3D modeling of the aircraft air conditioning system

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study aim was to develop a 3D model representing the aircraft air conditioning system with the purpose of performing a numerical experiment in an automated environment of engineering analysis. The completeness of this model was associated with the required result of the numerical experiment. During the experiment, we simulated conditions for the flow of aerodynamic processes in the vicinity of the louvre integrated into the fuselage skin at the point of communication between the air conditioning system and the external environment. Of particular interest was that part of the air conditioning system, which directly affects the louvre strength. The Siemens NX computer-aided design system was used to form a digital copy of the original. The toolkit of this system allows high-precision geometric models to be designed. As a result, a 3D-model was obtained applicable to simulate external and internal aerodynamical processes in the digital environment of engineering calculations for evaluating the strength parameters of the studied part. This model is a combination of geometric objects formed by a set of assembly units. In particular, such elements of the air conditioning system as the cooling turbine, radiator, and valve, are considered. In order to recreate the complex geometry of the original assembly parts of these units, an algorithm for selecting and performing typical operations of the Siemens NX system was developed and optimized for constructing correct 3D models. The constructed 3D model of the aircraft air conditioning system can be used when simulating external and internal aerodynamical processes affecting the louvre strength in the digital environment of engineering calculations. The proposed model allows users to study the structure of aircraft air conditioning systems.

About the authors

A. F. Boev

Irkutsk National Research Technical University

Email: Niganiga1234niga@gmail.com

I. V. Karpov

Irkutsk National Research Technical University

Email: karpovivann@mail.ru

V. B. Raspopina

Irkutsk National Research Technical University

Email: vbr2604@mail.ru

References

  1. Еловенко Д. А., Мироненко В. В. Рациональные методы редактирования CAD-моделей на этапе их подготовки к анализу в CAE-системах // Вестник Байкальского союза стипендиатов DAAD. 2013. № 1. С. 26–34.
  2. Стрекоз А. В., Сидоренко В. В., Ледовских И. В. Анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) элерона из полимерных композиционных материалов (ПКМ) с применением метода конечных элементов (МКЭ) // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2019. № 6. С. 122–133. https://doi.org/10.23683/2311-3103-2019-6-122-133.
  3. Пронин А. И., Щелкунов Е. Б., Султангареева А. С., Латышев К. А., Иваненко А. А. Исследование и разработка конструкции детали кронштейна с использованием CAD/CAE систем // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. 2017. № I-1(29). С. 27–32. https://doi.org/10.17084/2017.I-1(29).
  4. Protasov A. V., Nikolaychuk O. A. Applying the finiteelement method for evaluating the reliability of mechanical systems // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2011. Vol. 40. No. 1. P. 27–30. https://doi.org/10.3103/S105261881101016X.
  5. Klochkov Y. V., Nikolaev A. P., Vakhnina O. V., Kiseleva T. A. Stress-strain analysis of a thin-shell part of fuselage using a triangular finite element with Lagrange multipliers // Russian Aeronautics. 2016. Vol. 59. Nо. 3. P. 316–323. https://doi.org/10.3103/S1068799816030041.
  6. Рыжиков И. Н., Нгуен Тьен Кует. Использование пружинно-массово-демпферных моделей при анализе колебаний и долговечности рабочих колес турбомашин с расстройкой параметров // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 4. С. 756–767. https://doi.org/10.21285/1814-35202020-4-756-767.
  7. Иващенко А. П. Исследование статической прочности шестерни, входящей в состав вала-шестерни // Современные наукоемкие технологии. 2020. № 11-1. С. 31–36. https://doi.org/10.17513/snt.38334.
  8. Лашков В. А., Калимуллин Ф. А., Каратаев О. Р., Усманов Р. А. Трехмерное проектирование и инженерный анализ элементов конического редуктора в системе Autodesk Inventor // Вестник Казанского технологического университета. 2020. Т. 23. № 5. С. 94–97.
  9. Zenkov E. V. Update of the equations of the limit state of the structural material with the realization of their deformation // Journal of Physics Conference Series. 2017. Vol. 944. Iss. 1. Р. 012128. https://doi.org/10.1088/17426596/944/1/012128.
  10. Распопина В. Б., Бодров Е. А., Ковалѐв А. А. Оценка параметров прочности шатуна ДВС в автоматизированной среде модуля APM Structure 3D системы APM WinMachine // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2011. № 01. С. 125–137.
  11. Марков С. П., Распопина В. Б. Система Femap with NX Nastran как инструмент для оценки достоверности результатов численного эксперимента в среде программы APM FEM в КОМПАС-3D // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сб. статей XIV Междунар. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 22 декабря 2020 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. С. 45–52.
  12. Жильцов Ю. В., Ёлшин В. В. Использование программного комплекса ANSYS CFX при разработке модели комбинированного котла // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 3. С. 81–90. https://doi.org/10.21285/1814-35202017-3-81-90.
  13. Leonovich D. S., Zhuravlev D. A., Karlina Yu. I., Govorkov A. S. Automated assessment of the low-rigid composite parts influence on the product assimilability in the GePARD system // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2020. Vol. 760. Iss. 1. Р. 012038. https://doi.org/10.1088/1757-899X/760/1/012038.
  14. Dizon J. R. C., Espera A. H., Chen Qiyi, Advincula R. C. Mechanical characterization of 3D-printed polymers // Additive Manufacturing. 2017. Vol. 20. P. 44–67. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.12.002.
  15. Novikov A. D., Reznik S. V., Denisov O. V. An experimental study to determine mechanical and thermophysical characteristics of thin-walled carbon plastic antenna reflectors // BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2020. No. 3. P. 84–91. https://doi.org/10.18698/05361044-2020-3-84-91.
  16. Гайдаржи Ю., Коляда Е. Цифровой подход для подготовки к сертификации авиационной техники // САПР и графика. 2021. № 1. С. 12–15.
  17. Глушков Т. Д. Исследования компактных вентиляторных установок с переменной циркуляцией по длине лопаток рабочего колеса // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 30–42. https://doi.org/10.34759/vst-2020-1-30-42.
  18. Leggett J., Priebe S., Shabbir A., Michelassi V., Sandberg R., Richardson E. Loss prediction in an axial compressor cascade at off-design incidences with free stream disturbances using large eddy simulation // Journal of Turbomachinery. 2018. Vol. 140. No. 7. P. 071005. https://doi.org/10.1115/1.4039807.
  19. Рыжиков И. Н. Использование пружинно-массоводемпферных моделей при анализе колебаний рабочих колес энергетических турбомашин с расстройкой параметров // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 4. С. 20–25. https://doi.org/10.18324/2077-5415-20204-20-25.
  20. Юргенсон А. А. Учебно-боевой самолет Як-130 // Приложение журнала «Моделист-конструктор». 2006. № 9. 32 с. 21. Данилов Ю., Артамонов И. Практическое использование NX. М.: ДМК Пресс, 2011. 332 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).