[发明专利]一种飞机二次能源的优化方法及评估系统

摘要

一种飞机二次能源的优化方法及评估工具，采用“自上而下”基于飞机需求分解对飞机各系统建模并分析；定义系统接口，明确各系统间的能量交互情况，针对综合能量系统体系架构给出建立系统能量模型的优化方案；本方法实现了飞机系统的一体化设计。把飞机机载系统的设计集成化。从人机界面输入飞机级的顶层参数，可对机载系统需求进行自顶向下的分解，从而得到个子系统的需求。所开发的各子系统能量流模型，可计算飞机在指定包线下的能量消耗。在此基础上完成飞机能量的进一步优化。飞机二次能源评估工具，用于飞机初始设计阶段，也可用于现有机型的改型。用户界面实用，便捷，可操作，可扩展。实现飞机二次能量的优化设计，减低油耗，减轻飞机重量。

主权项

1.一种飞机二次能源的优化方法，其特征在于，所述飞机二次能源的优化方法根据飞机顶层需求的特性参数，分解后得到系统级特性参数，根据系统级特性参数将各系统的需求参数建立数字模型，并根据各系统之间的接口建立能量流模型，通过对机载各子系统的能量需求进行分析，得出不同飞行包线下各子系统所需能量；所述方法包括以下步骤：步骤1：将飞机顶层需求分解并对分解后的飞机各系统建模分析；步骤2：定义系统接口，确定各系统间的能量交互情况，针对综合能量系统体系架构建立优化的能量流模型；所述步骤1包括：预设计阶段和性能分析阶段；所述预设计阶段具体如下：（1）分解飞机级的顶层需求，包括：飞行任务、乘客数量和几何尺寸，基于上述顶层需求在备选的能量消耗系统架构方案中选择满足要求的能耗系统方案，同时采取能耗累加计算得出各能耗系统的最大功率需求即装机功率；（2）分配系统的架构方案以及装机功率，基于上述能耗系统功率需求的不同种类和量级选择能量转换与分配系统的架构方案以及装机功率；（3）计算各系统的重量，得出能量生成系统需要产生的功率种类和数量，进而根据装机功率基于经验数据以及设计参数得到各系统的重量，得到各系统的架构、装机功率以及重量参数；所述性能分析阶段具体如下：通过建立的数字化模型评估各系统的性能、实际功率消耗与能量损耗，针对不同架构，将飞机功率消耗、重量、附带阻力因数，折算到飞机的燃油损失，计算得出完成飞行任务需要消耗的燃油量；所述步骤2具体如下：（1）建立交联网络以确定接口连接和相关参数值：在利用其进行综合系统的建模时，分析各系统之间的交联关系，基于传统能量架构建立交联网络，以此确定在综合模型中的各系统模块之间的能量接口连接和相关参数的赋值；（2）方案对比确定最终能量流模型：根据飞机系统方案确定系统配置参数，通过不断修改、调整与迭代计算，对不同系统架构和参数设置下的系统性能进行对比，从而得到能量系统架构较优化的能量流模型最终方案；所述飞机系统方案包括：航程、载客量、飞机几何尺寸、系统架构。