[发明专利]一种客机增压舱通道流量系数测量的方法和装置

说明书

本发明公开了一种客机增压舱通道流量系数测量的方法和装置，包括理想流量测量模块和实际流量测量模块，其中，理想流量测量模块用于调节试验舱室的进口压力和出口压力，在试验舱室的进口压力和出口压力达到目标压力值时，分别测量试验舱室的进口压力和出口压力，以及测量试验舱室中的气体温度，根据进口压力、出口压力和气体温度得到理想流量m₂；实际流量测量模块，连接于试验舱室的第一端或者第二端，用于在试验舱室的进口压力和出口压力达到目标压力值时，测量流经实际流量测量模块的实际流量m₁。本发明通过对大型客机增压舱的多种典型测量装置进行流量系数的测量试验，可以准确得到多种典型流通通道的流量系数。

技术领域

本发明属于流量系数测量领域，具体涉及一种客机增压舱通道流量系数测量的方法和装置。

背景技术

增压舱是提高现代远程客机飞行性能和安全性能的重要装置之一，可以有效避免高速气流、低温等因素对飞机上人员的不良影响，提供舒适的舱内环境以满足飞机上人员的生理需要。增压过程为在常规状态下或紧急状态下向座舱(包括客舱和驾驶舱等)输送经过增压后的空气，然后经由排气活门排出机外。在飞行过程中，空气调节组件提供调节后的空气进入座舱，通过增压控制系统控制排气活门的排气量实现压力的控制，达到调控和保持座舱压力高度(座舱内部气压所对应的标准大气压力高度)的目的，获得增压的效果。目前，增压舱被广泛应用于民用飞机，民用飞机的各增压舱之间通过气流通道相互连接，一个增压舱发生泄漏时，其余舱室增压后的气体会通过增压舱流道快速流向发生泄漏的舱室，对机体结构造成极大的负荷，可能会造成严重的飞行事故。研究证明，大型飞机在飞行过程中如果出现裂痕或意外裂口，舱内气体会突然外泄，由于各舱间压力与大气压力不均衡，在各隔舱壁上会产生一个附加的泄压载荷。这个载荷可能造成结构局部失效，进而危及机体的承载能力；也可能因机体变形而造成飞机操纵失灵，最终导致灾难性事故发生。

目前，国内外学者针对各种常见流道孔型的流量系数已经做了大量的实验和仿真研究。但是，国内暂无民用飞机增压舱流道流量系数的研究成果。流量系数作为泄压载荷正向设计的重要输入参数，对于目前大型宽体客机的研制具有极大的重要性，其直接关系到飞机尾舱蒙皮的强度设计，甚至可能会影响尾舱复合材料的设计等。由于增压舱流道流量系数的研究内容复杂，周期较长，需及时开展，以保障后续工作顺利进行，按时完成交付任务。

现阶段计算飞机增压舱流道两端的泄压载荷采用的流量系数均为供应商的数据推理以及工程经验假设，缺乏实际有效的数据支撑计算。若流量系数的选取相比实际值偏小，则结构和内饰设计的重量会有较高的冗余浪费；若流量系数的选取相比实际值偏大，则结构和内饰的强度评估可能无法满足要求，需进行补强，甚至重新设计。研究表明，不准确的流量系数选取可能使得泄压载荷增加至400％，导致飞机在飞行过程中具有重大的安全隐患，影响各适航当局适航条款的验证，从而限制了国产大飞机走出国门。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种客机增压舱通道流量系数测量的方法和装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种客机增压舱通道流量系数测量的装置，包括理想流量测量模块和实际流量测量模块，其中，

所述理想流量测量模块，所述理想流量测量模块包括试验舱室，用于调节所述试验舱室的进口压力和出口压力，在所述试验舱室的进口压力达到进口目标压力值、出口压力达到出口目标压力值时，分别测量所述试验舱室的所述进口压力和所述出口压力，以及测量所述试验舱室中的气体温度，以根据所述进口压力、所述出口压力和所述气体温度得到理想流量m₂，所述试验舱室为第一试验舱室或者第二试验舱室；所述理想流量m₂的计算公式为：