一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法技术方案

本申请提供了一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，包括：确定变循环压气系统特征涵道的特征参数在气动性能面域特征图需要涵盖的范围；确定变循环压气系统的气动性能面域特征的关键要素得到关键要素特征线；确定试验的变循环压气系统性能状态需要录取的若干条气动性能特性曲线，使采集的气动性能特性点均布于气动性能面域特征图中，且关键要素特征线上覆盖至少若干试验采集点；通过同时调节非特征涵道的排气节流装置来改变变循环压气系统从堵点至喘点的状态，固定或调节特征涵道的排气节流装置，录取变循环压气系统性能状态；对试验测量的变循环压气系统性能，通过采用面域插值的方法进行处理，构建变循环压气系统性能面域特征图。系统性能面域特征图。系统性能面域特征图。

【技术实现步骤摘要】
一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法


[0001]本申请属于变循环压气机
，特别涉及一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法。

技术介绍

[0002]自适应变循环发动机工作模式多、特性复杂，其压缩部件可以包括三涵道自适应风扇和变循环双涵道压气机。为了适应发动机整机的多工作模式需求，与常规风扇或压气机相比，自适应变循环发动机的压缩系统或部件的气动和结构都发生了较大的变化。
[0003]如图1所示的典型自适应三涵道风扇示意图，该自适应三涵道风扇10依次包括可调叶片11、风扇前转子12、风扇前静子13、风扇后转子14及风扇后静子16，在风扇前静子13和风扇后转子14之间具有管道，该管道形成第三涵道19，在风扇后静子14后设置分流环17，分流环17将风扇主流道分为内涵道16和外涵道18，从而形成三涵道结构。
[0004]如图2所示的典型变循环双涵道压气机示意图，该变循环双涵道压气机20依次包括可调叶片21、核心机驱动风扇转子22、核心机驱动风扇静子23、压气机转子24及压气机静子25，核心机驱动风扇静子23与压气机转子24之间具有管道，该管道形成前涵道27，压气机静子25后侧为压气机出口26，形成后涵道。
[0005]其中，自适应三涵道风扇分中前后风扇之间的第三涵道流量可调，第三涵道的气动参数(涵道比或无量纲静压比)变化对风扇的性能有较大的影响。同样的，变循环双涵道压气机的前涵道气动参数同样对其性能有较大的影响。
[0006]为了更好的表征自适应三涵道风扇的第三涵道或变循环双涵道压气机的前涵道的气动参数变化对压气系统性能的影响，采用将第三涵道/前涵道的特征参数与流量
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压比或流量效率特性相关联的性能面域特征表征方法可以更好的实现多参数耦合影响下的气动特性表征，实现第三涵道/前涵道环境变量对风扇/压气机性能影响的量化评估。然而要完成该性能面域的试验测量工作量是较大的，因此需要一种可以高效的构建性能面域特征的试验方法。

技术实现思路

[0007]本申请的目的是提供了一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0008]本申请的技术方案是：一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，包括：
[0009]确定变循环压气系统特征涵道的特征参数在气动性能面域特征图需要涵盖的范围，其中，所述气动性能面域特征图的横坐标为变循环压缩系统的换算流量，纵坐标为变循环压气系统特征涵道的特征参数，所述特征参数为涵道比或无量纲背压；
[0010]确定所述变循环压气系统的气动性能面域特征的关键要素，并得到所述关键要素对应的关键要素特征线；
[0011]确定试验的变循环压气系统性能状态需要录取的若干条气动性能特性曲线，保障
采集的气动性能特性点均布于气动性能面域特征图中，同时保障关注的关键要素特征线上覆盖至少若干试验采集点；
[0012]通过同时调节变循环压气系统非特征涵道的排气节流装置来改变变循环压气系统从堵点至喘点的状态，固定或调节变循环压气系统特征涵道的排气节流装置，最终保障试验录取的特性覆盖变循环压气系统性能状态方案的测量需求；
[0013]对试验测量的变循环压气系统性能，通过采用面域插值的方法进行处理，构建变循环压气系统性能面域特征图。
[0014]进一步的，所述特征涵道为自适应三涵道风扇的第三涵道或变循环双涵道压气机的前涵道。
[0015]进一步的，所述关键要素特征线为工作线、最高效率线/最高压比线、喘振边界线。
[0016]进一步的，录取的气动性能特性曲线条数不少4条。
[0017]进一步的，关键要素特征线上覆盖试验采集点不少于4个。
[0018]进一步的，当所述变循环压气系统为自适应三涵道风扇时，通过同时调节自适应三涵道风扇出口的内涵道的内排气节流装置和外涵道的外排气节流装置来改变自适应三涵道风扇从堵点至喘点的状态，固定或适当调节第三涵道排气节流装置，最终保障试验录取的特性覆盖自适应三涵道风扇性能状态方案的测量需求。
[0019]进一步的，当所述变循环压气系统为变循环双涵道压气机时，通过调节变循环双涵道压气机出口排气节流装置来改变变循环双涵道压气机从堵点至喘点的状态，固定或适当调节前涵道排气节流装置，最终保障试验录取的特性覆盖变循环双涵道压气机性能状态方案的测量需求。
[0020]进一步的，采用的插值方法包括采用线性插值法或分段立方插值法。
[0021]本申请的方法以自适应三涵道风扇或变循环双涵道压气机面域特征图中的关键要素为重点拟合目标，结合插值算法，仅需要4～5条特性线录取就可以完成面域特征图的试验录取，可以显著减少试验录取特性线的工作量，且能够保障较好的试验精度。该可以显著提升构建自适应变循环压缩系统(风扇或压气机)气动性能面域特征图的试验效率，相比固定第三涵道或前涵道的环境变量开展试验状态调控的方法，本申请的方法中第三涵道或前涵道的排气节流装置调节的很少，且不需要严格保障第三涵道或前涵道环境变量为某一固定值，调控难度大大降低，消耗的时间显著减小，试验效率可以提升2～3倍。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0023]图1为典型的自适应三涵道风扇结构示意图。
[0024]图2为典型的变循环双涵道压气机结构示意图。
[0025]图3为本申请一实施例中的变循环压缩系统气动性能面域特征示意图。
[0026]图4为本申请一实施例中的自适应三涵道风扇节流装置布置示意图。
[0027]图5为本申请一实施例中的变循环双涵道压气机节流装置布置示意图。
具体实施方式
[0028]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例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0029]如图3所示为本申请该实施例中提供的变循环压缩部件的气动性能面域特征示意图，在该示意图中，横坐标为压缩部件的换算流量，纵坐标为第三涵道或前涵道的涵道比或无量纲涵道背压。
[0030]通过试验的方法来获取自适应变循环压缩系统性能时，如果采用固定第三涵道或前涵道的特征参数的方法来调控试验状态，由于第三涵道或前涵道的气动环境(背压或流量)的控制通常需要气流引射或抽吸机组来实现对风扇或压气机状态进行调控，调节过程非常繁琐，完成一次试验的耗时很长，通过试验构建该特性的难度很大。例如开展常规风扇或压气机性能试验，录取一条特性线采集10个气动状态点，需要大概约10分钟，而开展自适应风扇或变循环压气机性能试验，每个状态点第三涵道/前涵道气动环境调控需要额外约1
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2分钟，则完成一条特性线录取需要耗时约20
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30分钟，如果构建一个特征域录取5
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8条特性线，则需要100
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240分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，其特征在于，包括：确定变循环压气系统特征涵道的特征参数在气动性能面域特征图需要涵盖的范围，其中，所述气动性能面域特征图的横坐标为变循环压缩系统的换算流量，纵坐标为变循环压气系统特征涵道的特征参数，所述特征参数为涵道比或无量纲背压；确定所述变循环压气系统的气动性能面域特征的关键要素，并得到所述关键要素对应的关键要素特征线；确定试验的变循环压气系统性能状态需要录取的若干条气动性能特性曲线，保障采集的气动性能特性点均布于气动性能面域特征图中，同时保障关注的关键要素特征线上覆盖至少若干试验采集点；通过同时调节变循环压气系统非特征涵道的排气节流装置来改变变循环压气系统从堵点至喘点的状态，固定或调节变循环压气系统特征涵道的排气节流装置，最终保障试验录取的特性覆盖变循环压气系统性能状态方案的测量需求；对试验测量的变循环压气系统性能，通过采用面域插值的方法进行处理，构建变循环压气系统性能面域特征图。2.如权利要求1所述的构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，其特征在于，所述特征涵道为自适应三涵道风扇的第三涵道或变循环双涵道压气机的前涵道。3.如权利要求2所述的构建变循环压气系统性能面域特征的试验方法，其特征在于，所述关键...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志博，吕程，朱丽萍，江建玲，
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：