制氧制氮仿真培训系统的设计与实现

摘要

航空供氧系统是充分发挥人机综合效能,保障飞行人员生命安全的重要防护救生装备。供氧系统一直都是世界各个主要航空大国竞相研制的航空保障系统,好的供氧系统,必须能在飞机的各种运行状况下保证舱内人员的安全,同时也应尽可能的减轻使用者的负担,充分发挥飞行员的应变能力。现在,相关部门大都配备有自己的供氧供氮设备,但由于制氧制氮过程复杂、制取周期长、能耗大、对周围环境要求严格、潜在危险性大等等限制,使得能熟练操作制氧制氮设备的人才相对较少。因此利用仿真技术在制氧制氮设备中的应用可以填补原制氧制氮设备在运行中的各种限制和不利条件,使得相关人员能够在安全、经济、可控、可多次重复、无风险的情况下熟练掌握制氧制氮的核心技术和操作流程。
　　 本文在综合分析制氧制氮设备工作原理的基础上,确定了制氧制氮设备的仿真需求,设计了制氧制氮仿真训练平台,并对其整体结构、硬件电路、仿真系统的数学模型等问题进行了论述。
　　 制氧制氮仿真系统主要由模型系统和外部显示系统组成,其中模型系统主要包括制冷系统模型、分馏塔模型、换热系统模型等。外部显示系统包括主屏幕显示、流程图显示、触摸屏系统显示等。本文针对制氧制氮系统管路系统的动静态特性,详细阐述了各管路模型的构建,并且通过对制氧制氮系统各设备数学模型的仿真试验,验证了其数学模型的有效性。
　　 文中以KL-15A型制氧制氮设备为例,对其进行了仿真试验,试验结果显示:本文所建立的制氧制氮仿真训练系统是完全可行的,能够很好地反映制氧制氮系设备的实际工作状态。