[發明專利]一種基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法

有效

• 申請號: 202111134909.2
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113886983B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 唐蘭;郭海紅;于涵;韓文俊;劉亞君
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于本申請屬于航空發動機設計領域，特別涉及一種基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法，通過預設條件下計算修正值，在通過計算的修正值仿真計算得到目標條件下仿真修正值，并通過所得修正值計算目標條件下的轉速，采用本發明可大大提升起動仿真精度，高、低壓轉速仿真與實際對比最大誤差在6.9％之內，滿足工程精度要求。

技術領域

本申請屬于航空發動機設計領域，特別涉及一種基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法。

背景技術

航空發動機起動數值模擬是發動機起動過程研究的重要手段，建立發動機起動仿真模型是非常必要的。起動仿真是助推航空發動機起動性能設計從“傳統設計”到“預測設計”變革的重要手段，起動仿真能夠為發動機及其控制系統的設計者提供許多信息，可大幅提高研發效率和質量，減少實物試驗的反復，縮短研制周期，降低研制成本，有效加快實現我國航空發動機自主創新發展。

起動仿真模型能夠以一定的精度計算出發動機在整個起動包線范圍內的起動特性，可用于整個起動包線范圍內的起動仿真和起動性能設計。因此，起動仿真模型的精度至關重要。目前已有的起動仿真模型基于理論基礎建立，仿真精度與實際存在一定的差異。在已發表的文獻中尚未發現提升起動仿真精度的具體指導方法，能查到的基于試驗數據對起動仿真模型的修正技術更是寥寥無幾，因此，有必要開展基于試驗數據的通用的起動模型修正方法研究，提升起動仿真模型的仿真精度，為起動性能正向設計提供工具支撐。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提供了一種基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法，航空發動機起動過程包含三個階段，第Ⅰ階段通過起動機帶轉，克服發動機阻力帶動發動機主軸旋轉加速，當所述發動機主軸轉速達到第一預設值，發動機起動進入第Ⅱ階段，發動機點火，渦輪產生功率，渦輪產生的功率和起動機的功率共同克服發動機阻力帶動發動機主軸旋轉加速，當所述發動機主軸轉速達到第二預設值，發動機起動進入第Ⅲ階段，起動機脫開，發動機依靠渦輪剩余功率克服發動機阻力帶動發動機主軸旋轉加速，當所述發動機主軸轉速達到第三預設值，發動機起動成功，基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法，是由已知條件下計算位置條件下航空發動機的啟動特性，其步驟包括，包括：

1、一種基于試驗數據的航空發動機起動仿真模型修正方法，其特征在于，包括：

步驟S1：在預設地面高度，預設大氣溫度下開展航空發動機起動試驗，獲取所述航空發動機瞬時轉速n^(t)、起動時間t,計算出修正值N_XZ初始；

步驟S2：將所述預設地面高度、所述預設大氣溫度、所述航空發動機瞬時轉速n^(t)及所述修正值N_XZ初始輸入起動仿真模型，通過所述起動仿真模型插值獲得目標地面高度，目標大氣溫度下的修正值N_XZ；

步驟S3：通過所述起動仿真模型計算所述目標地面高度，目標大氣溫度下的渦輪功率N_T、壓氣機功率N_C，并基于所述修正值N_XZ，計算克服所有阻力所消耗的功率N_z；

步驟S4：基于所述仿真模型在所述目標地面高度，所述目標大氣溫度下的起動機功率N_CT，渦輪功率N_T、壓氣機功率N_C、所述目標地面高度，所述目標大氣溫度下克服所有阻力所消耗的功率N_z計算所述目標地面高度、所述目標大氣溫度下的瞬時轉速n^(t)_目標的下一時刻轉速n^(t+Δt)_目標。

優選的是，所述步驟S1中，在預設地面高度，預設大氣溫度下開展航空發動機起動試驗，獲取所述航空發動機瞬時轉速n^(t)、起動時間t,計算出修正值N_XZ初始，具體為：