Разработка функциональных подсистем регулирования электрической системы кондиционирования воздуха пассажирского самолета

Рассмотрен вопрос проектирования функциональных подсистем регулирования параметров воздуха авиационных электрических систем кондиционирования с помощью математической модели, что позволит определить оптимальные условия реализации электрической системы в целом. В схеме математической модели осуществлена взаимосвязь подсистем регулирования температуры, расхода воздуха, а также электроприводного автономного компрессора, являющегося источником наддува гермокабины пассажирского самолета в авиационных электрических системах кондиционирования воздуха. Определены дифференциальное уравнение второго порядка и передаточная функция гермокабины самолета как регулируемого объекта по температуре воздуха.
EDN: IUBUTN, https://elibrary/iubutn

Литература

[1] Бондаренко Д.А., Равикович Ю.А. Обоснование применимости гибридных силовых установок на летательных аппаратах различного типа и назначения. Вестник МАИ, 2023, т. 30, № 2, с. 148–157.

[2] Паневин А.Ю. Анализ и расчетная оценка применения электроприводного автономного компрессора для системы кондиционирования воздуха в концепции более электрического среднемагистрального пассажирского самолета. XLIX Гагаринские чтения. Москва, Перо, 2023, с. 46–47.

[3] Faleiro L., Herzog J., Schievelbusch B. et al. Integrated equipment systems for a more electric aircraft hydraulics and pneumatics. 24th ICAS, 2004, pp. 1–10.

[4] Raghu C., Hemanth D., Soorya R. et al. Analytical design and estimation of conventional and electrical aircraft environmental control systems. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2022, vol. 1226, art. 012111, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1226/1/012111

[5] Каллиопин А.К., Савельев Р.С., Смагин Д.И. Основные тенденции развития систем кондиционирования воздуха перспективных летательных аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, № 6, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2017-6-1627

[6] Смагин Д.И., Старостин К.И., Савельев Р.С. и др. Анализ конкурирующих вариантов систем кондиционирования воздуха без отбора воздуха от двигателей на этапе концептуального проектирования комплекса бортовых систем пассажирских самолетов. Computational Nanotechnology, 2019, т. 6, № 3, с. 86–91, doi: https://doi.org/10.33693/2313-223X-2019-6-3-86-91

[7] Grishina L.A., Pronin D.V. Analysis of the work, efficiency, and possibilities of constructive improvement of electrical air conditioning systems. E3S Web Conf., 2023, vol. 383, art. 04042, doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338304042

[8] Смагин Д.И., Старостин К.И., Савельев Р.С. и др. Методика определения проектных параметров центробежного воздушного компрессора на основе математической модели безотборной системы кондиционирования воздуха. Информатика и вычислительная техника и управление. Сер. Естественные и технические науки, 2020, № 10, с. 115–121, doi: https://doi.org/10.37882/2223-2966.2020.10.28

[9] Тищенко И.В., Чижиков В.Е., Царьков И.А. и др. Разработка воздушного электрокомпрессора для безотборной системы кондиционирования воздуха перспективного регионального самолета. Холодильная техника, 2022, т. 111, № 2, с. 115–122, doi: https://doi.org/10.17816/RF110694

[10] Волокитина Е.В., Власов А.И., Копчак А.Л. и др. Электропривод компрессора системы кондиционирования воздуха в концепции полностью электрифицированного самолета. Мехатронные системы, исполнительные устройства, 2011, № 4, с. 39–44.

[11] Parrilla J. Hybrid environmental control system integrated modeling trade study analysis for commercial aviation. SAE Tech. Pap., 2014, no. 2014-01-2155, doi: https://doi.org/10.4271/2014-01-2155

[12] Herzog J. Electrification of the environmental control system. 25th Int. Congress of the Aeronautical Sciences, 2006, pp. 1–4.

[13] Diaz V. Analysis of an electric environmental control system to reduce the energy consumption of fixed–wing and rotary–wing aircraft. Cranfield University, 2011. 162 p.

[14] Yang Y., Gao Z. Power optimization of the environmental control system for the civil more electric aircraft. Energy, 2019, vol. 172, pp. 196–206, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.01.115

[15] Fioriti M., Di Fede F. A design model for electric environmental control system in aircraft conceptual and preliminary design. Int. Rev. Aerosp. Eng., 2023, vol. 16, no 2, pp. 58–72, doi: https://doi.org/10.15866/irease.v16i2.23379

[16] Smith A., Childs T., Chen R. Study into electrically shaft driven air cycle machines. 1st Int. Conf. on Advances in Aerospace Structures, Systems and Technology, 2018, pp. 1–9.

[17] Yang H., Zhang X., Wang C. et al. Design analysis of power recovery systems for cabin exhaust air. Procedia Eng., 2015, vol. 121, pp. 248–255, doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.1065

[18] Шустров Ю.М. Проектирование авиационных систем кондиционирования воздуха. Москва, Машиностроение, 2006. 384 с.

[19] Щербаков А.В. Автоматическое регулирование авиационных систем кондиционирования воздуха. Москва, Изд?во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 290 с.

[20] Быков Л.Т., Ивлентиев В.С., Кузнецов В.И. Высотное оборудование пассажирских самолетов. Москва, Машиностроение, 1972. 332 с.

[21] Волков А.А. Нестационарные режимы работы системы терморегулирования гермокабины. Вестник МАИ, 2011, т. 18, № 3, с. 5–9.