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成果名称: 分子筛氧气系统综合试验台设计与应用

成果登记号: 9612018Y0595

第一完成单位: 西安飞豹科技有限公司

联 系 人: 周伟俊

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新产品

技术领域: 其他

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

课题来源与背景:

    本课题来源于我公司与西安飞机设计研究所签订的《分子筛氧气系统综合试验台合同书》与《分子筛氧气系统综合试验台补充合同书》,我国机载分子筛制氧系统也已经装机使用,基本上达到了国际同类产品的先进水平,但是在研制保障条件方面十分落后,分子筛制氧系统性能研究的试验设备少,且现有的分子筛氧气系统试验平台模拟的性能参数不够全面,从而影响和制约了机载分子筛制氧设备的开发与研制。

    技术原理及性能指标:

为了检测飞机在不同环控引气参数(流量、温度、压力、湿度及污染等)下分子筛制氧设备的产氧性能(氧气压力与浓度等),设计了该试验平台。试验台设计了一套环控引气模拟系统,能够模拟环控引气的不同流量、温度、压力、湿度与污染度;同时试验台设计了两个低压舱,能够模拟飞机在不同飞行高度下的座舱与设备舱环境。试验台模拟的环控引气参数全面,流量小,湿度范围大,控制精度要求高。低压舱依照歼击机与小型飞机的座舱与设备舱容积设计,体积小,温度低,高度模拟范围广、控制难度大。

    主要技术指标:

    气密模拟舱

    a) 容积:4m3;

    b) 升限:18000m;

    c) 温度:常温。

    环控引气模拟系统

    a) 流量范围:20kg/h~100kg/h;

    b) 压力范围:0MPa~0.8MPa;

    c) 温度范围:-20℃~+100℃;

    d) 加湿能力:(0~22)g/kg.d;

    e) 加油污浓度:5ppm~50ppm;

    f) 加臭氧浓度:0.3ppm~3ppm

    g) 控制精度:

       1)流量:±3% FS;  2)压力:±1%;

       3)温度:±2℃;    4)湿度:±2g/kg.d;

       5)油污:±1ppm或±10%检测仪器监测值;

       6)臭氧:±0.1ppm或±10%检测仪器监测值。

    高空模拟舱

    a) 容积:6m3;

    b) 升限:18000m;

    c) 温度:-55℃~80℃。

    技术的创造性与先进性:

    a) 本成果是国内首台实现了最全面地模拟机载分子筛制氧系统的座舱/设备舱容积、舱体高空压力与温度环境、综合环控引气参数等环境条件的地面试验平台;

    b) 本成果在国内首次确定了机载分子筛制氧系统地面试验完整的高空环境模拟舱参数与发动机环控引气参数的技术要求并成功地建立起试验台实现了各参数的模拟;

    c) 本成果在国内航空领域首次实现了发动机环控引气油酯类与气体类污染物的发生、测量与控制。

该试验台对于我国未来航空事业的发展与进步有着广阔的应用前景。该项目的研制成功,将影响我国机载分子筛制氧系统更深层次的研究,将加大我国机载分子筛制氧设备的应用,彻底改变我国现役战机的供氧方式,为我国四代、五代战机继受油技术攻破后远程飞行作战能力提供了有力的保障。

    技术的成熟度、适用范围和安全性:

该试验台是国内首台能够最全面地模拟机载分子筛制氧系统的座舱与设备舱容积、舱体高空压力与温度环境、综合环控引气参数和污染加注的地面环境模拟试验平台,适用于机载分子筛制氧氧气系统地面性能模拟试验,用于为检测歼击机、小型飞机机载分子筛制氧氧气系统性能检测提供模拟试验环境。该设备属于地面保障试验设备,具有完善的安全保护措施。

    应用情况及存在的问题:

    目前国际上非常关注飞行员在飞行过程中的体感舒适度,其中供给飞行员呼吸用的氧气压力与氧气浓度是非常重要的研究对象,本项目试验台为歼击机、小型飞机机载分子筛制氧氧气系统的研究提供了有力的试验平台,将极大推动我国航空领域飞机环控专业水平的提升;同时环控引气综合参数调节与控制技术、高空低压低温舱模拟技术和污染模拟加注技术的应用,将为相关专业的发展积累经验。由于飞机发动机引气中所含油污污染物较多,且浓度不一致,加大了污染模拟的技术难度,如果需要实现全环境模拟,还需对环控引气污染参数进行全面测试。