[發明專利]計算發動機機動載荷的方法及系統

在審

• 申請號: 202211602920.1
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN115713012A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 傅名偉;代鈺;薛園園;趙運生;丁建國;蔡顯新
• 申請（專利權）人: 太倉點石航空動力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F17/18
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李柏柏

本發明涉及一種計算發動機機動載荷的方法及系統，方法包括采集飛機飛行時的飛行高度和飛行速度；根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度和加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；基于x方向加速度和z方向加速度分別計算發動機質心處所受的x方向機動載荷和z方向機動載荷；計算x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；根據x方向機動載荷的均值計算主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷。本發明基于飛行參數實時計算直升機飛行過程中發動機所受的x、z方向機動載荷，能夠更加準確地獲得發動機各零件的損傷，從而實現對發動機壽命損傷的實時監測。

技術領域

本發明涉及航空發動機設計領域，尤其是指一種計算發動機機動載荷的方法及系統。

背景技術

安裝在直升機上的航空渦輪軸發動機（簡稱渦軸發動機）在直升機飛行過程中，渦軸發動機在x（前后）方向、y（側）方向、z（上下）方向存在平動的加速度，也存在繞x、y、z軸的角速度和角加速度，這些將使發動機產生慣性力，或稱“機動過載力”，這些力可能對發動機的零件產生損傷，故在強度設計時應予以考慮。目前多采用“飛行包線”來考慮機動載荷的作用。但是隨著技術的發展，對發動機實時壽命損傷的監測提出更高要求。

因此，迫切需要提供一種計算發動機機動載荷的方法及系統，從而能夠對發動機的壽命損傷進行實時監測。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中存在的技術缺陷，提出一種計算發動機機動載荷的方法及系統，其基于飛行參數實時計算直升機飛行過程中發動機所受的x、z方向機動載荷，能夠更加準確地獲得發動機各零件的損傷，從而實現對發動機壽命損傷的實時監測。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種計算發動機機動載荷的方法，發動機上安裝有主安裝節和輔助安裝節，所述主安裝節與直升機傳動系統連接，其中所述主安裝節用于傳遞x、z方向載荷，所述輔助安裝節用于傳遞z方向載荷，該方法包括以下步驟：

S1：采集飛機飛行時的飛行參數，其中所述飛行參數包括飛行高度和飛行速度；

S2：根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度，并根據z方向速度計算z方向加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；

S3：基于x方向加速度計算發動機質心處所受的x方向機動載荷，以及基于z方向加速度計算發動機質心處所受的z方向機動載荷；

S4：計算所述x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；

S5：根據所述x方向機動載荷的均值計算所述主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據所述z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷。

在本發明的一個實施例中， z方向速度的計算公式為：

其中，表示z方向速度，、表示相鄰兩次的飛行高度，表示數據采集周期。

在本發明的一個實施例中，在S2中， z方向加速度和x方向加速度的計算公式為：

其中，表示z方向加速度，、表示相鄰兩次的z方向速度，表示數據采集周期，表示x方向加速度，、表示相鄰兩次的x方向飛行速度。

在本發明的一個實施例中，在S3中，發動機質心處所受的x方向機動載荷和z方向機動載荷的計算公式分別為：

其中， 表示發動機質心處所受的x方向機動載荷，表示發動機質心處所受的z方向機動載荷，表示x方向加速度，表示z方向加速度， 表示發動機質量。

在本發明的一個實施例中，在S4中，所述x方向機動載荷均值和z方向機動載荷均值的計算公式為：