飞机座舱环控事故分析与模拟仿真系统研究

发布时间：2017-05-16 14:05

  本文关键词：飞机座舱环控事故分析与模拟仿真系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环境控制系统是现代飞机重要的系统组成，对保证机组人员的正常工作、座舱乘客的舒适安全具有重要意义。然而，国内外与环控系统相关的飞行事故/事故征候时有发生，严重危害飞行安全，且事故信息具有信息量大、事故原因复杂等特点，对事故分析工作造成困难。 本文采用JAVA/Jsp开发环境、B/S架构模式开发了飞机座舱环控系统事故分析平台，该平台实现了管理端和客户端域名上的分离，并实现了事故信息增加、修改、删除、查询等功能及事故信息的统计分析功能，解决了事故信息查找难、跟踪难、分析难的问题，使相关事故数据的管理、分析集成于一个平台之上。本文以上述数据分析平台为工具，对近十年国内外环控系统事故/事件进行了详细分析，主要针对相关的事故类型、事故原因进行了分析，针对每种事故类型，本文结合环控系统工作原理对其原因进行分析，确定了造成的座舱环境异常的典型事故类型及导致该类型事故出现的主导因素，并提出了相应的安全建议。 为了更好的对事故进行深入分析，研究事故发生发展的动态过程，本文建立了飞机环控系统模型，其中包括引气系统、空气循环制冷系统、空气分配系统、压力控制系统、温度控制系统，，并以此为根据，首先在Matlab/Simulink环境下建立环控系统中各子系统及其部件模型，并进行控制器参数调节，随后将控制器参数带入AMESim仿真软件进行高精度模型仿真。结果表明，所建立模型准确，能够实现对环控系统中关键位置及关键参数的计算。 最后，基于事故分析的结果，本文选取座舱压力异常及温度异常为事故仿真对象，进行了事故仿真复现。本文根据事故信息中的描述进行故障注入，在AMESim环境中进行了仿真计算。将仿真结果与实际发生事故信息进行比对验证表明，所建立模型能够完整地对事故进行复现，并实现对事故中未知重要参数的估算及风险评估，实现了对事故进行深入分析并研究事故发生发展过程的目的。通过本文的研究，得到了一种研究座舱环境飞行事故的通用方法，利用该方法，可以实现对事故的分析，深入研究事故产生机理和发生发展过程，对提高我国进行飞行事故分析与调查能力和民航的安全运行具有指导意义，对我国国产大型客机环控系统适航符合性验证技术具有积极作用。
【关键词】：飞机环控系统 座舱 事故分析 系统仿真 事故模拟仿真
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V245.3;V328
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 本文研究内容16-18
• 第二章 飞机环境控制系统18-31
• 2.1 飞机环控系统工作原理18-22
• 2.1.1 座舱空调系统的基本任务18
• 2.1.2 座舱的环境参数及其参数要求18-22
• 2.2 引气系统22-23
• 2.3 空气循环制冷系统23-24
• 2.4 空气分配系统24-26
• 2.5 座舱压力控制系统26
• 2.6 座舱温度控制系统26-30
• 2.6.1 座舱热载荷26-28
• 2.6.2 民机中采用的两种温度控制方式28-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第三章 座舱空气环境事故分析31-44
• 3.1 飞机环控系统事故数据库31
• 3.2 系统架构31-32
• 3.2.1 开发环境31
• 3.2.2 系统架构设计31-32
• 3.3 系统实现功能32-38
• 3.3.1 系统拟实现功能32-33
• 3.3.2 系统模块设计33
• 3.3.3 系统模块功能描述33-38
• 3.4 事故分析38-42
• 3.4.1 座舱压力异常事故分析39-40
• 3.4.2 座舱温度异常事故分析40-41
• 3.4.3 座舱起火事故分析41
• 3.4.4 座舱内烟雾及异味事故分析41-42
• 3.4.5 座舱内出现 VOC 事故分析42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 系统建模44-68
• 4.1 空气循环制冷系统建模44-53
• 4.1.1 热交换器建模44-47
• 4.1.2 压气机建模47-48
• 4.1.3 涡轮建模48-49
• 4.1.4 水分离器模型49-50
• 4.1.5 组件温度控制50
• 4.1.6 仿真与分析50-53
• 4.2 座舱压力控制系统建模53-62
• 4.2.1 座舱压力目标值54
• 4.2.2 座舱模型54
• 4.2.3 外流活门模型54-55
• 4.2.4 电机模型55
• 4.2.5 控制器模型55-57
• 4.2.6 控制回路仿真57-62
• 4.3 座舱温度控制系统建模62-67
• 4.3.1 冷包模型62
• 4.3.2 热空气配平活门62
• 4.3.3 混合腔62-64
• 4.3.4 控制器64
• 4.3.5 控制回路仿真64-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 事故模拟仿真68-83
• 5.1 计算机仿真简介68-71
• 5.1.1 计算机仿真软件简介68
• 5.1.2 计算机仿真软件发展68-70
• 5.1.3 仿真方法70-71
• 5.2 系统模型建立71-72
• 5.3 座舱失压事故模拟仿真72-75
• 5.4 座舱温度异常事故模拟仿真75-82
• 5.5 本章小结82-83
• 第六章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 在学期间研究成果及发表学术论文86-87
• 参考文献87-89

【参考文献】

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本文编号：371018