[發(fā)明專利]一種將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法

在審

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• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115828613A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王冠夫;齊曉雪;雷東亮;唐宇峰;丁寧;張丹玲;徐嘉悅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01M15/14;G06F30/15;G06F17/16;G06F119/06;G06F119/14;G06F119/08;G06F113/28;G06F119/12;G06F111/10
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 王偉立

1.一種將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法，其特征在于，包括：

選取飛機常用的典型工況點作為高空性能參考點，并設(shè)置高空性能參考點的具體參數(shù)值，包括高度、馬赫數(shù)、環(huán)境溫度偏差和發(fā)動機狀態(tài)；

選取并處理當(dāng)前試驗工況點發(fā)動機不同工作狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)性能數(shù)據(jù)；

根據(jù)當(dāng)前試驗工況點的性能參數(shù)試驗結(jié)果隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，插值計算出高空性能參考點轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的性能參數(shù)試驗結(jié)果；

基于發(fā)動機工作包線內(nèi)不同高度、馬赫數(shù)和發(fā)動機狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)性能試驗結(jié)果，辨識計算出每個工況點試驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的各部件性能修正因子；

計算不同試驗工況點與高空性能參考點試驗數(shù)據(jù)所對應(yīng)的各部件性能修正因子相對關(guān)系，并形成關(guān)于高度、馬赫數(shù)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的3維數(shù)值表單；

根據(jù)不同工況點部件性能修正因子的相對關(guān)系，計算出當(dāng)前工況點試驗結(jié)果所對應(yīng)在高空性能參考點的各部件性能修正因子；

輸入高空性能參考點的高度、馬赫數(shù)、環(huán)境溫度偏差、發(fā)動機狀態(tài)、轉(zhuǎn)換后的各部件性能修正因子，通過穩(wěn)態(tài)性能模型計算出當(dāng)前工況點試驗結(jié)果在高空性能參考點的性能參數(shù)值。

2.如權(quán)利要求1所述的將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法，其特征在于：所述通過均值計算的方式得到工況參數(shù)、控制參數(shù)、總體性能參數(shù)和截面溫度壓力等參數(shù)的穩(wěn)態(tài)性能試驗結(jié)果。

3.如權(quán)利要求1所述的將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法，其特征在于，所述獲取發(fā)動機高空性能參考點轉(zhuǎn)速狀態(tài)對應(yīng)的當(dāng)前試驗工況點性能參數(shù)試驗結(jié)果的計算公式為：

公式(1)中，Y表示發(fā)動機性能參數(shù)，N1r表示低壓轉(zhuǎn)子換算轉(zhuǎn)速，下標(biāo)start表示插值計算起點轉(zhuǎn)速，下標(biāo)end表示插值計算終點轉(zhuǎn)速，下標(biāo)current表示當(dāng)前插值轉(zhuǎn)速。

4.如權(quán)利要求1所述的將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法，其特征在于，所述不同工況點與高空性能參考點各部件性能修正因子相對關(guān)系的計算方法為：

在發(fā)動機工作包線內(nèi)選取不同高度、馬赫數(shù)和發(fā)動機狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)性能試驗數(shù)據(jù)，辨識計算出不同試驗工況點對應(yīng)的各部件性能修正因子；根據(jù)參考工況點試驗數(shù)據(jù)辨識計算出高空性能參考點對應(yīng)的各部件性能修正因子，結(jié)合公式(2)計算出不同試驗工況點和高空性能參考點各部件性能修正因子相對關(guān)系，并形成環(huán)境壓力、馬赫數(shù)和發(fā)動機狀態(tài)3個維度的數(shù)值表單。

公式(2)中，AnsynCurrent為根據(jù)當(dāng)前工況點試驗數(shù)據(jù)辨識計算出的各部件性能修正因子，AnsynReference為根據(jù)參考工況點試驗數(shù)據(jù)辨識計算出的各部件性能修正因子，AnsynRelative為當(dāng)前試驗點和高空性能參考點的各部件性能修正因子相對比值。

5.如權(quán)利要求4所述的將發(fā)動機空中性能參數(shù)校準(zhǔn)至相同工況點的計算方法，其特征在于，所述各部件性能修正因子的計算方法為：

進(jìn)行發(fā)動機氣路性能計算分析，具體公式為：

Z＝h(X)(3)

公式(3)中，h表示測量參數(shù)和部件性能修正因子間的函數(shù)關(guān)系，用穩(wěn)態(tài)性能模型進(jìn)行表述，Z表示測量參數(shù)向量，X表示部件性能修正因子向量；

若部件性能發(fā)生變化，則用δ表示參數(shù)變化程度，在給定工況點對h(x)進(jìn)行1階泰勒級數(shù)展開，得到：

h(X+δX)＝h(X)+H·δX+HOT(4)

得到影響參數(shù)矩陣H，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

忽略影響參數(shù)矩陣H的高次項影響，得到：

h(X+δX)＝h(X)+H·δX(6)

通過矩陣轉(zhuǎn)換計算得到：

δX＝(H^TH)^-1H^TδZ(7)

通過牛頓-拉夫遜算法對非線性方程組進(jìn)行求解，得到滿足目標(biāo)函數(shù)測量參數(shù)計算精度要求的各部件性能修正因子計算值。