一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法及装置制造方法及图纸

本申请属于发动机试验技术领域，具体涉及一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法及装置。该方法包括步骤S1、获取当前几何角度下的压气机特性，并根据所述压气机特性确定喘振边界；步骤S2、计算压气机换算转速；步骤S3、计算工作点处的压气机压比；步骤S4、基于当前几何角度下的压气机特性确定工作点处的压气机进口换算流量；步骤S5、根据所述压气机换算转速与所述喘振边界，插值出喘点处的压气机压比及喘点处的压气机流量；步骤S6、计算压气机裕度。本申请解决了由于不能进行空气流量测量导致的无法进行裕度评估的问题，同时可以有效避免全部影响裕度的部件维修/更换带来的工作量和资源浪费。作量和资源浪费。作量和资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法及装置


[0001]本申请属于发动机试验
，具体涉及一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法及装置。

技术介绍

[0002]对于双轴涡扇发动机的稳定裕度评估主要包括风扇裕度和压气机裕度评估，对于风扇裕度可在地面台架整机状态下，开展空气流量和进出口压力测量进行评估，但对于压气机来说，其处于发动机内涵道，无法通过测试改装进行整机状态下进口空气流量的测量。
[0003]一般情况下，为了保证发动机出厂时的压气机裕度，都会进行“逼喘试验”，即通过给定较多的供油量，如发动机不发生喘振则认为裕度足够。该方法虽然可以对出厂的发动机压气机裕度进行筛查，但只能筛查出合格与不合格，不能识别压气机裕度具体值，尤其对于不合格发动机其压气机裕度具体差多少无法给出。因此，当发生不合格时，需要更换或者维修所有影响裕度的全部部件(以免裕度仍不够)，这就会导致维修工作量和费用的急剧增加。
[0004]如何通过可测量的参数，确定出整机状态下压气机的进口空气流量，从而确定出整机状态下压气机的喘振裕度，是急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题之一，本申请提供了一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法及装置，根据已有的不同角度下的压气机特性，计算出当前几何角度下的压气机裕度具体值。
[0006]本申请第一方面提供了一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，主要包括：
[0007]步骤S1、获取当前几何角度下的压气机特性，所述压气机特性表征了压气机进口换算流量W
r
与压气机换算转速n
r
、压气机压比π
c
之间的关系，并根据所述压气机特性确定喘振边界；
[0008]步骤S2、通过测量压气机物理转速及压气机进口温度，计算所述压气机换算转速n
r
；
[0009]步骤S3、根据测量的压气机进出口压力，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
；
[0010]步骤S4、基于当前几何角度下的压气机特性确定工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
；
[0011]步骤S5、根据所述压气机换算转速n
r
与所述喘振边界，插值出喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
；
[0012]步骤S6、基于工作点处的压气机压比π
c工作点
、工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
、喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
计算压气机裕度。
[0013]优选的是，步骤S1中，获取当前几何角度下的压气机特性包括：
[0014]通过不同几何角度下的压气机特性插值出当前几何角度下的压气机特性。
[0015]优选的是，步骤S2中，通过以下公式计算所述压气机换算转速n
r
：
[0016][0017]其中，n为压气机物理转速，T
d
为设计点压气机进口总温，T
in
为压气机进口温度。
[0018]优选的是，步骤S3中，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
包括：
[0019][0020]其中，P
in
为压气机进口压力，P
out
为压气机出口压力。
[0021]优选的是，步骤S6中，计算压气机裕度SM包括：
[0022][0023]本申请第二方面提供了一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估装置，主要包括：
[0024]压气机特性获取模块，用于获取当前几何角度下的压气机特性，所述压气机特性表征了压气机进口换算流量W
r
与压气机换算转速n
r
、压气机压比π
c
之间的关系，并根据所述压气机特性确定喘振边界；
[0025]压气机换算转速计算模块，用于通过测量压气机物理转速及压气机进口温度，计算所述压气机换算转速n
r
；
[0026]压气机压比计算模块，用于根据测量的压气机进出口压力，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
；
[0027]工作点处的压气机进口换算流量获取模块，用于基于当前几何角度下的压气机特性确定工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
；
[0028]喘点处的压气机流量及压比获取模块，用于根据所述压气机换算转速n
r
与所述喘振边界，插值出喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
；
[0029]压气机裕度计算模块，用于基于工作点处的压气机压比π
c工作点
、工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
、喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
计算压气机裕度。
[0030]优选的是，所述压气机特性获取模块包括插值单元，用于通过不同几何角度下的压气机特性插值出当前几何角度下的压气机特性。
[0031]优选的是，所述压气机换算转速计算模块中，通过以下公式计算所述压气机换算转速n
r
：
[0032][0033]其中，n为压气机物理转速，T
d
为设计点压气机进口总温，T
in
为压气机进口温度。
[0034]优选的是，所述压气机压比计算模块中，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
包括：
[0035][0036]其中，P
in
为压气机进口压力，P
out
为压气机出口压力。
[0037]优选的是，所述压气机裕度计算模块，计算压气机裕度SM包括：
[0038][0039]本申请不仅解决了由于不能进行空气流量测量导致的无法进行裕度评估的问题，还可以作为发动机出厂时压气机裕度评估方法，指导压气机裕度不足的发动机排故措施的精准制定，可以有效避免全部影响裕度的部件维修/更换带来的工作量和资源浪费。
附图说明
[0040]图1为本申请航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法的一优选实施例的流程图；
[0041]图2为压气机特性图。
具体实施方式
[0042]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，其特征在于，包括：步骤S1、获取当前几何角度下的压气机特性，所述压气机特性表征了压气机进口换算流量W
r
与压气机换算转速n
r
、压气机压比π
c
之间的关系，并根据所述压气机特性确定喘振边界；步骤S2、通过测量压气机物理转速及压气机进口温度，计算所述压气机换算转速n
r
；步骤S3、根据测量的压气机进出口压力，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
；步骤S4、基于当前几何角度下的压气机特性确定工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
；步骤S5、根据所述压气机换算转速n
r
与所述喘振边界，插值出喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
；步骤S6、基于工作点处的压气机压比π
c工作点
、工作点处的压气机进口换算流量W
r工作点
、喘点处的压气机压比π
c喘点
及喘点处的压气机流量W
r喘点
计算压气机裕度。2.如权利要求1所述的航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，其特征在于，步骤S1中，获取当前几何角度下的压气机特性包括：通过不同几何角度下的压气机特性插值出当前几何角度下的压气机特性。3.如权利要求1所述的航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，其特征在于，步骤S2中，通过以下公式计算所述压气机换算转速n
r
：其中，n为压气机物理转速，T
d
为设计点压气机进口总温，T
in
为压气机进口温度。4.如权利要求1所述的航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，其特征在于，步骤S3中，计算工作点处的压气机压比π
c工作点
包括：其中，P
in
为压气机进口压力，P
out
为压气机出口压力。5.如权利要求1所述的航空发动机整机状态下压气机裕度评估方法，其特征在于，步骤S6中，计算压气机裕度SM包括：6.一种航空发动机整机状态下压气机裕度评估装置，其特征在于，包括：压气机特性获取模块，用于获...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉思环，施磊，王军，李焦宇，郭海红，
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：