Una instalación térmica disponible para implementar pruebas dinámicas de aire de sangrado del sistema de control ambiental de aeronaves
Autores: Zheng, Yonggui; Liu, Meng; Wu, Hao; Wang, Jun; Xu, Peng; Jin, Side
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una instalación térmica disponible para implementar pruebas dinámicas de aire de sangrado del sistema de control ambiental de aeronaves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de control ambiental
Instalación de pruebas térmicas
Temperatura
Presión
Aire de purga del motor
Simulación dinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Como un sistema crítico de equipos a bordo de aeronaves, el sistema de control ambiental (ECS) tiene un impacto esencial en la seguridad del vuelo. El rendimiento del ECS se prueba generalmente utilizando la instalación de prueba térmica. La instalación comprende unidades de simulación de temperatura y presión para simular el aire de sangrado del motor. Actualmente, el ECS a menudo falla debido a los cambios dinámicos y rápidos en la temperatura y presión del aire de sangrado. Para lograr la simulación dinámica del aire de sangrado, el problema más crítico es simular el rápido proceso de calentamiento y aumento del aire de sangrado durante el proceso de trabajo real del motor. Sin embargo, la unidad de simulación de temperatura tiene características de no linealidad y gran inercia. Además, el control de temperatura y presión está fuertemente acoplado. Estas características suelen llevar a fallos en el control dinámico de temperatura y presión. Este documento presenta una instalación novedosa que adoptó el método de mezcla de caliente y frío para lograr la rápida respuesta de la temperatura. Además, utilizó una estructura de sistema particular para reducir el acoplamiento del control de presión y temperatura. Adicionalmente, adoptó un controlador PID basado en tabla de búsqueda (LPID) para adquirir una respuesta rápida y un buen rendimiento en estado estacionario del control de temperatura y presión. Se presentan y discuten los resultados del control experimental. Los resultados mostraron que la instalación podía cumplir con los requisitos de prueba dinámica y en estado estacionario del ECS. La instalación novedosa compensa la insuficiente capacidad de prueba dinámica de las instalaciones de prueba de ECS desarrolladas anteriormente.
Descripción
Como un sistema crítico de equipos a bordo de aeronaves, el sistema de control ambiental (ECS) tiene un impacto esencial en la seguridad del vuelo. El rendimiento del ECS se prueba generalmente utilizando la instalación de prueba térmica. La instalación comprende unidades de simulación de temperatura y presión para simular el aire de sangrado del motor. Actualmente, el ECS a menudo falla debido a los cambios dinámicos y rápidos en la temperatura y presión del aire de sangrado. Para lograr la simulación dinámica del aire de sangrado, el problema más crítico es simular el rápido proceso de calentamiento y aumento del aire de sangrado durante el proceso de trabajo real del motor. Sin embargo, la unidad de simulación de temperatura tiene características de no linealidad y gran inercia. Además, el control de temperatura y presión está fuertemente acoplado. Estas características suelen llevar a fallos en el control dinámico de temperatura y presión. Este documento presenta una instalación novedosa que adoptó el método de mezcla de caliente y frío para lograr la rápida respuesta de la temperatura. Además, utilizó una estructura de sistema particular para reducir el acoplamiento del control de presión y temperatura. Adicionalmente, adoptó un controlador PID basado en tabla de búsqueda (LPID) para adquirir una respuesta rápida y un buen rendimiento en estado estacionario del control de temperatura y presión. Se presentan y discuten los resultados del control experimental. Los resultados mostraron que la instalación podía cumplir con los requisitos de prueba dinámica y en estado estacionario del ECS. La instalación novedosa compensa la insuficiente capacidad de prueba dinámica de las instalaciones de prueba de ECS desarrolladas anteriormente.