最近幾年,無(wú)人機(jī)相關(guān)的技術(shù)有了很大進(jìn)步,并在軍民等多個(gè)領(lǐng)域的多種任務(wù)中,無(wú)人機(jī)開始逐漸取代有人飛機(jī)。尤其在軍用領(lǐng)域中,無(wú)人機(jī)由于其無(wú)人特性及起飛便捷等優(yōu)勢(shì),得到了國(guó)家的重視,逐漸在通訊、電子對(duì)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(wú)人機(jī)開始承擔(dān)各種復(fù)雜的任務(wù),無(wú)人機(jī)上的電子設(shè)備數(shù)量急劇增加,進(jìn)而增大了無(wú)人機(jī)的熱負(fù)荷,故而設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)熱管理系統(tǒng)有了重要的研究?jī)r(jià)值。本文針對(duì)某典型無(wú)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(jì),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�。通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法研究了該方案中所需的邊界條件。本文通過(guò)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(guò)集總參數(shù)法建立油箱、單相換熱器的動(dòng)態(tài)模型;通過(guò)移動(dòng)邊界法建立蒸發(fā)器、冷凝器的動(dòng)態(tài)模擬;通過(guò)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(wú)人機(jī)燃油-環(huán)控?zé)峁芾硐到y(tǒng)方案,通過(guò)MATLAB/SIMULINK軟件創(chuàng)建各個(gè)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(jì)算以探究該方案的可行性,并對(duì)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(jí)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(dòng)機(jī)中出發(fā)，經(jīng)過(guò)空氣冷卻低溫 PAO 系統(tǒng)進(jìn)一步降溫之后，對(duì)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(guò)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(wú)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(hào)左油II 號(hào)油箱、III 號(hào)左油箱、III 號(hào)右油箱、IV 號(hào)左油箱、IV 號(hào)右相近且外環(huán)境相同的油箱合并：把 I 號(hào)左油箱、1 號(hào)中油箱、I立前油箱，把 III 號(hào)左油箱、III 號(hào)右油箱、IV 號(hào)左油箱、IV 號(hào)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(wú)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(jì)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(shí)適用，但本文中無(wú)人機(jī)飛行高度不會(huì)超過(guò) 11000m，故可以使用該公式。外界空氣壓力計(jì)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(shí)適用

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本文編號(hào)：2809001