دراسة تجريبية ونظرية لتفريغ الضغط المفاجئ لمقصورة الطائرة

الباحث

خالد وليد عبيد

المشرف

عبد الكريم عباس خضير

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Sudden decompression;Airplane cabin;Pressure drop;Experimental study

ببساطة، يناقش هذا البحث حساب وقت تخفيف الضغط داخل مقصورة الركاب من حوالي بار واحد إلى الضغط الجوي. من المعروف أن قيمة الضغط القياسي Wy لهيئة الطيران هي 0.756 بارء مما يضمن أن كمية الأكسجين المذاب تبلغ حوالي 90 ، مما يعني أن ضغط مقصورة الركاب قد لا ينخفض إلى أقل من القيمة الآمنة ، وبالتالي سيؤدي انخفاض الضغط داخل مقصورة الركاب إلى تعرض الركاب لعوامل قاتلة مثل النزيف بسبب اختلاف الضغط بين ضغط الدم والضغط الخارجي أو السكتة الدماغية أو الذبحة الصدرية ، أو بسبب تكوين فقاعات من الغازات المذابة في الدم (مثل الأكسجين) مما قد يؤدي إلى انسداد الشرايين الشعرية. AM عندما يحدث تخفيف الضغط على ارتفاعات عالية، يحاول الطيار النزول على الفور إلى ارتفاع آمن aly حوالي 1000 es مع خفض أقنعة الأكسجين. في العمل التجريبي، تم تصنيع نموذج أولي لكابينة طائرة 900 CRG بمقياس 1:30، حيث يتم إجراء اختبارات تخفيف الضغط عليها من خلال الجهاز المستخدم في هذا الاختبار، والذي يتكون من خزان صغير يمثل مقصورة الركاب وخزان كبير يمثل محيط الطائرة. تم استخدام أدوات لقياس درجة الحرارة والضغط ونظام التبريد من أجل محاكاة ظروف حالة تخفيف الضغط داخل المقصورة، ويتم أخذ القراءات التجريبية عبر Arduino من خلال تطبيق blynk لتسهيل العملية. تم استخدام فوهات بأشكال مختلفة (شكل منتظم ، وشكل غير منتظم ، وشكل نافذة) ، والتي تمثل الفتحة في مقصورة الركاب التي يمر من خلالها تخفيف الضغط ، وتظهر تأثير الأقطار المختلفة ومناطق قسم الفوهة على وقت تخفيف الضغط. تكون عملية إزالة الضغط في المقصورة إما isentropic و isothermal ، وعادة ما يكون التدفق بسرعات مختلفة ، La) أقل من سرعة الصوت أو أعلى من سرعة الصوت ، حيث يكون التدفق في حالة اختناق عندما يكون رقم ماخ dl من 1 )1< (M أو في حالة عدم الاختناق عندما يكون رقم ماخ يساوي (M =1)1 تم إجراء مقارنة بين الإجراءات isentropic و isothermal ، ووجد أن الإجراء isentropic هو الأكثر دقة لهذه العملية لأن الإجراء يتم في وقت أقصر وبسرعة أعلى مع التغير في درجة الحرارة ، وهذا ما يحدث في مقصورة الركاب أثناء إزالة الضغط. خلال زمن الضغوط التي تحدث فيها حالة الاختناق، يكون وقت التفريغ أقل من حالة عدم الاختناق وتكون نسب الضغط أعلى حتى النقطة الحرجة (p,/p,; = 0.5282) بالنسبة لكابينة الطائرة بحجمها الكاملء، تم افتراض أن نافذة واحدة قياسها x 1073?) 3.3( كانت مكسورة وان aaa كابينة (900-ل018 (Bombardier هو m? 84.2 على ارتفاع m 12,500 على الرحلات الروتينية حيث الظروف الجوية الخارجية هي K 216 و bar 0.1786. وقت التفريغ المحسوب من bar 0.8 إلى bar 0.42256 هو 247.381 ثانية.

This research discusses the calculation of the decompression time inside the passenger compartment from the recommended cabin interior pressure to the external atmospheric pressure at different altitudes conditions. It is known that the standard pressure value for a passenger cabin according to the aviation authority is 0.756 bar, which ensures that the amount of dissolved oxygen in human blood is about 90%, meaning that the drop in pressure inside the passenger compartment will lead to the passengers being exposed to fatal factors such as bleeding due to the pressure difference between blood pressure and external pressure, stroke or angina pectoris, or due to the formation of bubbles of dissolved gases in the blood (such as oxygen), which may lead to blockage of capillary arteries. Therefore, when a pressure decompression occurs at high altitudes, the pilot tries to descend immediately to a safe altitude of about 11,000 feet, while lowering the oxygen masks. In the experimental work, a model of a cabin for a hypothetical airplane similar to the CRG 900 aircraft was manufactured at a scale of 1:30, where the decompression tests are conducted on this model through the rig used in this test, which consists of a small tank representing the passenger cabin and a large tank representing and simulating the outside atmospheric conditions around the aircraft at the specified altitude. Measuring sensors were used to measure temperature, pressure and the cooling system in order to simulate the conditions of the decompression process inside the cabin. The experimental readings are transferred via the Arduino interface through the blynk application to facilitate the process. Nozzles of different shapes (regular shape, irregular shape, and window shape) were used, which represent the opening in the passenger compartment through which the decompression passes, and show the effect of the different diameters and areas of the nozzle section on the decompression time. The process of depressurization in the cabin is either isentropic or isothermal, and the flow is usually at different velocities, either below the velocity of sound or above the velocity of sound, since the flow is in a choked state when the Mach number is less than 1 (M<1) or in an unchoked state when it is The Mach number is equal to 1 (M=1). A comparison was made between the isentropic and isothermal procedures, and it was found that the isentropic procedure is the most accurate for this process because the procedure takes place in a shorter time and at a higher velocity with the change in temperature, and this is what happens in the passenger compartment during depressurization. the pressures during which the choked state occurs, the discharging time is less than the case for unchoked state and the pressure ratios is higher until the critical point where (pbpoi ⁄ = 0.5282). For full scale aircraft cabin, a one window is assumed broken of size 3.3 × 10−3m2 The cabin volume for Bombardier CRJ-900 is 84.2 m3 at altitude 12,500 m on routine flights where the external atmospheric conditions are 216 K and 0.1786 bar. The calculated discharge time from 0.8 bar to 0.42256 bar is 247.381sec.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب