一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，利用提出的基准点选取原则确定起飞滑跑阶段安装推力评估的定状态点，基于定状态点条件筛选有效数据，利用起飞滑跑数据计算发动机的安装推力并进行推力分配和换算，最后获得用于发动机性能衰退评估的起飞滑跑安装推力数据。本发明专利技术相比已有技术，能够在未知发动机部件特性和截面参数的条件下定量评估发动机在起飞滑跑状态的安装推力，具有实用、方便的优点，可以为发动机的推力衰退评估提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法
本专利技术涉及航空发动机推力评估
，具体涉及一种航空发动机在起飞滑跑阶段的安装推力评估方法。
技术介绍
航空发动机随着使用时间的增加，各部件效率的下降导致发动机性能呈现衰退的趋势，主要表现为相同工作状态下推力下降和燃油消耗率上升，直接影响飞机的性能、安全性和经济性。发动机安装推力的准确评估对于发动机性能分析和机群性能排序等都具有重要的指导意义。性能评估就是通过技术手段对航空发动机的性能进行计算评估，可以分为绝对性能评估和使用性能评估两大类。绝对性能评估在地面(高空模拟)试车台上完成，是性能评价的正问题。使用性能评估在发动机装机状态下完成，由于无法直接测得发动机的性能参数(推力和燃油消耗率)，需要通过间接方法解算发动机的性能，是性能评价的反问题。目前，发动机的使用性能评估利用部件法计算发动机推力或者使用排气温度裕度、大气温度限制值等评估发动机的性能衰退情况。但是部件法需要基于发动机部件模型通过确定各部件共同工作点然后再计算发动机推力和耗油率，如果需要求解发动机安装推力必须基于部件截面测量数据才能开展。排气温度裕度和大气温度限制值法主要用于民航发动机性能衰退评估，且核心技术掌握在GE、PW、R-R、CFM等发动机公司手中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对飞机发动机缺乏足够的截面参数无法通过部件法计算发动机安装推力的问题，提供一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，利用本专利技术提出的基准点选取原则确定起飞滑跑阶段安装推力的评估基准点，基于评估基准点筛选有效起飞滑跑数据，利用起飞滑跑数据计算发动机的安装推力并进行推力分配和换算，最后获得用于发动机性能衰退评估的起飞滑跑安装推力数据。本专利技术采用如下技术方案：1.一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，包括如下步骤：S1、基于飞机设计性能数据和起飞滑跑统计数据，确定起飞滑跑阶段航空发动机安装推力的评估基准点；S2、基于评估基准点的状态条件，对需要进行安装推力评估的起飞滑跑数据进行筛选，确定满足条件的飞行架次作为有效数据；S3、计算该飞行架次起飞滑跑阶段评估基准点的发动机总安装推力；S4、换算到标准大气条件，多发飞机推力分配到单台发动机；S5、评估发动机安装推力衰退趋势。具体的，步骤S1中起飞滑跑阶段安装推力评估基准点的确定方法具体如下：1)定发动机状态：油门杆稳定地位于起飞状态位置一定时间(例如大于6秒)；2)定飞机构型：飞机处于起飞构型；3)定飞机姿态：飞机起落架不离地且迎角不大于0°；4)定飞机空速：空速大于设计离地空速90％以上，90％以上飞行架次满足2)和3)条件(例如260Km/h)。具体的，步骤S2中有效数据的主要参数有：1)大气条件参数：(发动机进口处)大气温度、(发动机进口处)大气压力、大气密度比等；2)发动机参数：油门杆位置、低压转子转速、高压转子转速、低压可调叶片角度、高压可调叶片角度、涡轮后排气温度、喷口面积、状态指示参数等；3)飞机参数：空速、地速、轴向加速度、俯仰角、燃油耗量(全机总油量)、襟翼位置、副翼位置、平尾位置、方向舵位置、起落架状态、机轮承载开关信息等；4)外挂信息：挂载信息等。具体的，步骤S3中评估基准点发动机总安装推力的计算方法如下：假设起飞滑跑中发动机推力平行于地面，根据发动机的受力关系可得：F＝f(G-Y)其中，G为飞机总重量，包含飞机空重、乘员体重、燃油重量、挂载重量和其它承载重量等；P为发动机总推力，X为阻力，Y为升力，Cx和Cy分别为升力系数和阻力系数，S为机翼面积，V为基准点地速，f为机轮摩擦系数。其中，飞机空重、机翼面积、机轮摩擦系数、升力系数和阻力系数等源于飞机设计数据。具体的，步骤S4中推力分配与换算方法如下：1)对于单发飞机，步骤S3得到的推力为发动机的安装推力，(换算到标准大气)2)对于双发飞机利用低压转子转速的比例关系分配两发的实际推力，即n1左:n1右＝P左:P右；3)将计算推力换算到标准大气条件下的发动机安装推力的换算公式为：式中，Phs为换算推力，P为换算前推力，P*为发动机进口处空气总压，Rcay为温度修正系数，根据发动机进口处总温查发动机手册中曲线图确定。具体的，步骤S5中，基于前述步骤编制程序，计算飞机在不同飞行架次下的起飞滑跑安装推力，按照时间段绘制安装推力随时间或飞行架次变化曲线(可以将若干个架次的推力数据进行平均然后绘制曲线)，通过曲线走势评估发动机安装推力的衰退规律。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提出了一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，利用提出的选取原则确定起飞滑跑阶段安装推力的评估基准点，基于评估基准点筛选有效数据，利用起飞滑跑数据计算发动机的安装推力并进行推力分配和换算，最后获得用于发动机性能衰退评估的起飞滑跑安装推力数据。本专利技术相比已有技术，能够在未知发动机部件特性和截面参数的条件下定量评估发动机在起飞滑跑状态的安装推力。进一步的，步骤S1提出在起飞滑跑阶段基于选定的评估基准点评估发动机安装推力，并给出了进行发动机安装推力评估的推力评估基准点确定方法，确定评估基准点是利用本专利技术进行起飞滑跑安装推力评估的基础和关键。进一步的，步骤S2提出了需要用于安装推力计算的参数，基于评估基准点的条件，对数据的有效性进行判定，保证了用于安装推力计算的数据的可靠性。进一步的，步骤S3-S5给出了安装推力计算、分配和换算方法，通过计算可以得到发动机的起飞滑跑安装推力，进而进行发动机推力评估和性能衰退分析。综上所述，本专利技术提出了一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，利用提出的选取原则确定滑跑起飞阶段安装推力的评估基准点，基于评估基准点筛选有效数据，利用起飞滑跑数据计算发动机的安装推力并进行推力分配和换算，最后获得用于发动机性能衰退评估的起飞滑跑安装推力数据。本专利技术相比已有技术，能够在未知发动机部件特性和截面参数的条件下定量评估发动机在起飞滑跑评估基准点的安装推力，具有实用、方便的优点，可以为发动机的推力衰退评估提供技术支撑。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1是基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估流程图图2是飞机在起飞滑跑阶段的受力状态示意图图3某飞机双发在起飞滑跑阶段安装推力随时间变化曲线具体实施方式本专利技术提供了一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，利用提出的基准点选取原则确定起飞滑跑阶段安装推力的评估基准点，基于评估基准点筛选有效数据，利用起飞滑跑数据计算发动机的安装推力并进行推力分配和换算，最后获得用于发动机性能衰退评估的起飞滑跑安装推力数据。本专利技术相比已有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、基于飞机设计性能数据和起飞滑跑统计数据，确定起飞滑跑阶段航空发动机安装推力的评估基准点；/nS2、基于评估基准点的状态条件，对需要进行安装推力评估的起飞滑跑数据进行筛选，确定满足条件的飞行架次作为有效数据；/nS3、计算该飞行架次起飞滑跑阶段评估基准点的发动机总安装推力；/nS4、换算到标准大气条件，多发飞机推力分配到单台发动机；/nS5、评估发动机安装推力衰退趋势。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于飞机设计性能数据和起飞滑跑统计数据，确定起飞滑跑阶段航空发动机安装推力的评估基准点；
S2、基于评估基准点的状态条件，对需要进行安装推力评估的起飞滑跑数据进行筛选，确定满足条件的飞行架次作为有效数据；
S3、计算该飞行架次起飞滑跑阶段评估基准点的发动机总安装推力；
S4、换算到标准大气条件，多发飞机推力分配到单台发动机；
S5、评估发动机安装推力衰退趋势。


2.根据权利要求1所述的基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，其特征在于，步骤S1中起飞滑跑阶段评估基准点的确定方法具体如下：
1)定发动机状态：油门杆稳定地位于起飞状态位置一定时间(例如大于6秒)；
2)定飞机构型：飞机处于起飞构型；
3)定飞机姿态：飞机起落架不离地且迎角不大于0°；
4)定飞机空速：空速大于设计离地空速90％以上，90％以上飞行架次满足2)和3)条件(例如260km/h)。


3.根据权利要求1所述的基于起飞滑跑数据的航空发动机安装推力评估方法，其特征在于，步骤S2中有效数据的参数主要有：
1)大气条件参数：(发动机进口处)大气温度、(发动机进口处)大气压力、大气密度比等；
2)发动机参数：油门杆位置、低压转子转速、高压转子转速、低压可调叶片角度、高压可调叶片角度、涡轮后排气温度、喷口面积、状态指示参数等；
3)飞机参数：空速、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫，程礼，郑铁军，陈煊，王志多，张小博，谢武，赵彪，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61