| 【中文题名】 | 军用飞机燃油箱的氮气惰化特性研究 |
| 【英文题名】 | Study on Nitrogen Inerting Characteristic of Military Aircraft Fuel Tank |
| 【学科专业】 | 安全技术及工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-18 |
| 【中关键词】 | 飞机燃油箱,防火抑爆,机载制氮系统,惰化,, |
| 【英关键词】 | aircraft fuel tank,fire and explosion suppression,on-board inert gas generator system （OBIGGS）,inerting, |
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| 【论文摘要】 | 燃油箱内油气混合物被点燃，从而引起燃油箱火灾或爆炸是军用飞机在作战中造成损伤的重要原因。机载制氮系统把引自发动机压气机的高压气体处理成氧浓度较低的富氮气体，用于燃油冲刷和燃油箱液面以上气相空间冲洗，使燃油箱气相空间的氧浓度在安全氧浓度以下，使油箱内的油气混合物不能被点燃，从而有效提高飞机的生存力；另外，在飞机降落过程中，富氮气体还可用于油箱增压。
本论文首先对飞机燃油箱燃烧、爆炸危险性进行分析，讨论了氮气惰化抑爆的机理；对机载制氮系统进行了简要介绍，并与飞机燃油箱其他防火抑爆技术进行了比较。本文重点对利用惰化气体进行燃油冲刷、气相空间冲洗和降落增压的过程进行分析，并依据气体混合关系、质量守恒方程、理想气体状态方程和气体溶解特性分别建立了燃油冲刷、气相空间冲洗和降落增压三个阶段的惰化气体需求量的理论模型。
对收集的国外试验资料进行整理，确定在模拟飞机爬升、巡航、降落等各种飞行状态下的相关实验参数，作为计算所需的初始和边界条件，代入理论模型，运用MATLAB编写程序进行计算，计算结果和国外的实验结果之间体现了较好的一致性，验证了理论模型的正确性。
运用燃油冲刷理论模型，对... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-11 |
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第1章 绪论 |
11-16 |
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1.1 燃烧爆炸抑制技术在飞机燃油箱中应用的意义 |
11-12 |
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1.2 飞机燃油箱主要防火抑爆技术 |
12-13 |
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1.3 国内外研究动态 |
13-14 |
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1.4 本论文的主要内容 |
14-16 |
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第2章 飞机燃油箱内的燃烧和爆炸 |
16-23 |
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2.1 燃烧和爆炸的基本理论 |
16-17 |
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2.1.1 燃烧的定义和分类 |
16 |
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2.1.2 爆炸的定义和分类 |
16 |
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2.1.3 引燃和起爆的理论 |
16-17 |
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2.2 氮气抑爆机理 |
17-19 |
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2.3 安全氧浓度 |
19 |
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2.4 飞机燃油箱可能形成燃烧爆炸的条件 |
19-23 |
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第3章 机载制氮系统简介 |
23-26 |
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3.1 概述 |
23 |
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3.2 惰化气体发生器 |
23-24 |
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3.3 控制系统 |
24-25 |
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3.4 气源调节系统设计 |
25 |
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3.5 气体贮存系统和即时供给系统 |
25-26 |
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第4章 惰化气体需求量理论模型的建立 |
26-38 |
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4.1 与飞行任务相匹配的机载制氮系统设计 |
26 |
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4.2 惰化气体需求量理论模型的建立 |
26-38 |
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4.2.1 燃油冲刷理论模型 |
27-33 |
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4.2.2 燃油箱气相空间冲洗理论模型 |
33-37 |
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4.2.3 降落增压理论模型 |
37-38 |
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第5章 理论模型的验证 |
38-52 |
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5.1 实验简介 |
38-39 |
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5.2 计算参数的确定 |
39-42 |
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5.2.1 溶解度系数、燃油体积和温度及气体流量的确定 |
39 |
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5.2.2 氧气和氮气的初始分压及燃油蒸汽压力的确定 |
39-42 |
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5.2.3 油箱气相空间内参数的确定 |
42 |
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5.3 燃油冲刷理论模型的验证 |
42-48 |
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5.3.1 常压和常体积冲刷计算结果与实验结果的对比分析 |
42-44 |
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5.3.2 常体积模拟爬升冲刷计算结果与实验结果的对比分析 |
44-46 |
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5.3.3 模拟飞行任务的冲刷计算结果与实验结果的对比分析 |
46-48 |
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5.4 气相空间冲洗理论模型的验证 |
48-50 |
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5.5 降落增压理论模型的验证 |
50-52 |
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第6章 惰化规律的研究及计算实例 |
52-66 |
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6.1 燃油箱惰化规律研究 |
52-60 |
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6.1.1 进行燃油冲刷和不进行冲刷的比较 |
52-53 |
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6.1.2 燃油箱体积对油箱惰化规律的影响 |
53-54 |
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6.1.3 同一油箱的不同初始气相体积对油箱惰化规律的影响 |
54-55 |
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6.1.4 惰化气体流量对惰化规律的影响 |
55-56 |
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6.1.5 惰化气体氧浓度对惰化规律的影响 |
56-57 |
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6.1.6 燃油箱工作温度对惰化规律的影响 |
57-58 |
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6.1.7 气相空间初始状态对惰化规律的影响 |
58-59 |
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6.1.8 燃油消耗率对惰化规律的影响 |
59-60 |
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6.2 惰化气体需求量计算实例 |
60-66 |
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6.2.1 飞行任务包线 |
60-61 |
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6.2.2 爬升冲刷需求量 |
61-63 |
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6.2.3 巡航阶段需求量 |
63 |
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6.2.4 降落增压需求量 |
63-65 |
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6.2.5 小结 |
65-66 |
|
结论 |
66-68 |
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参考文献 |
68-71 |
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攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
71-72 |
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致谢 |
72-73 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.97181 |
