题目：飞机环控系统整机能效分析

多电飞机是今后飞机发展的一个重要方向。而飞机多电化之后，飞机机载空气管理系统产生了较大改变，空气循环制冷系统亦将从传统发动机引气方案转换为电驱动压缩空气方案，如何从整机角度评价两种空气循环制冷系能效性问题成为亟待解决的技术问题。

本文首先对比分析了多电飞机与传统旅客机环控及其相关系统的主要区别，指出两种飞机环控系统能效性对比分析主要转化为发动机引气和电动压缩机两种能量输出方式的能效性对比分析，并可以用单位推力的燃油消耗率为指标比较两种能量输出效率。

论文接着构建了大涵道比涡扇发动机性能仿真模型和仿真软件，可以计算不同飞行工况、多种控制规律下的发动机运行性能及各截面的气动热力参数，为下一步进行环控系统整机能效分析提供了必要的仿真工具。

论文然后以190座旅客机为例，运用Flowmaster软件对三轮升压式高压除水环控系统、四轮升压式高压除水环控系统和多电四轮环控系统进行了性能仿真，明确了同等制冷量的前提下，多电和传统引气两种驱动方式下环控系统输入功率及主要运行性能，为进一步进行环控系统整机能效性分析提供了必要的数据。

论文最后将发动机引气和输出电功率统一转化为火用参数，从设计工况和不同飞行工况下分析了同等火用输出对燃油消耗率影响，并进一步以四轮高压除水环控系统为例，对比分析了两种能量输入方案下单位推力燃油消耗率。研究结果显示，当从发动机提取等量火用时发动机引气方案比电输出方案对燃油消耗率的影响小，但是由于电动环控系统本省能效性较高，190座旅客机使用多电环控系统要比传统引气环控系统单位燃油消耗率减少5.5%。

本文研究成果为从整机角度对比分析不同环控系统能效性奠定了一定基础，后续需进一步考察不同环控系统设计方案的重量及能效差别对飞机起飞总重和发动机推力的影响，以及环控系统和发动机实际运行性能随飞行工况的变化，以更准确地开展整机能效性对比分析。