● 摘要
直升机的工作环境较为恶劣，为了保证飞行员在驾驶舱中的良好的身体状况和工作状态，必须在直升机中安装制冷系统。蒸发循环制冷系统的工作状态稳定，质量较轻，适用于直升机驾驶舱制冷。本文在现有直升机蒸发循环制冷系统试验台的基础之上，利用其结构参数和制冷剂物性参数函数在SIMULINK平台上建立了蒸发循环稳态仿真模型，通过优化算法得到了制冷系统稳定运行时的蒸发/冷凝温度理论值，为动态仿真提供了基础数据。蒸发循环中系统级动态模拟一直是科学界仿真研究中的难点，本文采用的分布集总参数法——移动边界法（MB）是一种分区的集总参数模型，其区域划分长度随时间变化，因此该模型不但可以最大程度上保证仿真精度，还可以大大提高程序运算效率。通过MATLAB平台仿真模型得到了系统动态性能，即系统从开机到稳定过程中系统各项主要参数的变化和稳定时间，并初步研究了系统“蒸发器风机-冷凝器风机”两自由度下的控制规律。蒸发循环系统地面试验得到了与仿真曲线较为吻合的动态特性数据，证明了系统仿真的准确性。为了验证系统冷却效果，在FLUENT平台上建立了制冷系统通风冷却效果模型，获得了三轴坐标下直升机驾驶舱温度和空气流通速度效果图，对飞行员的基本舒适需求进行了分析，为后续制冷系统在直升机中的冷却效果实验提供了一定的理论参考，具有良好的工程应用价值。