[發明專利]一種將發動機空中性能參數校準至相同工況點的計算方法

在審

• 申請號: 202211626193.2
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115828613A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）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）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 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權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 王偉立

本申請屬于航空發動機設計領域，一種將發動機空中性能參數校準至相同工況點的計算方法，首先選定高空性能參考點，然后在獲得發動機工作包線內不同試驗工況點的穩態性能數據后，通過辨識計算得到不同工況點和高空性能參考點條件下各部件性能修正因子的相對關系，該關系考慮了不同發動機狀態和進氣來流條件對發動機各部件性能的影響，同時當前次試驗數據的辨識計算結果考慮了性能衰減的影響，最后根據高空性能參考點、不同工況點各部件性能修正因子相對關系、當前次試驗數據和穩態性能模型完成空中性能參數校準計算。該方法有效提升了空中性能試驗數據校準計算至相同高空性能參考點的參數計算精度。

技術領域

本申請屬于航空發動機設計領域，特別涉及一種將發動機空中性能參數校準至相同工況點的計算方法。

背景技術

航空發動機每次在工作包線內執行飛行任務，通常會在不同高度、馬赫數、環境溫度偏差和轉速狀態下工作，為了能夠對比發動機在高空不同工況點工作時的性能參數變化情況，對發動機可能發生的參數異常和性能變化情況進行有效的識別和監測。需要將不同飛行架次的性能試驗數據校準計算至同一高空性能參考點，進行統一對比分析。

現有的技術方案是針對不同飛行架次的試驗數據，通過無量綱參數相似換算得到高空性能參考點的性能參數值，從而進行對比分析。主要計算步驟如下：

步驟1：設置高空性能參考點的高度、馬赫數、環境溫度偏差和發動機狀態；

步驟2：選取并處理在當前工況點和發動機工作狀態下的穩態性能數據；

步驟3：根據當前試驗性能參數隨轉速的變化關系，插值計算出在參考點轉速狀態下的性能參數；

步驟4：通過無量綱參數相似換算得到參考點的性能參數，公式(1～3)中P_ref表示參考點總壓，T_ref表示參考點總溫，X_C表示相似換算后的結果；

現有技術方案存在的問題是，相似換算結果成立的前提條件是表征發動機流場的相似參數(幾何構型、氣體常數、比熱比、發動機狀態、馬赫數和雷諾數)相等，其中氣體常數和比熱比的影響較小，發動機在長時間運轉時會發生一定程度的性能衰減，在計算過程中如果按照θ和δ指數值保持不變來進行無量綱參數換算，當工況點的差異較小時，相似換算結果偏差較小；當工況點的差異較大時，受來流條件(馬赫數和雷諾數)影響顯著時，相似換算結果偏差較大。

因此，如何更準確地將發動機空中性能參數校準至相同的高空性能參考點進行對比分析是一個需要解決的問題。

發明內容

本申請的目的是提供了一種將發動機空中性能參數校準至相同工況點的計算方法，以解決現有技術中發動機在高空飛行過程中不同工況點性能參數試驗結果無法直接進行對比的問題。

本申請的技術方案是：一種將發動機空中性能參數校準至相同工況點的計算方法，包括：

選取飛機工作的典型工況點，作為高空性能參考點，并設置高空性能參考點對應的具體參數數值；

選取并處理當前試驗工況點發動機工作狀態的穩態性能數據；

根據當前試驗點性能參數隨轉速的變化關系，插值計算出參考點轉速狀態下的性能參數試驗結果；

獲取發動機在工作包線內不同高度、馬赫數和發動機狀態的穩態性能試驗結果，辨識計算出當前工況點試驗數據對應的各部件性能修正因子，計算不同工況點和參考點試驗數據之間各部件性能修正因子的相對關系；

根據不同工況點和參考點試驗數據之間各部件性能修正因子的相對關系，計算出當前工況點試驗數據對應的參考點各部件性能修正因子；