民用飛機輔助燃油箱客艙增壓轉輸性能計算研究

姚莉君

【摘 要】本文基于Flowmaster軟件研究不同的油箱形狀和不同的油箱個數在同樣的邊界條件下，即相同的增壓條件下，通過對幾種油箱構型進行模型搭建，參數輸入，最后計算出各個油箱內的轉輸燃油液面高度、轉輸流量以及出口壓力變化等參數，為以后開展相關工作提供理論依據。

【關鍵詞】油箱 轉輸流速 液面高度 Flowmaster

中圖分類號： V228 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）04-0268-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.104

【Abstract】The paper study different fuel tank shapes and different fuel tank numbers，under different tank configuration，to calculate the change rate of the fuel level，transfer rate and outlet pressure rate with same pressurize to provide theory evidence for following work based on Flowmaster.

【Key words】Fuel tank;Transfer flow rate;Height of fuel level;Flowmaster

0 引言

根據目前在役的公務機設計分析，公務機是通過對運輸類飛機進行改裝設計而成。通過在機身內安裝輔助燃油箱來增大載油量。本文所研究的對象是在貨艙內增加輔助燃油箱，通過增壓形成壓差，將輔助燃油箱的燃油轉輸至飛機主油箱內，通過分析油箱個數不同和油箱形狀不同，對轉輸流速、油箱內氣體壓力及液面高度進行分析研究[1]。

1 計算輸入

定義系統的工作環境溫度為25℃，工作壓力為10668m高度的當地大氣壓（3.48psi）。

根據飛機飛行過程的轉輸階段，現在定義仿真模型的邊界條件為入口壓力0.75bar，出口壓力0.24bar，滿油后油箱內1bar。

2 仿真分析

2.1 模型搭建

采用仿真軟件Flowmaster，對系統進行模型搭建。系統中有一路油管，一路氣管。采用閥門、4個接口水箱及控制元件等模擬實際油箱，最后的模型如圖2-1所示。

2.2 工況分析

該文給出了兩個油箱形狀（六邊形和圓柱形），和三種油箱個數（5、10、15）。

2.3 過程分析

各個油箱內有一定的初始液位和初始壓力，初始狀態液位相同，油箱吸油口位于液位以下，出油口與液位齊平，利用油箱內外壓差將燃油轉輸出燃油。

2.3.1 油箱個數對轉輸性能影響

由圖2-2可知，轉輸速率隨著系統油箱個數的增加而降低，但降低的程度隨著油箱個數的增加越來越低。但從圖2-3可得出，隨著油箱個數的增加，不同系統中轉輸末端的油箱箱內壓力卻是越來越低。

2.3.2 油箱形狀對轉輸性能影響

由圖2-4可知，在相同的油箱個數以及相同的油箱容積下，圓柱形油箱轉輸速率要大于六邊形油箱，但增幅較小。相應的圓柱形油箱箱內氣體壓力也要略低于六邊形油箱，如圖2-5所示。

3 總結

通過對不同油箱形狀和不同油箱個數的串聯仿真，可得出如下結論：串聯油箱個數越多，轉輸速率也越低，但隨著串聯油箱的增多，轉速速（下轉第257頁）（上接第269頁）率下降的趨勢也變低;相同容積且串聯相同個數油箱情況下，圓柱形油箱相對六邊形油箱轉輸速率略低，總轉輸時長略短，箱內的氣體壓力也略小;箱容積越大，總轉輸時間越長，箱內氣體壓力也越低，但轉輸速率并沒有明顯差別。

【參考文獻】

[1]劉德剛 民用飛機輔助燃油系統研究[J].裝備制造技術 2014[9] 156-158.

[2]Flowmaster2中文技術手冊[M].2006北京?；l展科技有限責任公司.