Экспериментально-теоретические исследования теплового состояния приборного отсека фоторазведчика

Разработана математическая модель теплового состояния отсека приборного продуваемого теплоизолированного отсека фоторазведчика. Решены прямая и обратная задачи теплообмена, определены доверительные интервалы оценок параметров. Проведение лётных и стендовых испытаний бортового оборудования, расположенного в продуваемом теплоизолированном отсеке самолёта, требует математического моделирования теплового состояния приборного отсека. Математическую модель приборного продуваемого теплоизолированного отсека с системой обеспечения теплового режима представим системой одномерных уравнений теплоизолированной обшивки и обыкновенных дифференциальных уравнений теплообмена внутренней поверхности теплоизоляции обшивки, бортового оборудования, воздуха и переноса энтальпии из системы обеспечения теплового режима. Для решения прямой задачи теплового состояния отсека одномерные уравнения для теплоизолированной обшивки дискретизируются по пространственной переменной по методу Галёркина, использующему кусочно-линейный базис. Решение обратной задачи, то есть оценивание коэффициентов модели, сводится к минимизации взвешенной суммы квадратов невязок между заданными по принятому критерию значениями и соответствующими значениями, полученными в ходе расчётов по уравнениям модели. Для минимизации функции использовали сочетание метода наискорейшего спуска, квазиньютоновского метода Бройдена-Флетчера-Гольдфарба-Шэнно и метода Ньютона. Доверительные интервалы оценок коэффициентов нелинейной математической модели теплового состояния отсека целесообразно определять с помощью ковариационной матрицы ошибок оценок искомых коэффициентов модели. Параметрическую идентификацию провели по измеренным в отсеке температурам поверхности одного из блоков и внутренней поверхности теплоизоляции обшивки в районе этого блока. При этом использовали результаты измерений для холодного типа климата в типовом режиме полёта фоторазведчика. Для экспериментальной проверки предложенной модели на различных режимах полёта и воздушной среды за бортом, а также на элементах приборного отсека рассчитанные по модели температуры элементов отсека сравнивали с измеренными значениями. Проверка показала, что построенная математическая модель теплового состояния приборного отсека адекватна реальному тепловому состоянию негерметичного продуваемого теплоизолированного отсека фоторазведчика.