[发明专利]一种将发动机空中性能参数校准至相同工况点的计算方法

说明书

本申请属于航空发动机设计领域，一种将发动机空中性能参数校准至相同工况点的计算方法，首先选定高空性能参考点，然后在获得发动机工作包线内不同试验工况点的稳态性能数据后，通过辨识计算得到不同工况点和高空性能参考点条件下各部件性能修正因子的相对关系，该关系考虑了不同发动机状态和进气来流条件对发动机各部件性能的影响，同时当前次试验数据的辨识计算结果考虑了性能衰减的影响，最后根据高空性能参考点、不同工况点各部件性能修正因子相对关系、当前次试验数据和稳态性能模型完成空中性能参数校准计算。该方法有效提升了空中性能试验数据校准计算至相同高空性能参考点的参数计算精度。

技术领域

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种将发动机空中性能参数校准至相同工况点的计算方法。

背景技术

航空发动机每次在工作包线内执行飞行任务，通常会在不同高度、马赫数、环境温度偏差和转速状态下工作，为了能够对比发动机在高空不同工况点工作时的性能参数变化情况，对发动机可能发生的参数异常和性能变化情况进行有效的识别和监测。需要将不同飞行架次的性能试验数据校准计算至同一高空性能参考点，进行统一对比分析。

现有的技术方案是针对不同飞行架次的试验数据，通过无量纲参数相似换算得到高空性能参考点的性能参数值，从而进行对比分析。主要计算步骤如下：

步骤1：设置高空性能参考点的高度、马赫数、环境温度偏差和发动机状态；

步骤2：选取并处理在当前工况点和发动机工作状态下的稳态性能数据；

步骤3：根据当前试验性能参数随转速的变化关系，插值计算出在参考点转速状态下的性能参数；

步骤4：通过无量纲参数相似换算得到参考点的性能参数，公式(1～3)中P_ref表示参考点总压，T_ref表示参考点总温，X_C表示相似换算后的结果；

现有技术方案存在的问题是，相似换算结果成立的前提条件是表征发动机流场的相似参数(几何构型、气体常数、比热比、发动机状态、马赫数和雷诺数)相等，其中气体常数和比热比的影响较小，发动机在长时间运转时会发生一定程度的性能衰减，在计算过程中如果按照θ和δ指数值保持不变来进行无量纲参数换算，当工况点的差异较小时，相似换算结果偏差较小；当工况点的差异较大时，受来流条件(马赫数和雷诺数)影响显著时，相似换算结果偏差较大。

因此，如何更准确地将发动机空中性能参数校准至相同的高空性能参考点进行对比分析是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种将发动机空中性能参数校准至相同工况点的计算方法，以解决现有技术中发动机在高空飞行过程中不同工况点性能参数试验结果无法直接进行对比的问题。

本申请的技术方案是：一种将发动机空中性能参数校准至相同工况点的计算方法，包括：

选取飞机工作的典型工况点，作为高空性能参考点，并设置高空性能参考点对应的具体参数数值；

选取并处理当前试验工况点发动机工作状态的稳态性能数据；

根据当前试验点性能参数随转速的变化关系，插值计算出参考点转速状态下的性能参数试验结果；

获取发动机在工作包线内不同高度、马赫数和发动机状态的稳态性能试验结果，辨识计算出当前工况点试验数据对应的各部件性能修正因子，计算不同工况点和参考点试验数据之间各部件性能修正因子的相对关系；

根据不同工况点和参考点试验数据之间各部件性能修正因子的相对关系，计算出当前工况点试验数据对应的参考点各部件性能修正因子；