Mass flow surveillance of cooling air from Magg to JAS 39 Gripen

Abstract: Examensarbetet har genomförts på SAAB Support and Services i Östersund. Uppgiften har varit att undersöka möjligheten för massflödesövervakning av kylluften från ett markaggregat(Magg) till Jas 39 Gripen. Magg används vid markdrift och försörjer flygplanet med 400 Hz elkraft och konditionerad kylluft. Kylluften ska hålla planets elektronik inom lämplig temperatur så den inte överhettas och tar skada. Övervakningen har flera tänkbara användningsområden, den ökar skyddet både för flygplan och aggregat samtidigt som den underlättar vid felsökning av systemet aggregat-hangar-flygplan. Den skulle också kunna förbättra aggregatets prestanda då det möjliggör reglering av fläktmotorn på massflöde istället för på lufttryck och temperatur. För att förstå luftströmmens beteende så har omfattande studier inom strömningsmekanik och termodynamik genomförts. Faktorer som påverkar luftens densitet har undersökts, som t.ex. luftens fuktighet samt kompressibla effekter. Resultat har visat att påverkan från dessa faktorer är små och att massflödet ändras marginellt, måste densiteten beräknas så kan inverkan från dessa parametrar försummas. Förutom teorin så har arbetet även innefattat en studie av olika mätmetoder för massflödesmätning. Metoderna kan delas upp i två huvudkategorier, antingen så kan densiteten och strömningshastigheten beräknas var för sig eller så kan massflödet beräknas direkt. De flesta mätorgan är känsliga för störningar i rörsystemet så som rörböjar, areaförändringar, ventiler etc. För att få en fullt utvecklad hastighetsprofil så ställs höga krav på raksträckor innan och efter mätning. Förutom att den valda mätmetoden måste klara detta så ska den även ge låga tryckförluster och kunna integreras i den befintliga rörkonstruktionen. Efter utvärdering av de krav som ställs så har en varmfilmssensor valts ut. Sensorn mäter flödets kyleffekt genom att hålla sensorns temperatur en konstant nivå över temperaturen på kylluften. Mätmetoden reagerar på densitet och strömningshatighet i röret och behöver därför inte kompletteras med andra givare, den är lätt att installera och ger inte upphov till några tryckförluster. Sensormodulen har testkörts på ett beredskapsaggregat(Bragg) tillsammans med en liknande rörkonfiguration som på Magg. Den har anslutits via ett seriellt gränssnitt på en bärbar dator samtidigt som data loggats från ett externt mätrör. Efter mindre korrigeringar i sensormodulen så har mätvärden haft en avvikelse på ungefär 1 % från mätrörets, både med samt utan flödesriktare monterad.