El Método de Predicción Dinámica para las Temperaturas de la Cabina de Aeronaves Basado en Datos de Pruebas de Vuelo
Autores: Li, He; Zhang, Jianjun; Cai, Liangxu; Li, Minwei; Fu, Yun; Hao, Yujun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El Método de Predicción Dinámica para las Temperaturas de la Cabina de Aeronaves Basado en Datos de Pruebas de Vuelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeronave
Temperatura del entorno
Cabina
Diseño térmico
Modelo de predicción
Vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Para aeronaves avanzadas, el entorno de temperatura dentro de la cabina es muy severo debido a la alta velocidad de vuelo y la concentración compacta del equipo electrónico en la cabina. Predecir con precisión el entorno de temperatura inducido dentro de la cabina durante el vuelo de la aeronave puede determinar los requisitos del entorno de temperatura del equipo a bordo dentro de la cabina y proporcionar una entrada precisa para la optimización del diseño térmico y la verificación de pruebas del equipo. El entorno de temperatura de toda la aeronave se divide en zonas mediante el método de análisis de clúster; se analiza el mecanismo de transferencia de calor de la cabina de la aeronave para el área objetivo; y se considera la influencia de factores internos y externos en el entorno térmico para establecer el modelo de predicción del entorno de temperatura de la cabina objetivo. Los coeficientes de las ecuaciones en el modelo se parametrizan para extraer los términos estables a largo plazo y los términos de cambio de tendencia; con la ayuda de los datos medidos del estado de vuelo, los coeficientes del modelo se determinan mediante un método de regresión escalonada; y el valor de temperatura dentro de la cabina de la aeronave es la salida al introducir parámetros como la altitud de vuelo, la velocidad de vuelo y la temperatura externa. Los resultados de validación del modelo muestran que el modelo de predicción del entorno de temperatura establecido puede predecir con precisión la curva de cambio de la temperatura de la cabina durante el vuelo de la aeronave, y el modelo tiene un buen rendimiento de seguimiento, lo que reduce el error de predicción causado por el efecto de histéresis de temperatura. Para una aeronave, el error estimado es de 2.8 grados Celsius a un nivel de confianza del 95%. Los casos de ingeniería muestran que la aplicación de este método puede aumentar los requisitos de diseño térmico del equipo a bordo en 15 grados Celsius, aumentar las condiciones de prueba a baja temperatura en 17 grados Celsius y evitar los problemas causados por un diseño insuficiente y pruebas excesivas. Este método puede predecir con precisión la distribución de temperatura interna de la cabina durante el estado de vuelo de la aeronave, ayudar a los diseñadores a determinar los requisitos de diseño térmico del equipo a bordo, modificar el diseño térmico y el perfil de prueba de temperatura, y mejorar el valor ambiental del equipo.
Descripción
Para aeronaves avanzadas, el entorno de temperatura dentro de la cabina es muy severo debido a la alta velocidad de vuelo y la concentración compacta del equipo electrónico en la cabina. Predecir con precisión el entorno de temperatura inducido dentro de la cabina durante el vuelo de la aeronave puede determinar los requisitos del entorno de temperatura del equipo a bordo dentro de la cabina y proporcionar una entrada precisa para la optimización del diseño térmico y la verificación de pruebas del equipo. El entorno de temperatura de toda la aeronave se divide en zonas mediante el método de análisis de clúster; se analiza el mecanismo de transferencia de calor de la cabina de la aeronave para el área objetivo; y se considera la influencia de factores internos y externos en el entorno térmico para establecer el modelo de predicción del entorno de temperatura de la cabina objetivo. Los coeficientes de las ecuaciones en el modelo se parametrizan para extraer los términos estables a largo plazo y los términos de cambio de tendencia; con la ayuda de los datos medidos del estado de vuelo, los coeficientes del modelo se determinan mediante un método de regresión escalonada; y el valor de temperatura dentro de la cabina de la aeronave es la salida al introducir parámetros como la altitud de vuelo, la velocidad de vuelo y la temperatura externa. Los resultados de validación del modelo muestran que el modelo de predicción del entorno de temperatura establecido puede predecir con precisión la curva de cambio de la temperatura de la cabina durante el vuelo de la aeronave, y el modelo tiene un buen rendimiento de seguimiento, lo que reduce el error de predicción causado por el efecto de histéresis de temperatura. Para una aeronave, el error estimado es de 2.8 grados Celsius a un nivel de confianza del 95%. Los casos de ingeniería muestran que la aplicación de este método puede aumentar los requisitos de diseño térmico del equipo a bordo en 15 grados Celsius, aumentar las condiciones de prueba a baja temperatura en 17 grados Celsius y evitar los problemas causados por un diseño insuficiente y pruebas excesivas. Este método puede predecir con precisión la distribución de temperatura interna de la cabina durante el estado de vuelo de la aeronave, ayudar a los diseñadores a determinar los requisitos de diseño térmico del equipo a bordo, modificar el diseño térmico y el perfil de prueba de temperatura, y mejorar el valor ambiental del equipo.