题目：旅客机座舱综合环境质量控制研究

目前，拥有自主知识产权的ARJ21新支线客机正在加紧研制，2005年大飞机也被列入国家中长期科技发展规划重大专项，适时发展拥有自主知识产权的先进干线客机已经提上议事日程。本文针对干线客机中的关键技术之一——座舱综合环境质量控制，就座舱综合环境质量评价、座舱热环境、座舱空气质量、座舱气流组织以及旅客机环境控制系统几方面内容开展研究，提出一种座舱综合环境质量评价新方法和一种具有新型设计理念的旅客机环境控制系统，并研究了座舱热环境与空气质量两方面的控制新策略。主要研究内容包括：1）座舱综合环境质量多层模糊评价方法结合旅客机座舱环境特殊性，提出座舱综合环境质量多层模糊评价新方法，与传统的评价方法相比，该方法采用分层模型，不但可以降低数学处理的难度，同时使分析过程更符合人类思维方式，可弥补目前常用方法的不足。2）座舱热湿环境舒适性控制策略针对旅客机环境控制系统现有控制策略存在的不足，研究了座舱热环境舒适性控制策略和加湿系统的模糊控制策略，分别建立了座舱热舒适性和加湿系统的动态特性模型，并结合模型进行了仿真研究。仿真结果表明：舒适性控制策略能更好地满足座舱热舒适性要求，优于传统的以温度为控制目标的控制策略；采用模糊控制策略的加湿系统稳定、超调小，不会对座舱安全造成影响。3）结合座舱新型空气净化系统的空气质量控制策略提出一种基于纳米光催化技术的新型空气净化系统，结合该系统，提出一种主动与被动控制相结合的座舱空气质量控制策略，并通过机理建模和数字仿真相结合的方法进行了仿真研究。仿真结果表明：新型控制策略中用于被动控制的纳米光催化空气净化设备起到了控制受控对象浓度变化幅度、缩短过渡过程持续时间的效果，通过调节再循环率的主动控制策略性能优良，具有简单、快速和稳定的特点。4）座舱气流组织数值模拟与评价以某型旅客机座舱为研究对象，考虑人体和座椅的影响，建立了数字式暖体假人和座舱气流组织仿真模型，并通过CFD软件FLUENT对座舱内气流组织进行了数值模拟与评价，分析了不同送风方式和送风参数对座舱内气流组织的影响，结果表明对于本文研究的这种座舱结构以及给定的边界条件来说，天花板送风是一种较优的送风方式。5）旅客机新型环境控制系统提出一种具有新型设计理念的旅客机环境控制系统，该系统通过机载空气分离系统（OBNOGS）可防止燃油箱爆炸，从而提高了安全性；通过转轮除湿装置和机载空气分离系统增加座舱内氧分压和相对湿度，提高了舒适性。本文在国内首次对干线客机座舱综合环境质量控制进行了系统的理论分析与仿真研究，研究工作可促进先进控制与仿真技术在旅客机座舱综合环境质量控制领域的深入应用，能进一步改善座舱环境舒适性，为研制干线客机做必要的技术储备。研究成果不仅对我国大型飞机项目具有重要意义，亦可为载人航天、潜艇和装甲车辆等的密闭舱室综合环境质量控制提供一定的借鉴。