Análisis de Modelado y Características de Transmisión del Sistema de Servos Neumáticos APU
Autores: Yang, Fang; Wang, Mengqi; Liu, Yang; Guo, Zipeng; Yue, Lingyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de Modelado y Características de Transmisión del Sistema de Servos Neumáticos APU
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Unidad de potencia auxiliar
Sistema servo neumático
Modelo matemático
Características de transmisión
Relación del área del acelerador
Velocidad de respuesta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La unidad de potencia auxiliar (APU), que es un motor de turbina de gas compacto, se emplea para proporcionar un suministro estable de aire comprimido a la aeronave. Este aire comprimido se introduce en los diversos componentes de la aeronave a través del sistema servo neumático, asegurando así el funcionamiento normal de los sistemas de la aeronave. El objetivo de este estudio es examinar el impacto de la variación de parámetros en las características de transmisión de un sistema servo neumático de APU, con un enfoque particular en el momento aerodinámico asociado con el proceso operativo de una válvula de mariposa. Para ello, se ha desarrollado un modelo matemático del sistema servo neumático. La precisión del modelo matemático fue verificada mediante simulación numérica y análisis comparativo de experimentos. El modelo de simulación se estableció en el entorno de Matlab/Simulink. Además, se discutieron en mayor detalle los efectos de la relación del área de estrangulación, el diámetro del orificio de estrangulación fijo, el volumen de la cámara sin vástago del cilindro del actuador y la temperatura del suministro de gas sobre las características de transmisión del sistema. Los hallazgos de la investigación indican que la relación del área de estrangulación es insuficientemente dimensionada, lo que resulta en un deterioro de la linealidad del sistema. Por el contrario, una relación de área de estrangulación excesivamente grande conduce a una reducción en el rango controlable del eje de carga y, por lo tanto, es perjudicial para el mecanismo servo del control de flujo. Un aumento en el diámetro del orificio de estrangulación fijo o una disminución en el volumen de la cavidad sin vástago del cilindro del actuador facilita un cambio rápido en la tasa de flujo dentro de la cavidad sin vástago y un aumento en la velocidad de respuesta del eje de carga del servomecanismo. Un aumento en la temperatura del suministro de gas de 30 grados C a 230 grados C resulta en una reducción en el tiempo de respuesta del sistema de apenas 0.2 s, lo que tiene un impacto negligible en las características de transmisión del sistema.
Descripción
La unidad de potencia auxiliar (APU), que es un motor de turbina de gas compacto, se emplea para proporcionar un suministro estable de aire comprimido a la aeronave. Este aire comprimido se introduce en los diversos componentes de la aeronave a través del sistema servo neumático, asegurando así el funcionamiento normal de los sistemas de la aeronave. El objetivo de este estudio es examinar el impacto de la variación de parámetros en las características de transmisión de un sistema servo neumático de APU, con un enfoque particular en el momento aerodinámico asociado con el proceso operativo de una válvula de mariposa. Para ello, se ha desarrollado un modelo matemático del sistema servo neumático. La precisión del modelo matemático fue verificada mediante simulación numérica y análisis comparativo de experimentos. El modelo de simulación se estableció en el entorno de Matlab/Simulink. Además, se discutieron en mayor detalle los efectos de la relación del área de estrangulación, el diámetro del orificio de estrangulación fijo, el volumen de la cámara sin vástago del cilindro del actuador y la temperatura del suministro de gas sobre las características de transmisión del sistema. Los hallazgos de la investigación indican que la relación del área de estrangulación es insuficientemente dimensionada, lo que resulta en un deterioro de la linealidad del sistema. Por el contrario, una relación de área de estrangulación excesivamente grande conduce a una reducción en el rango controlable del eje de carga y, por lo tanto, es perjudicial para el mecanismo servo del control de flujo. Un aumento en el diámetro del orificio de estrangulación fijo o una disminución en el volumen de la cavidad sin vástago del cilindro del actuador facilita un cambio rápido en la tasa de flujo dentro de la cavidad sin vástago y un aumento en la velocidad de respuesta del eje de carga del servomecanismo. Un aumento en la temperatura del suministro de gas de 30 grados C a 230 grados C resulta en una reducción en el tiempo de respuesta del sistema de apenas 0.2 s, lo que tiene un impacto negligible en las características de transmisión del sistema.