[發(fā)明專利]一種基于進(jìn)口流量匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011303121.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112412632B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李泳凡;萬(wàn)東凱;尚守堂;施磊;趙肅;康忱;潘寶軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
• 主分類號(hào): F02C9/44
• 分類號(hào): F02C9/44
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準(zhǔn)

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種基于進(jìn)口流量匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)發(fā)匹配時(shí)的最低高度及最小馬赫數(shù)；確定在最低高度及最小馬赫數(shù)下的進(jìn)氣道出口最小流量；將所述進(jìn)氣道出口最小流量等效為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口最小流量，確定在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口最小流量下的最小低壓換算轉(zhuǎn)速；獲取保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最小低壓換算轉(zhuǎn)速條件下能夠穩(wěn)定工作的燃油流量；以上述燃油流量作為最低限制，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油。本申請(qǐng)通過(guò)考慮大馬赫數(shù)飛行條件下進(jìn)氣道最小流量限制條件，轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)切油規(guī)律要求，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的消喘處置不會(huì)影響到進(jìn)發(fā)匹配，并消除或減輕喘振的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種基于進(jìn)口流量匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油方法。

背景技術(shù)

喘振是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型的氣動(dòng)失穩(wěn)問(wèn)題，在發(fā)動(dòng)機(jī)裝備使用過(guò)程中易出現(xiàn)。一般軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于需要適應(yīng)多種進(jìn)氣畸變狀態(tài)，且穩(wěn)定性邊界會(huì)受到降穩(wěn)因子影響而穩(wěn)定裕度下降，普遍會(huì)設(shè)計(jì)有消喘系統(tǒng)，即能夠自動(dòng)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)喘振狀態(tài)，并采取切油(減少主燃燒室供油)的方法，能夠提高流道內(nèi)氣流的流動(dòng)性，消除喘振的異常狀態(tài)。

目前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)切油方法主要平衡考慮燃燒室熄火的限制條件和退喘的切油需求，但是沒(méi)有考慮在大馬赫數(shù)條件下，進(jìn)氣道最小流量對(duì)于切油方法的限制條件，在此飛行狀態(tài)下可能出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)喘振執(zhí)行消喘后，由于進(jìn)氣道流量和發(fā)動(dòng)機(jī)流量的不匹配，導(dǎo)致進(jìn)氣道失穩(wěn)而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)失穩(wěn)，即喘振無(wú)法被消除的問(wèn)題，使發(fā)動(dòng)機(jī)喪失工作能力，甚至出現(xiàn)超溫?zé)g渦輪部件的嚴(yán)重安全問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于進(jìn)口流量匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油方法及系統(tǒng)，通過(guò)增加大馬赫數(shù)進(jìn)氣道最小流量的進(jìn)發(fā)匹配限制條件，完善發(fā)動(dòng)機(jī)消喘切油處置方法。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種基于進(jìn)口流量匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油方法，具體方案如下：

步驟S1、獲取進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)發(fā)匹配時(shí)的最低高度及最小馬赫數(shù)；

步驟S2、依據(jù)進(jìn)氣道出口流量與高度、馬赫數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，確定在最低高度及最小馬赫數(shù)下的進(jìn)氣道出口最小流量；

步驟S3、將所述進(jìn)氣道出口最小流量等效為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口最小流量，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)低壓換算轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口流量、高度、馬赫數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，確定在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口最小流量下的最小低壓換算轉(zhuǎn)速；

步驟S4、獲取保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最小低壓換算轉(zhuǎn)速條件下能夠穩(wěn)定工作的燃油流量；

步驟S5、以步驟S4計(jì)算的燃油流量作為最低限制，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油。

優(yōu)選的是，步驟S3之后，進(jìn)一步包括：

步驟S31、根據(jù)仿真計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果修正步驟S3計(jì)算的最小低壓換算轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選的是，步驟S4中，在進(jìn)行保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最小低壓換算轉(zhuǎn)速條件下能夠穩(wěn)定工作的燃油流量計(jì)算時(shí)，自變量為最小低壓換算轉(zhuǎn)速與換算轉(zhuǎn)速慣性值之和，其中，所述換算轉(zhuǎn)速慣性值為：

其中，K為基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的修正系數(shù)，N1R為在消喘切油時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓換算轉(zhuǎn)速；為在消喘切油時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)低壓相對(duì)轉(zhuǎn)速的變化速率。

優(yōu)選的是，步驟S5中，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)喘振切油的切油規(guī)律為：

wf_dem＝MAX[wf_{設(shè)計(jì)}，Wf(N1R最小+△N1R)]

其中，wf_{設(shè)計(jì)}為考慮燃燒室熄火的限制條件和退喘的切油需求所給定的燃油流量設(shè)計(jì)值，Wf(N1R最小+△N1R)為步驟S4計(jì)算的保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最小低壓換算轉(zhuǎn)速條件下能夠穩(wěn)定工作的燃油流量。