Математическая модель модуля массовой скорости воздушного потока в негерметизированных отсеках самолета

Обеспечение надежности бортового оборудования — одна из задач проектирования приборных негерметизированных отсеков самолета. Для ее решения изучают тепловое состояние отсеков самолета, используя математические модели их теплового состояния. Математические модели теплового состояния отсеков включают в себя теплофизические характеристики их элементов, в том числе массовую скорость воздушного потока (произведение его плотности и скорости перемещения). Проведено исследование модуля массовой скорости воздушного потока в негерметизированных отсеках двух маневренных самолетов на основе результатов летных испытаний. Для построения математической модели модуля массовой скорости воздушного потока выполнен анализ явлений, вызывающих перемещение воздушного потока в приборных отсеках. Показано, что модуль массовой скорости воздушного потока зависит как от параметров режима полета, так и от теплофизических параметров воздушного потока за бортом. Параметрическая идентификация математической модели проведена методом Бройдена — Флетчера — Гольдфарба — Шэнно для режима полета самолета на разгон. Для измерения модуля массовой скорости воздушного потока разработан оригинальный преобразователь. Аналитически определено и экспериментально доказано оптимальное соотношение геометрических параметров термоанемометра. Выполнена оценка динамических и статических погрешностей измерения модуля на основе построения математических моделей нестационарного конвективно-радиационного теплообмена преобразователя в отсеке самолета.
EDN: LROQGE, https://elibrary/lroqge

Литература

[1] Gusev S., Nikolaev V. Mathematical modeling of the device for determining aircraft hydraulic system parameters. IEEE APEIE, 2023, pp. 1140–1143, doi: https://doi.org/10.1109/APEIE59731.2023.10347727

[2] Малоземов В.В. Математическое моделирование тепловых процессов малогабаритной бортовой аппаратуры. Вестник МАИ, 2010, т. 17, № 1, с. 55–61.

[3] Gusev S., Nikolaev V. On the influence of random environmental factors on heat transfer processes in aircraft. Numer. Analys. Appl., 2024, vol. 17, no. 2, p. 132–139, doi: https://doi.org/10.1134/S1995423924020034

[4] Кошкин В.К., Калинин Э.К., Дрейцер Г.А. и др. Нестационарный теплообмен. Москва, Машиностроение, 1973. 327 с.

[5] Патанкар С.В. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах. Москва, Изд-во МЭИ, 2003. 310 с.

[6] Цирельман Н.М. Теория и прикладные задачи тепломассопереноса. Уфа, Изд-во УГАТУ, 2002. 108 с.

[7] Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Геращенко О.А. и др. Устройство для определения локальных коэффициентов теплоотдачи методом теплометрического моста. Промышленная теплотехника, 1981, т. 3, № 1, с. 24–28.

[8] Пилипенко Н.В. Динамический метод измерения эффективных температур и коэффициентов теплоотдачи в псевдоожиженных слоях. Приборы, 2004, № 10, с. 37–39.

[9] Пилипенко Н.В., Зеленская М.Г. Методика восстановления нестационарного теплового потока и коэффициентов теплоотдачи с помощью датчика Гардона. Научно-технический вестник ИТМО, 2006, № 8, с. 81–86.

[10] Колмаков А.В. Тепломассоперенос. Теория, прогноз и управление. Томск, Изд-во Томский университет, 2007. 148 с.

[11] Дульнев Г.Н. Теория тепло- и массообмена. Санкт-Петербург, ИТМО, 2012. 195 с.

[12] Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. Москва, Физматгиз, 1963. 680 с.

[13] Gusev S., Nikolaev V. Statistical simulation of the hypersonic aircraft pressurized compartment and surface cooling system thermal state. AIP Conf. Proc., 2019, vol. 2125, no. 1, art. 030087, doi: https://doi.org/10.1063/1.5117469

[14] Гусев С.А., Демидов Г.В. Алгоритм идентификации параметров жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1983. 17 c.

[15] Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. Общий курс. Москва, Наука, 1964. 814 с.

[16] Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. Москва, Мир, 1973. 957 с.