一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法技术

本发明专利技术属于飞机燃油系统设计技术，具体涉及一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法。大型飞机为了达到迅速减轻自身重量，进而安全着陆，通常会设有空中应急放油系统，它是保证飞机安全的重要措施。本发明专利技术的飞机应急放油口布置方法，根据应急放油系统设计要求、计算出应急放油管路的管径并验证,建立应急放油系统的三维模型，在此基础上建立应急放油系统的有限元网格模型，施加流场仿真并同步收集应急放油时的燃油流动、雾化、扩散状态，判断是否能满足约束条件，通用性强，能够满足飞机应急放油系统设计的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法
本专利技术属于飞机燃油系统设计技术，具体涉及一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法。
技术介绍
大型运输类飞机由于航程的需要，载油量通常为几十甚至上百吨，考虑到燃油消耗导致的重量减轻，通常大型飞机的最大着陆重量设计得比最大起飞重量小很多。因此，如在起飞过程中或在起飞后不久发生严重失效，大型飞机为了达到迅速减轻自身重量，进而安全着陆，通常会设有空中应急放油系统，它是保证飞机安全的重要措施。根据运输类飞机适航标准关于应急放油系统的描述，应急放油系统的设计在进行相应的飞行试验时，必须能表明：1)应急放油系统及其使用无着火危险；2)放出的燃油应避开飞机的各个部分；3)燃油和油气不会进入飞机的任何部位；4)应急放油对飞行操纵没有不利影响。一个合理的飞机应急放油口布置方案将直接影响飞机进行相应的飞行试验时能否满足上述要求。为了验证应急放油口布置是否合理，需要进行试验模拟或仿真模拟。相比之下，仿真验证可以节省大量的人力、物力，同时，还能消除试验模拟带来的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出了一种飞机应急放油口布置方法，通过仿真的方式进行验证，以满足飞机应急放油系统设计和适航验证的要求。本专利技术的解决方案是：一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法，包括以下步骤：(1)、根据应急放油系统设计要求、计算出应急放油管路的管径并验证1a)系统设计要求包括应急放油量和应急放油燃油流速，计算出放油管路的最小管径，根据设计需要选取一个合适的管径；1b)建立应急放油系统流体计算模型，验证应急放油管路的管径是否符合要求；(2)、建立应急放油系统的三维模型，在此基础上建立应急放油系统的有限元网格模型，施加流场仿真并同步收集应急放油时的燃油流动、雾化、扩散状态，判断是否能满足：放出的燃油应避开飞机的各个部分，且油气不会进入飞机的任何部位；2a)考虑应急放油管路的可行性安装区域，提出一种布置于机翼后缘的飞机应急放油口布置方案，建立应急放油系统安装在飞机上的三维模型；2b)将三维模型生成计算应急放油两相流流场的有限元网格模型，该两相流包括空气和燃油；2c)设置边界条件，对有限元网格模型进行流场计算，得到应急放油的燃油流动、雾化、扩散过程，判断是否满足约束条件；2d)若计算结果不满足约束条件，结合计算结果，基于应急放油口的可行性布置区域提出新布置方案，重复2a)-2c)的过程，直至满足约束条件。本专利技术综合考虑飞机应急放油系统应急放油口布置设计基本原则，针对试验模拟耗费大量的人力、物力的问题，提出了一种应急放油口布置方案，并用仿真的方法验证应急放油口布置方案。本专利技术通用性强，能够满足飞机应急放油系统设计的需要。附图说明图1是本专利技术的设计流程图。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术进一步说明。(1)、根据应急放油系统设计要求、计算出应急放油管路的管径1a)根据应急放油量和应急放油管路中燃油流速约束计算出放油管路的最小管径，根据设计需要选取一个合适的管径；1b)在流体计算软件(Flowmaster)中建立应急放油系统模型，计算验证应急放油管路管径选取是否符合要求；(2)、根据飞机横向平衡的需要，一般会采用两个对称的应急放油口的设计，通常布置于机翼的后缘，在应急放油口可行性布置区域布置好应急放油口及应急放油管路后，建立应急放油系统安装的三维模型，然后建立应急放油系统放油仿真模拟的网格模型，运用流场仿真跟踪应急放油的燃油流动、雾化、扩散过程，判断是否能满足1)放出的燃油应避开飞机的各个部分、2)燃油和油气不会进入飞机的任何部位；2a)考虑应急放油管路的可行性安装区域，提出一种布置于机翼后缘的飞机应急放油口布置方案，建立应急放油系统在飞机上安装的三维模型(CATIA、Pro_E、UG等)；2b)将三维模型导入有限元网格划分软件(ICEM、GAMBIT、Gridgen等)，生成计算应急放油两相流流场的有限元网格模型；2c)将有限元网格导入流场计算软件(Fluent、CFX等)，设置边界条件，计算得到应急放油的燃油流动、雾化、扩散过程，判断是否满足(2)中约束条件；2d)若计算结果不满足约束条件，结合计算结果，基于应急放油口的可行性布置区域提出新布置方案，重复2a)-2c)的过程，直至满足约束条件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)、根据应急放油系统设计要求、计算出应急放油管路的管径并验证1a)系统设计要求包括应急放油量和应急放油燃油流速，计算出放油管路的最小管径，根据设计需要选取一个合适的管径；1b)建立应急放油系统流体计算模型，验证应急放油管路的管径是否符合要求；(2)、建立应急放油系统的三维模型，在此基础上建立应急放油系统的有限元网格模型，施加流场仿真并同步收集应急放油时的燃油流动、雾化、扩散状态，判断是否能满足：放出的燃油应避开飞机的各个部分，且油气不会进入飞机的任何部位；2a)考虑应急放油管路的可行性安装区域，提出一种布置于机翼后缘的飞机应急放油口布置方案，建立应急放油系统安装在飞机上的三维模型；2b)将三维模型生成计算应急放油两相流流场的有限元网格模型，该两相流包括空气和燃油；2c)设置边界条件，对有限元网格模型进行流场计算，得到应急放油的燃油流动、雾化、扩散过程，判断是否满足约束条件；2d)若计算结果不满足约束条件，结合计算结果，基于应急放油口的可行性布置区域提出新布置方案，重复2a)‑2c)的过程，直至满足约束条件。

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真的飞机应急放油口布置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)、根据应急放油系统设计要求、计算出应急放油管路的管径并验证1a)系统设计要求包括应急放油量和应急放油燃油流速，计算出放油管路的最小管径，根据设计需要选取一个合适的管径；1b)建立应急放油系统流体计算模型，验证应急放油管路的管径是否符合要求；(2)、建立应急放油系统的三维模型，在此基础上建立应急放油系统的有限元网格模型，施加流场仿真并同步收集应急放油时的燃油流动、雾化、扩散状态，判断是否能满足：放出的燃油应避开飞机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎明中，陈明生，黄万甲，王乐，
申请(专利权)人：中航通飞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44