某轻型公务机空调系统优化设计分析

刘登程

（中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040）

某轻型公务机空调系统优化设计分析

刘登程

（中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040）

通过对某轻型公务机空调系统NACA进气口的性能分析与计算，了解NACA进气口在地面热设计状态下存在的问题，并针对此问题提出可行的优化设计方案，提高空调系统的性能。

轻型公务机；空调系统；NACA进气口；优化设计

1 概述

某轻型公务机是一款单发涡桨全复材飞机，该飞机空调系统采用发动机引气对座舱进行增压、加温和通风，发动机引气经过散热器降温、流量控制阀限流后供入座舱。散热器冷边采用NACA进气口以获得环境冲压空气，该进气口具备合理的气动外形，能显著降低飞机的迎风阻力。但是当飞机在地面停机状态下工作时，由于没有足够的冲压气流，导致进气口流量偏低，散热器效率下降，影响空调系统性能。本文就空调系统在地面热设计状态下的性能进行分析，并针对存在的问题进行相应的优化设计分析。

2 地面热设计状态性能分析

空调系统NACA进气口位于发动机舱下罩左侧，其位置及尺寸如图1所示。

图1　NACA进气口位置及尺寸

以飞机在极热天地面慢车待机工况作为地面热设计状态性能分析点，取环境温度t0＝40℃，环境压力P0=101325Pa，发动机慢车时螺旋桨拉力F＝1400N。

环境大气密度ρ0=P0/RT，式中气体常数R＝287J/(kg•K)，T＝（t0＋273）K。

螺旋桨拉力由气流在桨叶两侧形成的压差所产生，该压差值ΔP＝F/A=F/π(D/2)2，式中A为螺旋桨旋转面面积，螺旋桨直径D＝2311mm。

假设该压差值即为螺旋桨后部气流的压头 q∞=ΔP=0.5ρ0v∞2，式中v∞为螺旋桨后气流速度。……