[发明专利]涡轴发动机起动过程建模方法

摘要

本发明公开了一种涡轴发动机起动过程建模方法，首先获取涡轴发动机各主要部件在起动过程中的部件特性，然后将所获得的部件特性用于涡轴发动机起动模型的建立；利用以下方法获取涡轴发动机各主要部件在起动过程中的部件特性：对压气机采用级累叠方法，根据压气机进口参数和转速，通过求解每一级压气机转子和静子叶片轴向速度的线性方程来获得各级气体流动参数，以得到压气机整体特性参数；对于涡轮部件，基于相似原理，根据已有的慢车以上特性曲线外推出低转速下的部件特性。相比现有技术，本发明获取低转速部件特性的过程更简单准确，所建立的发动机起动模型与实际更吻合。

主权项

1.涡轴发动机起动过程建模方法，首先获取涡轴发动机各主要部件在起动过程中的部件特性，然后将所获得的部件特性用于涡轴发动机起动模型的建立；其特征在于，利用以下方法获取涡轴发动机各主要部件在起动过程中的部件特性：对压气机采用级累叠方法，根据压气机进口参数和转速，通过求解每一级压气机转子和静子叶片轴向速度的线性方程来获得各级气体流动参数，以得到压气机整体特性参数；对于涡轮部件，基于相似原理，根据已有的慢车以上特性曲线外推出低转速下的部件特性；所述级累叠方法具体如下：第k级压气机转子叶片轴向速度的线性方程：Ca2,kγ+1+a1Ca2,k1‑γ+a2＝0方程系数分别表示为：a1＝‑(Uc2‑2Ca1,kUc tanα1n+2cpT01s,k)cos(β2n)2其中，U_c为压气机叶片轴向速度，C_a1,k为第k级压气机叶片轴向速度，T_01s,k为第k级转子叶片进口总温度，c_p为气体热容，为流量，R为半径，P_01s,k为第k级压气机进口总压，γ为气体常数，β_2n为相对速度与轴向夹角，A_2s,k为第k级转子出口截面积，C_a2,k第k级转子出口轴向速度，α_1n为转子叶片气流绝对速度与轴向夹角，Δβ_1,k、β_1n分别为气流进入转子叶片时入流动偏转角及入流角；对于静子叶片，同样有：Ca3,kγ+1+b1Ca3,k1‑γ+b2＝0b1＝‑2cpT02s,kcos(α3n)2其中，Ca3,k为第k级静子叶片出口轴向速度；根据公式求出第k级压气机转子出口总温T_02s,k，第k级压气机转子叶片出口总压可表示为：η_s,k为等熵压缩效率，ε为入流角偏转因子；则对于压气机整体，总的进、出口总压之比和总温之比可表示为：总的等熵压缩效率为：