轻型飞机舱室火灾温度分布特征研究

发布时间：2023-03-20 01:42

　　随着轻型飞机中更多地采用复合材料和新型能源,社会对轻型飞机的火灾适航性提出更新的要求。本文以轻型飞机中极具代表性的电动飞机为研究对象,该飞机动力由电池舱室的锂电池提供,飞机整身材料为具有可燃性的复合材料。由于锂电池在一定情况下会发生热解甚至火灾爆炸,所以本文主要研究飞机在锂电池火灾条件下的各舱室的温度变化。本文首先对独立的电池舱室进行电加热来模拟发热的锂电池热源,设置不同通风工况,通过分析电池舱体各测点的温度,研究电池舱体的隔热性能和通风工况对温度的影响;然后构建实验平台进行热源为某温度的飞机火灾实验,建立火灾模型进行热源为某温度的飞机火灾模拟,将实验和模拟结果对比分析,对火灾模型做出修正;模拟得出真实的锂电池火灾时飞机舱室的温度分布规律,研究结果可为提高轻型飞机火灾适航性提供理论依据。结果表明,电池舱体具有一定的隔热性能,电池舱两端散热口能有效降低火灾时舱室温度;驾驶舱座椅靠背处隔热板具有一定的隔热性能;电池舱存在500℃热源时飞机驾驶舱的空气温度达41℃,驾驶舱人员在该温度下长期工作会出现眩晕等症状;飞机发生锂电池火灾会对其自身结构材料产生不可修复的破坏,同时,从飞机发生锂电池火灾...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 锂电池火灾特性
        1.2.1 锂电池构成原理
        1.2.2 锂电池自身的风险分析
        1.2.3 锂电池火灾与爆炸
    1.3 锂电池火灾的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 计算机火灾模拟技术的发展现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文研究内容与技术路线
    1.6 本章小结
第2章 舱室火灾温度分布实验研究
    2.1 实验仪器
    2.2 实验方案
    2.3 实验平台及场景设计
        2.3.1 火源设计
        2.3.2 温度测试系统
        2.3.3 温度采集系统
    2.4 实验步骤
        2.4.1 电池舱实验
        2.4.2 飞机实体实验
    2.5 本章小结
第3章 舱室火灾温度分布模拟研究
    3.1 FDS的理论基础和数学模型
        3.1.1 FDS的理论基础
        3.1.2 FDS的数学模型
    3.2 PYROSIM基础理论和火灾数值模拟
    3.3 飞机火灾仿真模型的建立
        3.3.1 飞机模型建立
        3.3.2 网格的设定
        3.3.3 测点及切片的设置
        3.3.4 火灾场景的设置
    3.4 本章小结
第4章 实验与模拟结果的分析与对比
    4.1 实验结果
        4.1.1 独立电池舱热辐射实验结果
        4.1.2 飞机实体热辐射实验结果
    4.2 模拟结果
    4.3 实验与模拟结果的对比分析
    4.4 火灾仿真模型的修正
    4.5 本章小结
第5章 飞机锂电池火灾烟气运动规律模拟
    5.1 飞机锂电池火灾烟气结果分析
    5.2 飞机锂电池火灾温度结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文



本文编号：3766421