● 摘要
航空供氧系统(以下简称供氧系统)是保证飞行员在正常飞行中免遭高空低压与缺氧危害,并能在应急飞行中确保飞行员生命安全的防护设备。到目前为止,我国供氧系统已经形成系列化产品,对气动式供氧系统的研究达到了较高水平。然而,由于供氧系统结构复杂、部件繁多,以及国内对供氧系统的仿真研究起步晚,相应的仿真技术还不够成熟、不够系统。
我国供氧系统型号繁多,但系统具体的工作原理是有迹可循的。在总结分析供氧防护生理需求的基础上,对现役常用的几个系统型号进行了功能划分。其主要可以分为减压器、肺式机构、空气活门、高空加压机构、抗荷机构、压力比机构等具有不同功能特点的部件。接着,利用机械原理、理论力学、工程热力学等相关知识建立了各类部件中典型机构的数学模型,并最终编写成FLOMASTER仿真分析元件,形成了供氧系统部件、系统仿真分析的FLOWMASTER模型库。利用所建立的仿真模型元件,对供氧系统各个部件分别建立相应的仿真计算网络,分析了各个部件的工作性能及其关键结构参数对部件性能的影响,并结合相关的实验数据、技术规范检验了仿真计算的准确性。
FLOWMASTER具有强大的仿真计算能力和良好的数据管理能力,但在运用于供氧系统仿真这一特殊任务中,并不能满足系统设计的流程管理等方面的需求,缺乏针对性,因此,在设计流程管理、模型参数管理、运行监控、数据后处理等用户界面功能上进行补充或扩展后,建立了供氧系统设计与仿真软件前台界面。软件在易用性、专业性等方面有着极大的改善,软件也成功运用于工程实践。