其中太阳辐射强度应随高度变化，本文采用的 计算公式[3]：

　　根据以上模型可以求解出地面状态下太阳辐 射对燃油箱温度的影响。

　　3 模型验证及计算结果分析

　　3.1 模型验证

　　在文献[3]中，描述了在11km高度，太阳辐射 强度为900W/m2，Ma为1.6的稳态飞行中，太阳 辐射可引起上蒙皮温度升高4K。

　　本文按文献[3]所给出的飞行条件开展了计 算，其计算结果为4.2K，这与文献[3]的描述十分 吻合，由此证明了模型的准确性。

　　图7中，研究了整个飞行包线[9]下，燃油箱温 度变化情况，其温度增加范围是在4.2～5.4K之 间。

　　3.2 计算结果分析

　　3.2.1 气动加热对机翼油箱边界温度的影响

　　在飞行时间段内，气动加热会造成油箱边界温 度上升[5]，此时的油箱环境温度为恢复温度Tr，如 图8所示。

　　图中可见在起飞阶段温度差值增加，下降阶段温度差值减少，而在巡航阶段温度差值达到最大， 其原因是在起飞阶段，飞行马赫数增加，在巡航阶 段达到最大，降落时飞行马赫数减少。其中温度 最大差值可达24K，可见在高速飞行情况下研究 机翼油箱温度，必须考虑气动加热对油箱的影 响[10]。

　　3.2.2 高空飞行条件下太阳辐射对燃油箱壁面温 度的影响

　　由图7可见，起飞阶段油箱壁面温度随高度的 增加而减少，但由于受到气动加热和太阳辐射的影 响，壁面温度与环境温度的差值随着时间增加，可 以看出其差值的斜率随时间增加，其原因有两点： 一是飞行马赫数的增加使气动加热影响明显；二是 太阳辐射强度随高度增加。

　　在巡航阶段油箱壁面温度保持不变，这是由于 高度、马赫数和太阳辐射等因素恒定。

　　在下降阶段温度差值变化明显，并且短时间内 达到很高的差值，其差值斜率也随着时间增加。

　　起飞阶段和下降阶段影响参数的计算如表1 和表2所示。

　　3.2.3 在地面停机状态下太阳辐射的影响

　　由图7可知，0～10min与50～60min是处于 地面停机状态的，由于受到太阳辐射对机翼蒙皮加 热的影响，机翼蒙皮的温度始终比外界环境静温要 高出4.6K，这是由于在地面停机状态下，换热系数 与辐射强度可以大致认为是不变的，其计算结果也 很好地解释了这个情况。

　　4 结 论

　　本文通过对机翼油箱外热源换热建模方法的 分析，研究了实际飞行包线内的机翼燃油箱边界温 度的影响因素及变化规律。

　　在飞行条件下，飞机蒙皮即燃油箱壁面的上壁 面受到太阳辐射，同时整个燃油箱壁面受到外界空 气的影响。这一影响随着飞行条件以及燃油箱壁 面即蒙皮表面的特性会有不同的变化，通过计算可 以发现太阳辐射对燃油箱壁面蒙皮的影响是需要 考虑的。在地面停机时，机身外燃油箱也受到太阳 辐射，太阳辐射的影响依然需要考虑。

　　参考文献：

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　　[2]《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册第13册：动 力装置系统设计[M].北京：航空工业出版社，1999.

　　[3]《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册：生命保障和 环控系统设计[M].北京：航空工业出版社，1999.

　　[4]张靖周，常海萍.传热学[M].北京：科学出版社，2009.

　　[5]常士楠，袁美名，霍西恒，等.某型飞机机翼防冰系统计 算分析[J].航空动力学报，2008，23（6）：1141-1145.

　　[6]张兴娟，张作琦，高峰.先进战斗机超声速巡航过程中 的燃油温度变化特性分析[J].航空动力学报，2010，25 （2）：86-91.

　　[7]周华刚，周雷，陈江涛.高空飞艇地面温度观测实验研 究[J].测控技术，2012，31（9）：23-26.

　　[8]张文娜，黎宁.飞机蒙皮温度图像的实现[J].计算机与 数学工程，2011，39（3）：111-113.

　　[9]王进，李剑，谢寿生.航空发动机控制问题研究中飞行 包线区域的划分方法[J].航空动力学报，2003，18（3）： 436-439.

　　[10]吴丹，许常悦，孙建红.来流马赫数对座舱气动加热影 响的数值模拟[J].南京航空航天大学学报，2011，43 （4）：464-469.

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