Análisis de rendimiento y optimización del lavado inerte de tanques de combustible en vehículos aéreos no tripulados
Autores: Li, Chaoyue; Yang, Huan; Liu, Sha; Feng, Shiyu; Xu, Lei; Wang, Zhiling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de rendimiento y optimización del lavado inerte de tanques de combustible en vehículos aéreos no tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Inertización de lavado en tierra
GBWI
Prevención de incendios
Supresión de explosiones
UAV
Tanques de combustible
Modelo de flujo bifásico VOF
Concentración de oxígeno
Espacio libre del tanque
Aire ambiente
Oxígeno disuelto
Ascenso
Crucero
Descenso táctico
Concentración límite de oxígeno
LOC
Combustión de combustible de aviación
Protección por llenado de nitrógeno
Esquema de optimización
Tanque inerte
Cargas de combustible
Maniobrabilidad
OBIGGS.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propuso un método de inertización por lavado en tierra (GBWI) y se estudió la aplicación de GBWI en el campo de la prevención de incendios y la supresión de explosiones en tanques de combustible de vehículos aéreos no tripulados (UAV) utilizando un modelo de flujo bifásico de volumen de fluido (VOF) en un sobrevuelo de vuelo típico dado. Se calculó la variación en la concentración de oxígeno en el espacio de vapor del tanque durante el vuelo, considerando la entrada de aire ambiente y la escape de oxígeno disuelto del combustible. Los resultados indican que la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta con el aumento de la concentración inicial de oxígeno en el espacio de vapor y la carga de combustible inicial después de GBWI. En las etapas de ascenso y crucero, la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta lentamente, mientras que en la etapa de descenso táctico, la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta rápidamente, superando fácilmente la concentración límite de oxígeno (LOC) para la combustión de combustible de aviación. Para ampliar el rango de aplicación de GBWI, se propuso un esquema de optimización de protección por llenado de nitrógeno para que el GBWI pudiera cumplir con los requisitos de un tanque inerte en diferentes cargas de combustible y concentraciones iniciales de oxígeno en el espacio de vapor. En comparación con un sistema tradicional de generación de gas inerte a bordo (OBIGGS), el método GBWI optimizado podría reducir en gran medida la pérdida de compensación de combustible y mejorar la maniobrabilidad de los UAV al mismo tiempo.
Descripción
En este estudio, se propuso un método de inertización por lavado en tierra (GBWI) y se estudió la aplicación de GBWI en el campo de la prevención de incendios y la supresión de explosiones en tanques de combustible de vehículos aéreos no tripulados (UAV) utilizando un modelo de flujo bifásico de volumen de fluido (VOF) en un sobrevuelo de vuelo típico dado. Se calculó la variación en la concentración de oxígeno en el espacio de vapor del tanque durante el vuelo, considerando la entrada de aire ambiente y la escape de oxígeno disuelto del combustible. Los resultados indican que la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta con el aumento de la concentración inicial de oxígeno en el espacio de vapor y la carga de combustible inicial después de GBWI. En las etapas de ascenso y crucero, la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta lentamente, mientras que en la etapa de descenso táctico, la concentración de oxígeno en el espacio de vapor aumenta rápidamente, superando fácilmente la concentración límite de oxígeno (LOC) para la combustión de combustible de aviación. Para ampliar el rango de aplicación de GBWI, se propuso un esquema de optimización de protección por llenado de nitrógeno para que el GBWI pudiera cumplir con los requisitos de un tanque inerte en diferentes cargas de combustible y concentraciones iniciales de oxígeno en el espacio de vapor. En comparación con un sistema tradicional de generación de gas inerte a bordo (OBIGGS), el método GBWI optimizado podría reducir en gran medida la pérdida de compensación de combustible y mejorar la maniobrabilidad de los UAV al mismo tiempo.