與火災(zāi)煙氣流動特性的數(shù)值研究[D];北京交通大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐偉;環(huán)控系統(tǒng)動態(tài)試驗平臺的測控系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

2 陳妍宇;飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)故障與健康狀況預(yù)測方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

3 劉浩;民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)仿真研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

4 汪思齊;無人機(jī)燃油-環(huán)控系統(tǒng)熱管理研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

5 趙正凱;基于BAS的地鐵環(huán)控系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2018年

6 許曉東;民機(jī)環(huán)控系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

7 田露;適用于故障預(yù)測的飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

8 崔桐;地鐵車站采用可調(diào)風(fēng)口屏蔽門環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能效果研究[D];天津大學(xué);2018年

9 李韜;地鐵環(huán)控系統(tǒng)的控制策略研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2018年

10 王瑩琳;某型號電子吊艙的環(huán)控系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

本文編號：2809001