[发明专利]单旋翼直升机/涡轴发动机通用综合模型的构建方法

权利要求书

1.一种单旋翼直升机/涡轴发动机通用综合模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、分别建立直升机和发动机的非线性模型；

步骤B、单旋翼直升机/涡轴发动机的稳态配平，包括旋翼动力学系统配平、机体动力学模型配平、发动机模型配平；

步骤C、单旋翼直升机/涡轴发动机的动态计算；

步骤D、单旋翼直升机/涡轴发动机的实际运行解算。

2.如权利要求1所述单旋翼直升机/涡轴发动机通用综合模型的构建方法，其特征在于，所述步骤B具体包括以下步骤：

步骤B1、旋翼动力学系统配平，具体按照以下方法：首先计算每个翼型的迎角，其中旋翼诱导速度采用非均匀一阶谐波入流的计算方法，桨叶挥舞运动则基于桨叶的气流环境分析旋翼桨叶的非定常挥舞运动，以递推形式得到挥舞运动方程，然后根据翼型迎角计算其二元翼型气动力，再通过积分求解每片桨叶的气动力，最终计算出旋翼的气动力，完成直升机旋翼模型的稳态计算；

步骤B2、机体动力学模型配平，具体按照以下方法：进行直升机旋翼、机身、尾桨、水平尾翼和垂直尾翼的动力学解算，分别计算出各部件在直升机重心处产生的力和力矩；根据计算出的各部件在直升机重心处产生的力和力矩，以及直升机重力，解算如下机体平衡方程组：

XSUM-Gsinθb=0YSUM-Gcosθbsinφb=0ZSUM+Gcosθbcosφb=0LSUM=0MSUM=0NSUM=0,]]>

其中，G表示直升机重量，θ_b表示机体的俯仰角，φ_b表示机体的滚转角，下标b表示机体参数，X_SUM＝X_MR+X_WF+X_TR+X_HT+X_VT、Y_SUM＝Y_MR+Y_WF+Y_TR+Y_HT+Y_VT与Z_SUM＝Z_MR+Z_WF+Z_TR+Z_HT+Z_VT分别表示直升机体轴系下X/Y/Z方向的合力，L_SUM＝L_MR+L_WF+L_TR+L_HT+L_VT、M_SUM＝M_MR+M_WF+M_TR+M_HT+M_VT与N_SUM＝N_MR+N_WF+N_TR+N_HT+N_VT分别为其对应的合力矩，下标SUM表示合力或合力矩，MR表示旋翼参量，WF表示机身参量，TR表示尾桨参量，HT表示水平尾翼参量，VT表示垂直尾翼参量；

步骤B3、发动机模型配平，具体按照以下方法：首先进行涡轴发动机气动热力计算；然后根据气动热力计算结果解算如下的发动机稳态平衡方程组：

E1=P‾gP‾c/ηc+P‾ext-1=0E2=P‾pP‾l/ηl-1=0E3=W41cX-W41cW41c=0E4=W44cX-W44cW44c=0E5=P8′P8-1=0,]]>

其中，E1～E5分别表示压气机与燃气涡轮功率平衡、负载与动力涡轮功率平衡、燃气涡轮进口流量连续、动力涡轮进口流量连续、尾喷口压力平衡，分别为旋翼负载需求功率、压气机功率、燃气涡轮功率、动力涡轮功率、附件功率，η_l，η_c分别为旋翼负载和压气机效率，W_41c，W_44c分别为燃气涡轮和动力涡轮进口换算流量，下标X表示初猜值，P₈，P′₈分别为尾喷口总压和环境压力，压气机相对转速动力涡轮相对转速燃气涡轮压比系数Z_G、动力涡轮压比系数Z_P、压气机压比系数Z_C为猜值参数。