【摘 要】
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航空电弧是飞机电气线路互联系统（EWIS,Electrical Wiring Interconnection Systems）最为严重的故障类型之一,由此引发的设备损伤、线路火灾甚至爆炸事故屡有发生。为最大程度降低航空电弧故障的影响,保障飞行安全,国内外相关规范对机载系统间隔提出了严格要求,并且定义了明确的指标参数。此类指标制定需考虑结构参数、能量等级和环境等多种影响因素,而国内民机事业起步晚对电
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航空电弧是飞机电气线路互联系统（EWIS,Electrical Wiring Interconnection Systems）最为严重的故障类型之一,由此引发的设备损伤、线路火灾甚至爆炸事故屡有发生。为最大程度降低航空电弧故障的影响,保障飞行安全,国内外相关规范对机载系统间隔提出了严格要求,并且定义了明确的指标参数。此类指标制定需考虑结构参数、能量等级和环境等多种影响因素,而国内民机事业起步晚对电弧损伤研究基础薄弱,因此如CCAR25.1703、CCAR25.1707等标准的指标直接参考国外相关规范,缺乏自主设计能力。基于上述,本文对航空电弧损伤开展研究,为相关规范的制定提供理论基础。本文以航空故障电弧对物体的损伤作为研究对象。首先,根据电弧等离子体放电过程,构建基于磁流体力学理论（MHD,Magnetohydrodynamics model）的电弧模型,通过用户自定义功能（UDF,user-defined functions）将电弧等离子体物性参数导入Fluent软件求解器,优化电弧模型参数,对比仿真结果与实验结果,验证模型的有效性。其次,研究航空故障电弧损伤理论,在电弧模型的基础上,构建航空故障电弧损伤模型,通过数值仿真计算的方式模拟航空电弧损伤,对比仿真结果与实验结果,验证模型的有效性。然后,基于模型仿真计算的结果,研究不同类型航空电弧的电气特性和温度特性。最后,以控制变量法研究电气因素、结构因素和材料因素对航空故障电弧损伤的影响。研究结果表明:本文提出的航空故障电弧损伤模型构建合理,可准确模拟不同类型的航空故障电弧特性,并能有效评估不同因素影响下航空故障电弧对物体造成的损伤体积。基于模型计算结果,可为飞机EWIS设计阶段提供一定的理论支撑。
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