一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法技术

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法。包括：步骤一、获取低压压气机或风扇进口物理流量、风扇出口压力、中介机匣内涵进口总温以及中介机匣内涵进口换算流量；步骤二、计算出加力内涵总燃油流量；步骤三、计算出加力外涵总燃油流量；步骤四、根据加力内涵总燃油流量以及加力外涵总燃油流量计算出加力燃烧室总燃油流量。本申请的基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法，能够根据燃油燃烧的特征参数油气比计算出加力总燃油流量，解决了现有技术控制规律存在的对整机匹配敏感、非标准天适用性差问题，提高了发动机加力推力性能表现、发动机工作安全性。发动机工作安全性。发动机工作安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法


[0001]本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法。

技术介绍

[0002]随着航空科学技术发展，为满足军用飞行器在起飞、爬升或超声速飞行的需要，诞生带加力燃烧室的燃气涡轮发动机。它向加力燃烧室供应燃油，与涡轮出口燃气中含有的氧气再一次进行混合燃烧，进一步提高燃气温度，从而增大喷管排气速度，进而提高发动机的推力。
[0003]目前，发动机加力燃油流量规律一般设计过程如下：根据标准条件下的不加力最大状态高度速度特性计算结果，基于全包线内加力燃烧室等余气系数原则，保证全加力推力满足要求，获得全加力状态加力总燃油流量。由于在装机条件下不能获得发动机进口空气流量，为满足控制需要，一般采用类油气比W
fab
/P
t3
～T
t2
控制规律形式。发动机加力燃油流量按照W
fab
/P
t3
形式给出，对应着需求的加力燃烧室油气比。发动机实际工作时，根据压气机出口压力P
t3
测量值计算得到加力总燃油流量。该方案存在如下问题：1)对整机匹配状态较为敏感：当整机匹配偏离设计状态后，相同P
t3
条件下对应的进口空气流量发生变化，加力燃烧室油气比偏离需求值，影响发动机加力推力实现；2)非标准条件下适用性较差：在包线左边界，热天加力燃油流量减少导致推力降低，冷天加力燃油流量增大导致推力增大，尤其在高空小表速区域，加力燃油燃烧效率降低，贫油会导致加力燃烧不稳定，富油可能会导致加力熄火甚至喘振问题发生；而在包线右边界区域，热天加力出口温度偏高而可能导致加力烧蚀，冷天加力出口温度偏低导致加力推力降低，尤其在低空大表速区域，压气机出口压力P
t3
受限，发动机在冷天工作时，全加力推力大幅度降低，影响飞机在该区域的使用。
[0004]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0006]本申请的技术方案是：
[0007]一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法，包括：
[0008]步骤一、获取低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
、风扇出口压力P
t21
、中介机匣内涵进口总温T
t21
以及中介机匣内涵进口换算流量W
A23R
；
[0009]步骤二、根据风扇出口压力P
t21
、中介机匣内涵进口总温T
t21
以及中介机匣内涵进口换算流量W
A23R
计算出中介机匣内涵进口空气流量W
A23
，公式为：
[0010]W
A23
＝W
A23R
*(288.15/T
t21
)*101.325/P
t21
[0011]根据中介机匣内涵进口空气流量W
A23
以及整机空气系统流路流量试验值计算得到加力内涵空气流量W
A6
；
[0012]根据加力内涵空气流量W
A6
以及给定的加力内涵总油气比FARNH计算出加力内涵总燃油流量W
fabNH
，公式为：
[0013]W
fabNH
＝W
A6
*(FARNH
‑
FARB)
[0014]式中，FARB为发动机主燃油流量W
fB
与加力内涵空气流量W
A6
的比值，FARB＝W
fB
/W
A6
；
[0015]步骤三、根据低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
以及中介机匣内涵进口空气流量W
A23
计算出中介机匣外涵空气流量W
A13
，中介机匣外涵空气流量W
A13
为低压压气机或风扇进口物理流量与中介机匣内涵进口空气流量的差值，即W
A13
＝W
A2
‑
W
A23
；
[0016]根据中介机匣外涵空气流量W
A13
以及整机空气系统流路流量试验值计算得到加力外涵空气流量W
A16
；
[0017]根据加力外涵空气流量W
A16
以及给定的加力外涵总油气比FARWH计算出加力外涵总燃油流量W
fabWH
，公式为：
[0018]W
fabWH
＝W
A16
*FARWH；
[0019]步骤四、根据加力内涵总燃油流量W
fabNH
以及加力外涵总燃油流量W
fabWH
计算出加力燃烧室总燃油流量W
fab
，加力燃烧室总燃油流量为加力内涵总燃油流量和加力外涵总燃油流量之和，即W
fab
＝W
fabNH
+W
fabWH
。
[0020]在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，获取低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
包括：
[0021]获取低压压气机或风扇相对换算转速与低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
的第一对应关系；
[0022]根据实际状态的低压压气机或风扇相对换算转速以及第一对应关系，插值得到低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
；
[0023]根据低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
计算出低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
，公式为：
[0024]W
A2
＝W
A2R
*(288.15/T
t2
)*101.325/P
t2
[0025]式中，T
t2
为低压压气机或风扇进口总温，P
t2
为低压压气机或风扇进口总压。
[0026]在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，获取风扇出口压力P
t21
包括：
[0027]获取低压压气机或风扇相对换算转速风扇外涵压比P
t13
/P
t2
以及风扇压比P
t21
/P
t2
的第二对应关系；
[0028]根据实际状态的低压压气机或风扇相对换算转速风扇外涵压比P
t13
/P
t2
以及第二对应关系，线性插值得到风扇压比P
t21
/P
t2
；
[0029]根据风扇压比P
t21<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法，其特征在于，包括：步骤一、获取低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
、风扇出口压力P
t21
、中介机匣内涵进口总温T
t21
以及中介机匣内涵进口换算流量W
A23R
；步骤二、根据风扇出口压力P
t21
、中介机匣内涵进口总温T
t21
以及中介机匣内涵进口换算流量W
A23R
计算出中介机匣内涵进口空气流量W
A23
，公式为：W
A23
＝W
A23R
*(288.15/T
t21
)*101.325/P
t21
根据中介机匣内涵进口空气流量W
A23
以及整机空气系统流路流量试验值计算得到加力内涵空气流量W
A6
；根据加力内涵空气流量W
A6
以及给定的加力内涵总油气比FARNH计算出加力内涵总燃油流量W
fabNH
，公式为：W
fabNH
＝W
A6
*(FARNH
‑
FARB)式中，FARB为发动机主燃油流量W
fB
与加力内涵空气流量W
A6
的比值，FARB＝W
fB
/W
A6
；步骤三、根据低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
以及中介机匣内涵进口空气流量W
A23
计算出中介机匣外涵空气流量W
A13
，中介机匣外涵空气流量W
A13
为低压压气机或风扇进口物理流量与中介机匣内涵进口空气流量的差值，即W
A13
＝W
A2
‑
W
A23
；根据中介机匣外涵空气流量W
A13
以及整机空气系统流路流量试验值计算得到加力外涵空气流量W
A16
；根据加力外涵空气流量W
A16
以及给定的加力外涵总油气比FARWH计算出加力外涵总燃油流量W
fabWH
，公式为：W
fabWH
＝W
A16
*FARWH；步骤四、根据加力内涵总燃油流量W
fabNH
以及加力外涵总燃油流量W
fabWH
计算出加力燃烧室总燃油流量W
fab
，加力燃烧室总燃油流量为加力内涵总燃油流量和加力外涵总燃油流量之和，即W
fab
＝W
fabNH
+W
fabWH
。2.根据权利要求1所述的基于加力燃烧室油气比计算加力总燃油流量的方法，其特征在于，步骤一中，获取低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
包括：获取低压压气机或风扇相对换算转速与低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
的第一对应关系；根据实际状态的低压压气机或风扇相对换算转速以及第一对应关系，插值得到低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
；根据低压压气机或风扇进口换算流量W
A2R
计算出低压压气机或风扇进口物理流量W
A2
，公式为：W
A2
＝W
A2R
*(288.15/T
t2
)*101...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁继来，吕安琪，薛海波，邴连喜，张志舒，孙海军，李春光，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：