Моделирование температурного режима в кабине и салоне самолета с учетом работы системы вентиляции, тепловыделения оборудования, солнечного излучения и тепловыделения от экипажа и пассажиров
Обеспечение теплового и гигиенического комфорта на борту воздушного судна является важной задачей при проектировании современных летательных аппаратов. Особое внимание уделяется условиям в кабине пилотов и пассажирском салоне, где микроклимат формируется под воздействием множества факторов. В рамках данного проекта проводится комплексное моделирование температурного и влажностного режима с учетом работы системы вентиляции, наличия внутренних источников тепла, а также влияния внешней среды.
Работа выполняется в соответствии с нормативными требованиями авиационного базиса АП23.831 и АП25.831, регулирующими параметры микроклимата в кабине экипажа и салоне самолета. В расчетную модель включаются ключевые тепловые и аэродинамические воздействия: тепловыделение от находящегося на борту оборудования, приток солнечного излучения через остекление, а также тепло, выделяемое людьми — как членами экипажа, так и пассажирами. Помимо теплового воздействия от человека, учитываются также процессы дыхания и потоотделения, сопровождающиеся выделением влаги и углекислого газа, что существенно влияет на качество воздушной среды.
Моделирование выполняется с использованием численных методов, позволяющих получить пространственное распределение температуры, влажности, скорости и направления воздушных потоков, давления и концентраций загрязняющих веществ внутри объема кабины и салона. Результатом расчетов является построение карты теплового комфорта, основанной на требованиях международных стандартов ГОСТ Р ИСО 7730-2009 и ANSI/ASHRAE Standard 55. Эти документы определяют критерии допустимого уровня комфорта, включая показатели PMV и PPD, позволяющие оценить степень удовлетворенности микроклиматом со стороны пассажиров и экипажа.
По итогам расчетов формируются объемные данные, отражающие распределение полей температуры, скорости воздуха, влажности, давления и концентрации углекислого газа в пространстве кабины. Особое внимание уделяется выявлению застойных зон и участков с рециркуляцией, которые могут способствовать локальному перегреву или повышенной влажности. Выявление подобных зон позволяет предложить эффективные меры по их устранению путем доработки системы вентиляции.
При необходимости и по дополнительному запросу Заказчика может быть выполнен анализ вероятности обледенения или запотевания лобовых стекол, окон и иллюминаторов. Также возможен расчет сценариев распространения вредных аэрозольных частиц — например, вирусов или табачного дыма — внутри салона, что особенно важно при оценке санитарно-гигиенической безопасности полета.
Итогом работы является не только технический отчет с детальным описанием распределения микроклиматических параметров, но и разработка рекомендаций по оптимизации системы вентиляции. Такие рекомендации могут включать корректировку направлений подачи воздуха, изменение конфигурации вентиляционных каналов или подбор более эффективных режимов работы вентиляционного оборудования. Комплексный подход позволяет повысить уровень комфорта, безопасности и энергоэффективности при эксплуатации воздушного судна.