[發(fā)明專利]直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的燃油消耗實(shí)時(shí)等效計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110974300.X
• 申請(qǐng)日: 2021-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN113792250B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬科昌;陳麗君;劉鑫;王磊;龐麗萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
• 主分類號(hào): G06F17/10
• 分類號(hào): G06F17/10
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 仉宇

本發(fā)明涉及直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的燃油消耗實(shí)時(shí)等效計(jì)算方法，包括步驟1、獲取旋翼輸出功率Preq和發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率SFC；維持直升機(jī)飛行狀態(tài)的旋翼輸出功率Preq為廢阻功率P_P，型阻功率P_Pr，爬升功率P_C以及誘導(dǎo)功率P_Ind的總和；計(jì)算i時(shí)刻的需用功率P_Req公式為：：步驟2、基于旋翼輸出功率Preq。本發(fā)明適用于直升機(jī)飛行過程燃油實(shí)時(shí)消耗量的計(jì)算方法；能實(shí)時(shí)對(duì)引起燃油消耗的各類功耗進(jìn)行分類計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量/測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，具體提供直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的燃油消耗實(shí)時(shí)等效計(jì)算方法。

背景技術(shù)

直升機(jī)在飛行過程中需要消耗燃油為旋翼提供能量以維持自身飛行狀態(tài)，其為維持固定質(zhì)量飛行狀態(tài)消耗的燃油量與直升機(jī)機(jī)體質(zhì)量有關(guān)；同時(shí)，直升機(jī)飛行過程中也需要發(fā)動(dòng)機(jī)消耗燃油為各系統(tǒng)運(yùn)行提供能量，以滿足各系統(tǒng)運(yùn)行功能，且在空氣循環(huán)式的環(huán)控系統(tǒng)中，需要從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，引氣過程不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，還需要消耗燃油為其供給氣壓能。以往對(duì)其燃油流量的控制采用反饋控制，即根據(jù)功率消耗情況對(duì)燃油供給量進(jìn)行控制，并未從方法思路上對(duì)其燃油供給量進(jìn)行實(shí)時(shí)供給分析。

為了解決直升機(jī)飛行過程中燃油實(shí)時(shí)消耗量問題，本發(fā)明建立了一種適用于直升機(jī)飛行過程燃油實(shí)時(shí)消耗量的計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的目的：

本發(fā)明建立了直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的燃油消耗實(shí)時(shí)等效計(jì)算方法，解決直升機(jī)飛行過程燃油實(shí)時(shí)消耗量問題。

技術(shù)方案：提供直升機(jī)旋翼系統(tǒng)的燃油消耗實(shí)時(shí)等效計(jì)算方法，其特征在于：

步驟1、獲取旋翼輸出功率Preq和發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率SFC；

維持直升機(jī)飛行狀態(tài)的旋翼輸出功率Preq為廢阻功率P_P，型阻功率P_Pr，爬升功率P_C以及誘導(dǎo)功率P_Ind的總和；計(jì)算i時(shí)刻的需用功率P_Req公式為：

其中，廢阻功率P_P，型阻功率P_Pr，爬升功率P_C以及誘導(dǎo)功率P_Ind分別采用下式計(jì)算：

其中，ρ為空氣密度，V為直升機(jī)飛行速度，SC_D為直升機(jī)機(jī)身垂直于飛行方向的等效截面積，m為直升機(jī)重量，g為重量加速度，γ為爬升角，Ω_MR為旋翼的角速度；σ＝N_bc/(πR)為旋翼實(shí)度，N_b為旋翼葉片數(shù)量，c為旋翼葉片弦長(zhǎng)；為葉片拉力系數(shù)，R為直升機(jī)旋翼半徑，μ＝V/(Ω_MRR)為旋翼前進(jìn)比；

結(jié)合運(yùn)動(dòng)方程首先求解出直升機(jī)旋翼拉力T以及誘導(dǎo)速度w_i，方程如下：

T＝2ρπR²V_Dw_i

其中，α為直升機(jī)旋翼槳盤的攻角；

直升機(jī)飛行速度及爬升角隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程建立直升機(jī)在前進(jìn)方向和前進(jìn)垂直方向的力學(xué)方程如下：