[發明專利]一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法

有效

• 申請號: 202010548282.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111680366B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 郭毅博;牛猛;徐明亮;潘俊;陳廣豪;谷立新
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 鄭州晟佳專利代理事務所(普通合伙) 41205
• 代理人: 張心龍

1.一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、搭建飛機發動機仿真模塊

使用Amesim中的TFQPT0、CONSOO、TFVS11、TFC01子模塊搭建飛機發動機仿真模塊，并進行參數設置；

S2、搭建供油泵仿真模塊

使用Amesim中的TFPU000、RMV00、TFCHV0000、TFC01子模塊搭建供油泵仿真模塊，并進行參數設置；

S3、搭建引射泵仿真模塊

使用Amesim中的TFEJECT0010、ACF2THH001、TFC01子模塊搭建引射泵仿真模塊，并進行參數設置；

S4、搭建飛機燃油箱仿真模塊

使用Amesim中的ACFTNK001、ACFDMX01、ACFGAU01、ACFNULLMOTIONSOURCE001、DYNDMUX2、ACF2THH001、ACFFHS001子模塊搭建飛機燃油箱仿真模塊，并進行參數設置；

S5、搭建質心計算模塊

使用Amesim中的ACFGEOMSENSOR01、SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK子模塊搭建質心計算模塊，并進行參數設置；

S6、使用Amesim中的TFFD4子模塊搭建燃油仿真模塊，并進行參數設置；其中，燃油密度計算公式可表示為：

ρ＝-0.74763636*t+794.458181818182

由以上公式可得到：

ρ＝794.458181818182*(1-0.000941064*t)

此外，粘度參數定義方式為公式，其值由公式lg lg(v+0.73)＝A-3.8265lgT，A取8.9765，T表示溫度，單位為開氏度；推導得到；

S7、搭建飛機飛行姿態控制模塊

使用Amesim中的ACFATTISIMP001、CONS00子模塊搭建飛機飛行姿態控制模塊，并進行參數設置；其中，通過ACFATTISIMP001子模塊進行飛機俯仰角、滾轉角、偏航角、三維加速度參數設置；

S8、組合飛機燃油系統模型

將以上各個模塊組合為完整的飛機燃油系統模型，并進行大氣壓、重力加速度、飛行高度參數的設置；

S9、進行仿真

進行仿真參數設置，設置仿真結束時間、輸出間隔、仿真模式參數，開始進行仿真得到飛機燃油箱質量及質心仿真計算結果。

2.如權利要求1所述的一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，所述步驟S1中通過設置TFQPT0子模塊的溫度、壓強、流速來模擬飛機發動機對燃油的消耗，并使用TFVS11子模塊計算飛機發動機的燃油消耗總量。

3.如權利要求2所述的一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，所述步驟S2中使用RMV00子模塊進行供油泵轉速設置，使用TFPU000子模塊進行供油泵性能參數設置，其性能使用f(qv,w)模式設置，參數pressure difference table通過供油泵性能指標計算得到。

4.如權利要求3所述的一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，所述步驟S3中使用TFEJECT0010子模塊進行引射泵參數設置，其性能使用定義公式volumetric flow rate ratio:mu＝f(N)設置，參數linear data out of range mode設置為extreme value，volumetric flow rate ratio和driving mass flow rate參數通過引射泵性能指標計算得到。

5.如權利要求4所述的一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，步驟S4中ACFDMX01子模塊用于其他模塊與油箱模塊的連通，ACFTNK001子模塊用于設置飛機燃油箱參數，包括liquid volume、Tank shape、Geometry、Thermodynamic data，其值通過油箱性能指標得到。

6.如權利要求5所述的一種基于Amesim的飛機燃油箱質量及質心仿真計算方法，其特征在于，步驟S5中通過ACFGEOMSENSOR01子模塊計算得到每個燃油箱的質心坐標，通過SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK子模塊計算所有燃油箱的總體坐標；

多體油箱整體質心坐標的計算方法如下：

(a)從ACFGEOMSENSOR模塊中讀取每個油箱對應的質心坐標(x_i,y_i,z_i)(x_i,y_i,z_i)和燃油質量m_i；

(b)使用質心計算公式計算多體油箱整體質心坐標,其中，整體質心計算模塊由加法器模型和函數模型組合而成，要實現的計算公式如下：

(c)飛機整體質心坐標為