[发明专利]机载电子舱冷却系统质量优化的方法

摘要

本发明涉及能量管理与轻量化领域,尤其是一种基于机载电子舱冷却系统的质量优化方法，可以有助于对机载电子舱冷却系统轻量化,减少燃油消耗，提升飞行性能。根据本发明的一个方面，提供了机载电子舱冷却系统质量统计模型的建立方法。其特征在于：建立机载电子舱冷却系统质量简化模型，建立机载电子舱冷却系统燃油代偿损失质量模型，建立机载电子舱冷却系统冲压空气补偿燃油代偿损失模型。根据本发明的另一个方面，提供了一种对对机载电子舱冷却系统轻量化优化的方法，其特征在于：根据机载电子舱冷却系统质量统计模型，引入拉格朗日方程，并对主要质量参数F₁，F₂，以及主要飞行参数C_e，τ₀求偏导，得到关于上述4变量的方程组，求解该方程组，即可得到飞行过程中燃油代偿损失最小的条件下最小系统总质量的最优解。

主权项

一种机载电子舱冷却系统质量优化的方法，其特征包括：建立机载电子舱冷却系统质量简化模型：$m=m_c+m_v=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{F}_i{\mathrm{\δ}}_i{\mathrm{\ρ}}_i\right)+(aN+b)+Ne+{\mathrm{\πd}}_l{\mathrm{L\δ}}_l{\mathrm{\ρ}}_l+{\mathrm{\πd}}_r^2{L}_r{\mathrm{\ρ}}_r/4+{\mathrm{\πd}}_e^2{L}_e{\mathrm{\ρ}}_e/4$式中:m_c为机载冷却系统固定质量,$m_c=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{F}_i{\mathrm{\δ}}_i{\mathrm{\ρ}}_i\right)+(aN+b)+Ne+{\mathrm{\πd}}_l{\mathrm{L\δ}}_l{\mathrm{\ρ}}_l;$n＝2，分别代表冷凝器与蒸发器，m_v为机载冷却系统可变质量，$m_v={\mathrm{\πd}}_r^2{L}_r{\mathrm{\ρ}}_r/4+{\mathrm{\πd}}_e^2{L}_e{\mathrm{\ρ}}_e/4,$为换热器质量，其中F为换热器换热面积，δ为换热器平均壁厚，ρ为换热器密度，(aN+b)为压缩机，泵质量，其中N为系统总功耗,$N=L_r{\left(m_r{c}_{pr}\right)}^3/\left({\mathrm{\ρ}}_r{c}_{pr}^3\right)+L_e{\left(m_e{c}_{pe}\right)}^3/\left({\mathrm{\ρ}}_e{c}_{pe}^3\right)$a为部件功耗比质量,b为系统参数，Ne为相关电源系统质量，其中e为供电系统比质量，πd_lLδ_lρ_l为管道质量，其中δ为管道壁厚，ρ_l为管材密度，L为管道长度为管道内冷媒质量，其中d_l,ρ_r为管道直径、冷媒密度，L_r为管长。为管道内冷却液质量，其中d_e，ρ_e为管道直径、冷却液密度，L_e为管长。