在民用飛機防火系統地面試驗中，需要模擬飛機在正常飛行中艙內的氣流特性，需要按照飛行中的流量值通過氣流模擬系統進行有效仿真，為試驗提供最接近飛行狀態的氣流環境。
氣流試驗室就是能提供最接近飛行狀態的氣流環境的實驗室，包括氣流模擬系統。
基本介紹
- 中文名：氣流試驗室
- 外文名：Airflow laboratory
- 一級學科：航空航天
- 二級學科：航空原理
- 作用：提供最接近飛行狀態的氣流環境
- 類型：理論術語
簡介,氣流模擬系統的方案權衡研究,氣路方案權衡研究,進氣方案權衡研究,氣流模擬系統的設計方案,
簡介
在民用飛機防火系統地面試驗中，需要模擬飛機在正常飛行中艙內的氣流特性，需要按照飛行中的流量值通過氣流模擬系統進行有效仿真，為試驗提供最接近飛行狀態的氣流環境。
氣流模擬值的精度對民用飛機防火系統試驗結果具有重要的影響，氣流影響滅火劑的釋放效果，直接影響試驗測試的準確性。因此，氣流模擬系統的準確性對試驗結果具有重要的影響。為了保證試驗結果的有效性和準確性，需要配備高精度的氣流模擬系統。
氣流模擬系統的方案權衡研究
氣路方案權衡研究
對發動機艙、APU艙和貨艙防火系統性能驗證試驗台提供氣源，可以採用一颱風機，也可以採用4颱風機。當採用一颱風機時，要求風機、電機、變頻器的功率很大，對廠房和風機提出了極高的要求。由於發動機風扇艙、發動機核心艙、APU艙和貨艙對氣流需求不同，分配到每個試驗艙的氣流需要通過調節才能滿足要求，而且氣流之間也相互干擾，控制精度難以滿足要求。當單獨對發動機風扇艙、發動機核心艙、APU艙和貨艙滅火系統性能驗證試驗提供氣流時，由於單個艙的流量需求較小，使用大風機的風量調節就顯得更加困難。因此，同時進行幾個試驗艙的試驗時，滿足精度要求的氣流很難實現。
由於民用飛機防火系統試驗室的各試驗艙對氣流的要求差別較大，如採用一颱風機配上多管道、多閥門的方案，會使送風管路過於複雜，管路切換和控制難以實現，風機效率較低，流量控制精度不能保證。
經過權衡研究，確定採用四颱風機分別對發動機核心艙、風扇艙、APU艙和貨艙提供氣源。保證各個試驗艙的氣流相對獨立，控制準確，並可開展單個或多個試驗艙的試驗。
進氣方案權衡研究
目前，國內外氣流模擬系統有“進氣”、“引氣”兩種提供氣源的方式。其中，進氣方式是最簡單而有效的一種提供氣源的方式，比較符合飛機真實的氣流分布情況。由於高壓變頻離心風機的出口壓力高，足以克服管路系統的沿程損失，滿足氣流模擬要求。氣流系統採用高精度的氣體流量計檢測氣流流量，由PLC系統實現風機風量的精確控制，試驗數據準確、可靠。根據工程經驗，在相同氣流流量情況下，引氣方式的電能消耗約是吹風方式的6倍。可見，引氣方式提供氣源的氣流模擬系統運行成本更高。由於民用飛機防火系統試驗室配備的氣流模擬系統的管路的阻力不大，可以選用滿足要求的風機克服管路的阻力。
經過權衡研究，確定民用飛機防火系統試驗室氣流模擬系統採用“進氣”的方式提供氣源。
氣流模擬系統的設計方案
在發動機艙滅火系統功能及性能驗證試驗、APU艙滅火系統功能及性能驗證試驗和通用試驗艙(通用試驗艙包含前貨艙和後貨艙)滅火系統功能及性能驗證試驗中，必須對氣流狀態進行模擬，以保證試驗數據真實、準確和有效。氣流模擬系統是民用飛機防火系統試驗不可缺少的配套試驗設備。
氣流模擬系統主要由PLC控制器、變頻電機、風機、氣體質量流量計及相應管路等部件組成。根據發動機艙、APU艙和通用試驗艙的氣流流量，首先對氣流模擬系統的PLC控制系統設定相應的流量值，流量值設定完成後，啟動風機產生氣流，由高精度的渦街流量計測量氣流流量。接下來，PLC控制器按照渦街流量計測量的流量值和設定流量對比，根據對比結果調節變頻電機的頻率，精確控制變頻電機的輸出頻率，使風機變頻運行，從而實現精確的流量控制。同時，通過管路與發動機艙、APU艙、通用試驗艙進行連線，最終產生滿足試驗要求的氣流流量。
