[发明专利]一种航空发动机偏离设计点工作状态迭代求解的取值方法

摘要

本发明公开了一种双轴涡喷航空发动机部件级气路模型偏离设计工作状态点时迭代求解的初始值试取方法，该方法可在气路部件的工作参数范围内确保迭代过程的收敛性。试取的参数包括：低压压气机增压比、高压压气机换算转速、高压压气机增压比、高压涡轮流量系数、低压涡轮流量系数。利用已知的发动机工作参数可计算出部分上游气路部件待试取参数的取值范围，在给定的范围可对参数进行试取。利用已完成试取的参数，同时基于发动机气动工作原理可计算出下游部件的试取参数。对于部分无法直接计算出的待试取参数，利用已知的发动机工作参数可插值计算出这待试取参数的取值范围，在取值范围内即可完成试取。

主权项

1.双轴涡轮喷气发动机部件级模型迭代求解过程中的初始值试取技术，其特征主要包括如下步骤：步骤一：根据已知的低压转子物理转速N_l计算出低压压气机对应的换算转速:T_t2利用低压压气机特性图中的参数建立不同换算转速与对应增压比上限、下限的插值计算表，利用该计算表即可插值出低压压气机换算转速对应的增压比的上限、下限，在计算出插值得到的低压压气机增压比的上限、下限之间随机取值，该值即为试取的低压压气机增压比PI_{lpc_cal}；步骤二：在已知高压压气机特性图范围内试取高压压气机换算转速，利用该特性图中的参数建立不同换算转速与对应增压比上限、下限的插值计算表，利用该计算表即插值出试取高压压气机换算转速对应的增压比的上限、下限，在插值得到的增压比的上限、下限之间随机取值，该值即为高压压气机的增压比PI_{hpc_cal}，另外，利用试取的高压压气机换算转速求出高压转子的物理转速，计算公式为：T_t22为高压压气机入口处总温，N_h为高压转子物理转速，N_{hpc_cor}为试取的高压压气机换算转速；步骤三：在发动机工作的温度范围内，试取高压涡轮入口处总温T_t4，利用部件级气路模型计算出高压涡轮入口总压(燃烧室出口总压)；步骤四：利用高压转子物理转速求出高压涡轮换算转速，计算公式为：N_{hpt_cor}，T_t4分别为高压涡轮换算转速及高压涡轮入口总温，利用高压涡轮特性图中换算转速与流量系数之间的关系建立不同换算转速与对应流量系数的上限、下限插值计算表，将计算出的高压涡轮换算转速代入该表即可插值计算出对应的流量系数的上限、下限，在该范围内随机取值，即为高压涡轮得流量系数步骤五：利用低压压气机换算转速和模型计算低压涡轮换算转速T_t45为低压涡轮入口处总温，N_{lpt_cor}为低压涡轮换算转速，利用低压涡轮特性图中换算转速与流量系数之间的关系建立不同换算转速与对应流量系数的上限、下限插值计算表，将计算出的低压涡轮换算转速代入该表即可插值计算出对应的流量系数的上限、下限，在该范围内随机取值，即为低压涡轮得流量系数试取值W_{lpt_cal}。