用于确定环形定子叶片排的角度设置的系统技术方案

本文件涉及用于确定布置在具有纵向轴线的推进系统的推进式螺旋桨下游的环形定子叶片排的角度设置(β2)的方法，所述环形定子叶片排接收具有速度(V2)的气流，所述速度包含纵向分量(V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定环形定子叶片排的角度设置的系统


[0001]本文件涉及确定布置在飞机的推进系统中的推进式螺旋桨下游的环形定子叶片排的角度设置。

技术介绍

[0002]常规上，如图1中所说明，飞机包括具有纵向轴线2的推进系统1，所述纵向轴线包括由围绕纵向轴线2可移动的环形叶片排形成的推进式螺旋桨4。环形定子叶片排6布置在所述推进式螺旋桨4的下游，以便将由推进式螺旋桨4引起的回转转换成轴向推进速度，因此增加产生的推力。上游和下游相对于所述推进系统内的气体循环方向定义。
[0003]已知实现推进式螺旋桨4的叶片的角度设置以优化飞机的推进。然而，虽然定子叶片6的设置也是已知的，但是没有给出关于实现随飞行阶段变化的环形定子叶片排6的优化角度设置所需的方法和计算的细节。
[0004]用于所述角度设置的控制规则的实施方案复杂，并且没有优化、简单和有效的系统用于成角度地设置布置在飞机推进系统的推进式螺旋桨4下游的环形定子叶片排6，所述螺旋桨也可变间距螺旋桨。
[0005]本文件旨在以简单、可靠且低本高效的方式解决这些缺点。

技术实现思路

[0006]本文件涉及用于确定布置在具有纵向轴线的推进系统的推进式螺旋桨下游的环形定子叶片排的角度设置的方法，所述环形定子叶片排接收具有速度V2的气流，所述速度包含纵向分量V
iz
和与由推进式螺旋桨产生的回转的速度相关联的切向分量V
iθ
，所述方法包括以下步骤：
[0007]a)使用与所述推进式螺旋桨相关联的功率P1和机械速度N1以及飞行条件建立推进式螺旋桨的理论模型，所述飞行条件包括入射在推进式螺旋桨上的气流的速度、所述推进系统的高度和环境温度；
[0008]b)根据所述理论模型确定所述推进式螺旋桨的角度设置；
[0009]c)根据推进式螺旋桨的理论模型，定义无量纲参数，其至少包含由以下公式定义的推进式螺旋桨的功率系数C
p,1
、拉力系数C
T,1
和进距比J1：
[0010][0011][0012][0013]其中
[0014]ρ对应于环境空气的密度，
[0015]V0对应于所述推进系统的飞行速度，
[0016]N1对应于所述推进式螺旋桨的机械速度，
[0017]D1对应于所述推进式螺旋桨的直径，
[0018]P1对应于所述推进式螺旋桨的功率，
[0019]T1对应于所述推进式螺旋桨的拉力；
[0020]d)根据所述无量纲参数计算入射在所述环形定子叶片排上的气流的速度V2的纵向分量V
iz
和切向分量V
iθ
，并且推导出入射在所述环形定子叶片排上的气流的速度与所述推进式螺旋桨的旋转平面之间的角度
[0021]e)根据所述角度、与入射在推进式螺旋桨上的气流的速度相关联的马赫数和与每个角度相关联的数据库来确定要应用于所述环形定子叶片排的角度设置，针对不同马赫数获得所述环形定子叶片排的不同角度设置。
[0022]预先构造数据库，以便有助于随着推进式螺旋桨的位置变化的实时角度设置。实际上，根据与所述推进式螺旋桨相关联的功率和机械速度、根据入射在推进式螺旋桨上的气流的速度、根据所述推进系统的高度并且根据环境温度，获得推进式螺旋桨的角度设置，并且所述方法随后可以根据数据库确定定子叶片中的每一个的最佳角度设置。
[0023]确定将应用于本文所提供的环形定子叶片排的角度设置的方式使得对所述环形定子叶片排的控制更容易实施，对飞行条件的变化更稳固，所述飞行条件例如，入射在推进式螺旋桨上的气流的速度、所述推进系统的高度和环境温度。此处，环境温度是指推进系统所处的周围环境温度。
[0024]借助于随着推进式螺旋桨的设置变化的环形定子叶片排的最佳角度设置，可以获得推进系统的最佳推力。
[0025]可以根据以下公式计算入射在环形定子叶片排上的气流的速度V2的轴向分量V
iz
：
[0026][0027]其中K1是与推进式螺旋桨的径向尺寸相关的常数。
[0028]可以根据以下公式计算入射在环形定子叶片排上的气流的速度V2的切向分量V
iθ
：
[0029][0030]其中K1和K2是与推进式螺旋桨的径向尺寸相关的常数。
[0031]所述角度可以遵从以下公式：
[0032]可以通过FADEC系统将所述环形定子叶片排的角度设置β2传送到致动器，所述致动器控制所述环形定子叶片排的角度设置β2。
[0033]就其工作方式而言，本方法需要较少的数据，因此更容易在例如FADEC(全权限数字式发动机控制)的计算器中实施。
[0034]数据库可以是通过模拟或测试构建的表格，其中根据例如转子速度N1、飞行马赫
数、推进式螺旋桨的角度设置β1和所述环形定子叶片排的角度设置β2等参数的所有组合计算多个操作条件，从而得出随着飞行马赫数、角度和所述环形定子叶片排的角度设置β2变化的最大拉力系数C
′
T,2
的表格。
[0035]此数据库的优点是它允许非常快速地存取信息。实际上，一旦已经创建所述数据库，就需要简单地读取所述环形定子叶片排的角度设置β2的最佳值。组成的数据库更少，因此可以集成到FADEC中。
附图说明
[0036][图1]是具有环形定子叶片排的推进式螺旋桨系统的示意图。
[0037][图2]是气流的示意图，且更确切地说，是由推进式螺旋桨接收的该流的速度的示意图。
[0038][图3]是气流的示意图，且更确切地说，是由图3中所示的推进式螺旋桨下游的环形定子叶片排接收的该流的速度的示意图。
[0039][图4]是表示用于确定推进式螺旋桨的角度设置以及在所述推进式螺旋桨下游的环形定子叶片排的角度设置的方法的示意图。
[0040][图5]是环形定子叶片排的设置模型的操作的示意图。
具体实施方式
[0041]图2说明根据图1的在具有纵向轴线2的推进系统1的旋转螺旋桨4的入口处的气流。当推进式螺旋桨4具有角度设置β1时，它随后以垂直于纵向轴线2定向的飞行速度V0接收空气。
[0042]在此配置中，如图3中所示，位于所述推进式螺旋桨4下游的环形定子叶片排6随后接收具有速度V2的气流，所述速度具有包括所述飞行速度V0(仅纵向)和纵向速度V
iz
的纵向分量以及切向分量V
iθ
，其中V
iz
表示纵向分量和与由推进式螺旋桨6产生的回转的速度相关联的切向分量V
iθ
。
[0043]入射在所述环形定子叶片排6上的气流的速度与所述推进式螺旋桨4的旋转平面8之间的角度对于定义所述环形定子叶片排6的空气动力学性能非常重要。与将应用于所述环形定子叶片排6的角度设置β2组合，角度定义迎角。如果迎角过高，则观察到所述环形定子叶片排6的失速。这种失速会导致高水平的压力损失和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于确定布置在具有纵向轴线(2)的推进系统(1)的推进式螺旋桨(4)下游的环形定子叶片排(6)的角度设置(β2)的方法，所述环形定子叶片排(6)接收具有速度(V2)的气流，所述速度包含纵向分量(V
iz
)和与由所述推进式螺旋桨(4)产生的回转的速度相关联的切向分量(V
iθ
)，所述方法包括以下步骤：a)使用与所述推进式螺旋桨(4)相关联的功率(P1)和机械速度(N1)以及飞行条件(16)建立所述推进式螺旋桨(4)的理论模型(14)，所述飞行条件包括入射在所述推进式螺旋桨上的气流的速度、所述推进系统(1)的高度和环境温度；b)根据所述理论模型(14)确定所述推进式螺旋桨(4)的角度设置(β1)；c)根据所述推进式螺旋桨(4)的理论模型(14)，定义无量纲参数(17)，其至少包含由以下公式定义的推进式螺旋桨(4)的功率系数(C
p,1
)、拉力系数(C
T,1
)和进距比(J1)：)：)：其中ρ对应于环境空气的密度，V0对应于所述推进系统的飞行速度，N1对应于所述推进式螺旋桨的机械速度，D1对应于所述推进式螺旋桨的直径，P1对应于所述推进式螺旋桨的功率，T1对应于所述推进式螺旋桨的拉力，d)根据所述无量纲参数(16)计算入射在所述环形定子叶片排(6)上的气流的速度(V2)的纵向分量(V
iz
)和切向分量(V
iθ
)，并且推导出入射在所述环形定子叶片排(6)上的气流的速度与所述推进式螺旋桨(4)的旋转平面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕纳吉奥蒂斯，
申请(专利权)人：赛峰公司，
类型：发明
国别省市：