Dynamische Simulation des Kühlaggregates eines Flugzeugs

Abstract

In dieser Veröffentlichung wird ein dynamisches Simulationsmodell eines Kühlaggregats eines Flugzeugs beschrieben. Das Simulationsmodell berücksichtigt alle relevanten Komponenten: den Kompressor, die Turbine, das Gebläse und die verschiedenen Wärmetauscher. Die genannten Komponenten werden durch Kennfelder beschrieben. Die Dynamik der Simulation des Kühlaggregats basiert auf der dynamischen Beschreibung der Wärmetauscher. Den Wärmetauschern wird eine Masse bzw. eine Wärmekapazität zugeordnet. Der Wärmeübergang im Wärmetauscher von der Luft auf die Trennwand zwischen den Luftströmen wird durch einen Faktor alpha*A beschreiben. Der Faktor alpha*A (Produkt aus Wärmeübergangskoeffizient und Austauschfläche) lässt sich mit Hilfe einer Effizienzkurve berechnen. Für diese Rechnung sind keine Daten der Geometrie des Wärmetauschers erforderlich. Das Simulationsmodell des Kühlaggregats wurde mit Industriedaten verifiziert. Weiterhin wurde das Kühlaggregat in eine Simulation der Temperaturregelung der Kabine eingebaut. Die Simulation zeigt plausible Ergebnisse. Es wird gezeigt, dass der Einfluss der Dynamik des Kühlaggregats auf das Regelverhalten des Gesamtsystems nicht vernachlässigt werden kann.