氣體分配方式對民機多隔倉燃油箱惰化的影響

馮詩愚 馮晨曦 汪其祥 劉衛(wèi)華

(南京航空航天大學 航空宇航學院，南京210016)

1996年7月17日，環(huán)球航空公司的一架波音747-100客機于紐約長島上空爆炸，機上230人全數(shù)喪命［1］，事故最終調(diào)查結(jié)果表明是環(huán)控系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量導致客艙下部中央翼燃油箱溫度升高，在外界點火源作用下造成著火爆炸，該事件引起人們對于中央翼燃油箱防火防爆及安全性問題的強烈關注，進而美國和歐洲開展了大量的研究工作，并最終認為利用機載制氮系統(tǒng)來惰化飛機油箱是一項可行有效的解決方法，并將其納入適航條例之中［2～4］.

民用客機燃油箱沖洗惰性化采用機載中空纖維膜分離空氣獲取富氮氣體(NEA)，并將富氮氣體通入油箱上部氣相空間置換其中的氧氣和燃油蒸汽，使氣相空間氧濃度達到所要求的極限氧濃度值以下［5］.因此，在設計階段必須采用合適的計算方法來分析富氮氣體進入燃油箱后，氣相空間氧濃度隨時間的變化關系.

文獻［6］中采用微分計算方法建立了燃油箱沖洗過程數(shù)學模型，但是所建模型僅適用于單艙油箱，而實際的民機中央翼油箱大多比較復雜，除空客A320外，諸如波音737、波音747以及我國的C919等飛機的中央翼燃油箱均由多個隔倉組成，由于各隔倉之間惰化過程有所區(qū)別，因此該模型無法適應多隔倉燃油箱惰化過程的設計.

CFD(Computational Fluid Dynamics)方法可對多隔倉燃油箱惰化過程進行較為精確的仿真，但其計算時間較長，費用較高［7］，且在工程設計的初始方案……