摘要
许多轻型单发飞机中，一般采用左右机翼油箱汇流供油的方式（左右机翼油箱中燃油经增压泵增压、三通管汇流后向发动机供油）。但由于同型号增压泵、管路、附件等存在个体差异，实际左右供油管路中流量并不相等。飞机长时间飞行后，造成左右机翼油箱的剩余燃油量差异较大，致使飞机左右重心变化较大，严重危害飞行性能和飞行安全。因此通过改善汇流三通管两入口的流量均衡性，从而解决或改善汇流供油系统流量不均衡的状况，对提升飞行性能和飞行安全有积极意义。 本文首先对飞机汇流供油进行理论建模通管入口流量均衡性的改善。 在此基础上，优化得出了和分析，结果表明在汇流三通管出口流量与汇流比一定的情况下，提高三通管入口总压差特性曲线的斜率，有助于汇流三一种入口带缩口的Y型三通管。为验证其入口流量的均衡性，分别对常规T型三通管和入口带缩口的Y型三通管进行了数值模拟和对比分析，结果表明入口带缩口的Y型三通管优于常规T型三通管。 接着采用控制变量法，对入口带缩口的Y型三通管进行了构型优化。根据不同构型参数三通管的数值模拟对比分析，结果表明减小入口与中轴线夹角、减小缩口过渡段圆弧半径、减小缩口内径，均可提升三通管入口流量均衡性。 由于飞机汇流供油系统中的三通管出口流量随发动机工作状态变化而变化的，所以基于三通管不同出口流量和不同汇流比条件下进行数值模拟。数值模拟结果表明优化后的三通管在出口雷诺数3955≤Re≤27684、汇流比一定时，其局部阻力系数基本不随出口雷诺数变化，流体已进入阻力平方区，此时局部阻力系数拟合方程为：ζ=240.4832n2+47.20328n?23.48689。将三通管性能曲线关系式代入汇流供油系统方程组，利用牛顿法进行迭代求解，得到了汇流供油系统流量均衡性随出口流量的变化规律。结果表明随着出口流量的增大，优化后的三通管入口流量差距减小，高流量入口汇流比逐渐接近0.5，入口流量均衡性逐渐变好。 综上所述，经过改进并优化后，入口带缩口的Y型三通管在汇流入口流量均衡性方面远远优于常规T型三通管，能够改善飞机汇流供油系统中左右供油管路流量不均衡的问题。
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