● 摘要
飞机性能的显著提高和电子设备的飞速发展，对飞机环控系统的制冷能力和结构重量与紧凑程度都提出了更高的要求。传统的高压除水式环控系统的除水性能好坏，很大程度上决定了环控系统的性能与效率。
本文针对飞机环控系统所面临的高效除水问题，提出并研究了一种膜高压除湿式飞机环境控制系统（MADECS），该系统利用高压发动机引气和膜材料对水蒸气所产生的选择透过性，对高压空气进行无相变的除湿，以膜除湿组件替代传统环控系统中的冷凝器和离心水分离器除水组件。
本文首先确定了适用于飞机环控系统的模组件型式，建立了基于传热传质方程的模组件微分模型。采用模块/系统建模的思想，对飞机环控系统其它核心组件进行建模，开发了新型环境控制系统的计算机仿真模型库，以方便使用者进行模块化分析，可以对环控系统的系统结构、流程等进行快速修改，即时输出仿真结果用于设计计算。其次，本文通过实验验证了膜组件的除湿性能及基于膜除湿的新型环控系统的技术可行性，并将膜除湿器的实验结果与数值仿真结果进行对照，验证并修正了膜除湿器的传热传质模型。此外，本文通过设计“飞机环控系统综合开发仿真平台”，将基于膜除湿的飞机环控系统与传统的最新型四轮式高压除水飞机环控系统的对应关键节点的压力、温度、焓值的仿真结果进行了分析比较。本文的研究结果表明：即使与性能最好的传统四轮式高压除水环控系统相比，新型的膜除湿式环控系统在很多方面仍有明显优势：如系统结构简单，总制冷量大提高7%以上，显示了基于膜组件的新型除湿式飞机环控系统的技术优越性。