電動(dòng)飛機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,清潔無污染等諸多優(yōu)點(diǎn),在通用航空領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?但就目前的技術(shù)水平而言,仍有很多工程問題有待解決,發(fā)動(dòng)機(jī)艙的散熱問題就是其中之一。在飛機(jī)正常運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器及各種附件、輔助設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生大量的熱,而飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙又是一個(gè)相對(duì)狹小的空間,如果發(fā)動(dòng)機(jī)艙的散熱性能不佳、艙內(nèi)氣體流動(dòng)不暢,將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空氣不斷被加熱,艙內(nèi)溫度過高,進(jìn)而降低電動(dòng)力系統(tǒng)各元件的使用性能、使用壽命及安全性能。因此,對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行熱仿真,設(shè)計(jì)合理的冷卻方案對(duì)飛機(jī)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作十分重要。本文以銳翔雙座電動(dòng)輕型飛機(jī)為研究對(duì)象,針對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱性能不佳的問題,以傳熱學(xué)、流體力學(xué)的相關(guān)理論為基礎(chǔ),分析了其發(fā)動(dòng)機(jī)艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、生熱機(jī)理與傳熱特性,并通過CFD軟件對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的溫度場(chǎng)及流場(chǎng)分布進(jìn)行了仿真與分析。仿真計(jì)算時(shí),認(rèn)為艙內(nèi)空氣流動(dòng)為三維穩(wěn)態(tài)湍流,且流體不可壓縮,采用的湍流模型為κ-ε雙方程湍流模型;對(duì)熱源定義方法為指定壁面熱流量法。仿真結(jié)果表明,在現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)下,電動(dòng)機(jī)、控制器等熱源表面存在散熱不均,局部溫度過高等問題。綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)外流場(chǎng)特性及自身結(jié)... 

【文章來源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

“太陽(yáng)神”號(hào)太陽(yáng)能電動(dòng)飛機(jī)

業(yè)未來發(fā)展的趨勢(shì)，越來越多地受到航空制造商和運(yùn)營(yíng)商的重視[1]。與傳統(tǒng)動(dòng)力飛機(jī)相比，電動(dòng)飛機(jī)具有運(yùn)行平穩(wěn)、轉(zhuǎn)化效率高、節(jié)能清潔、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。人們對(duì)電動(dòng)載運(yùn)工具的研究工作已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年，并取得了巨大的成就，電動(dòng)汽車、電動(dòng)船等載運(yùn)工具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已趨于成熟，被廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中。然而，由于飛機(jī)工作環(huán)境的特殊性，電動(dòng)飛機(jī)的研發(fā)工作一直發(fā)展緩慢[2-5]。近年來，隨著電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力鋰電池，自動(dòng)控制等關(guān)鍵技術(shù)的突破，飛機(jī)電推進(jìn)技術(shù)發(fā)展迅速，部分輕小型飛機(jī)已實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力全電動(dòng)化，發(fā)揮了小規(guī)模示范作用[6,7]。電動(dòng)飛機(jī)按動(dòng)力來源劃分主要包括：太陽(yáng)能飛機(jī)、蓄電池和燃料電池飛機(jī)、其它超級(jí)電容或功率束電動(dòng)飛機(jī)[1]。70 年代中期太陽(yáng)能電動(dòng)無人機(jī)最先研制成功，發(fā)展至今已有“太陽(yáng)挑戰(zhàn)者號(hào)”、“西風(fēng)號(hào)”、“太陽(yáng)神號(hào)”、“陽(yáng)光動(dòng)力號(hào)”等多款有人駕駛和無人駕駛飛機(jī)研制成功，圖 1.1為美國(guó)的“太陽(yáng)神”號(hào)太陽(yáng)能飛機(jī)，圖 1.2 為瑞士的“陽(yáng)光動(dòng)力”號(hào)太陽(yáng)能飛機(jī)。目前，太陽(yáng)能飛機(jī)在晝夜不間斷飛行方面已取得巨大進(jìn)展、滯空時(shí)間不斷延長(zhǎng)，但在能量轉(zhuǎn)化效率及氣動(dòng)彈性方面仍存在很多不足。

圖 1.3 “Cri-Cri”鋰電池電動(dòng)飛機(jī) 圖 1.4 “E430”鋰電池電動(dòng)飛機(jī)圖 1.4 “X-57”麥克斯韋概念機(jī) 圖 1.5 “HY-4”氫燃料電池飛機(jī)超級(jí)電容是一類介于電池與電容器之間的電能存儲(chǔ)元件，工作時(shí)依靠極化電解質(zhì)儲(chǔ)能，具有持久耐用、充電迅速、功率密度值大等優(yōu)點(diǎn)；功率束或無線功率傳輸是將電源的電功率通過輻射、磁場(chǎng)共振、電感耦合等技術(shù)給電設(shè)備傳輸能量，圖 1.6 為美國(guó)國(guó)家航空航天局研制的某款無線能量傳輸電動(dòng)飛機(jī)模型。目前這種技術(shù)尚不成熟，還無法應(yīng)用于工程實(shí)踐中。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2929676