电子设备吊舱得到越来越多的重视,为保障其可靠工作,必须装备独立的环境控制系统。吊舱环控系统不仅要求可靠性高,而且受到载机电源紧张和吊舱本身体积、质量等方面的限制。随着设备热载荷进一步增加,对吊舱环控系统还将提出更高的要求。鉴于现有吊舱环控系统尚不能完全满足各方面要求的现状,我们提出了一种新的电子设备吊舱冷却系统方案,即:动力涡轮驱动的逆升压式空气循环制冷系统方案。本文主要针对该系统方案展开了相关研究。基于典型飞行剖面,论文首先建立了系统各附件(包括空气进气口、涡轮、压气机、换热器等)的数学模型,并确定了设计状态点;其次,论文对系统进行了设计计算,分析了在不同自由参数(包括高度、马赫数、引气流量等)下性能的变化关系,研究了系统附件效率对系统性能的影响;再次,论文考虑冷量的回收,提出了一种新的带预冷器的动力涡轮驱动的逆升压式空气循环制冷系统,并对其进行了设计计算和代偿损失计算,分析了在不同自由参数下性能的变化关系,得出了其适用范围;同时,还选择合适的目标函数对系统进行了优化设计;最后,制订了系统实验研究规划。研究结果表明:1.动力涡轮驱动的逆升压式空气循环制冷系统结构简单,可靠性高,可以获得更大的制冷量,能够满足电子设备热载荷不断增大的要求;2.随着高度、马赫数和涡轮引气流量的增大,系统制冷量都有不同幅度的提高;3.系统附件中冷却涡轮的效率对系统性能影响最大;4.带预冷器的动力涡轮驱动的逆升压式空气循环制冷系统可进一步提高系统制冷量,适用于大制冷量和高马赫数的飞行工况;5.随着高度的增加,带预冷器的动力涡轮驱动的逆升压式空气循环制冷系统的制冷量小幅减少,随着马赫数和涡轮引气流量的增大,系统制冷量有不同幅度的提高;6.在设计状态点可实现系统的优化设计。