计算发动机机动载荷的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种计算发动机机动载荷的方法及系统，方法包括采集飞机飞行时的飞行高度和飞行速度；根据采集的相邻两次的飞行高度计算z方向速度和加速度，以及根据相邻两次的x方向飞行速度计算x方向加速度；基于x方向加速度和z方向加速度分别计算发动机质心处所受的x方向机动载荷和z方向机动载荷；计算x方向机动载荷和z方向机动载荷的均值；根据x方向机动载荷的均值计算主安装节所受x方向机动载荷，以及根据z方向机动载荷的均值计算主安装节和辅助安装节所受z方向机动载荷。本发明专利技术基于飞行参数实时计算直升机飞行过程中发动机所受的x、z方向机动载荷，能够更加准确地获得发动机各零件的损伤，从而实现对发动机寿命损伤的实时监测。时监测。时监测。

【技术实现步骤摘要】
计算发动机机动载荷的方法及系统


[0001]本专利技术涉及航空发动机设计领域，尤其是指一种计算发动机机动载荷的方法及系统。

技术介绍

[0002]安装在直升机上的航空涡轮轴发动机（简称涡轴发动机）在直升机飞行过程中，涡轴发动机在x（前后）方向、y（侧）方向、z（上下）方向存在平动的加速度，也存在绕x、y、z轴的角速度和角加速度，这些将使发动机产生惯性力，或称“机动过载力”，这些力可能对发动机的零件产生损伤，故在强度设计时应予以考虑。目前多采用“飞行包线”来考虑机动载荷的作用。但是随着技术的发展，对发动机实时寿命损伤的监测提出更高要求。
[0003]因此，迫切需要提供一种计算发动机机动载荷的方法及系统，从而能够对发动机的寿命损伤进行实时监测。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的技术缺陷，提出一种计算发动机机动载荷的方法及系统，其基于飞行参数实时计算直升机飞行过程中发动机所受的x、z方向机动载荷，能够更加准确地获得发动机各零件的损伤，从而实现对发动机寿命损伤的实时监测。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种计算发动机机动载荷的方法，发动机上安装有主安装节和辅助安装节，所述主安装节与直升机传动系统连接，其中所述主安装节用于传递x、z方向载荷，所述辅助安装节用于传递z方向载荷，该方法包括以下步骤：S1：采集飞机飞行时的飞行参数，其中所述飞行参数包括飞行高度和飞行速度；S2：根据采集的相邻两次的飞行高度计算z方向速度，并根据z方向速度计算z方向加速度，以及根据相邻两次的x方向飞行速度计算x方向加速度；S3：基于x方向加速度计算发动机质心处所受的x方向机动载荷，以及基于z方向加速度计算发动机质心处所受的z方向机动载荷；S4：计算所述x方向机动载荷和z方向机动载荷的均值；S5：根据所述x方向机动载荷的均值计算所述主安装节所受x方向机动载荷，以及根据所述z方向机动载荷的均值计算主安装节和辅助安装节所受z方向机动载荷。
[0006]在本专利技术的一个实施例中， z方向速度的计算公式为：其中，表示z方向速度，、表示相邻两次的飞行高度，表示数据采集周期。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，在S2中， z方向加速度和x方向加速度的计算公式为：
其中，表示z方向加速度，、表示相邻两次的z方向速度，表示数据采集周期，表示x方向加速度，、表示相邻两次的x方向飞行速度。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，在S3中，发动机质心处所受的x方向机动载荷和z方向机动载荷的计算公式分别为：其中， 表示发动机质心处所受的x方向机动载荷，表示发动机质心处所受的z方向机动载荷，表示x方向加速度，表示z方向加速度， 表示发动机质量。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，在S4中，所述x方向机动载荷均值和z方向机动载荷均值的计算公式为：其中，表示x方向机动载荷均值，表示z方向机动载荷均值， 表示发动机质心处所受的x方向机动载荷，表示发动机质心处所受的z方向机动载荷，I=0,1,2
…
M，M=（N
‑
2）/n，n表示用于平均计算的数据个数，N表示所采集的每个飞行参数的总数据数。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，在S5中，所述主安装节所受x方向机动载荷的计算公式为：其中，表示主安装节所受x方向机动载荷，表示x方向机动载荷均值。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在S5中，所述主安装节所受z方向机动载荷和辅助安装节所受z方向机动载荷的计算公式分别为：节所受z方向机动载荷的计算公式分别为：其中，表示主安装节所受z方向机动载荷，表示辅助安装节所受z方向机动载荷，表示z方向机动载荷均值，b表示发动机重心到辅助安装节的距离，a表示发动机
重心到主安装节的距离，L表示主安装节到辅助安装节的距离。
[0012]此外，本专利技术还提供一种计算发动机机动载荷的系统，发动机上安装有主安装节和辅助安装节，所述主安装节与直升机传动系统连接，其中所述主安装节用于传递x、z方向载荷，所述辅助安装节用于传递z方向载荷，该系统包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于采集飞机飞行时的飞行参数，其中所述飞行参数包括飞行高度和飞行速度；计算模块，所述计算模块用于根据采集的相邻两次的飞行高度计算z方向速度，并根据z方向速度计算z方向加速度，以及根据相邻两次的x方向飞行速度计算x方向加速度；基于x方向加速度计算发动机质心处所受的x方向机动载荷，以及基于z方向加速度计算发动机质心处所受的z方向机动载荷； 计算所述x方向机动载荷和z方向机动载荷的均值；根据所述x方向机动载荷的均值计算所述主安装节所受x方向机动载荷，以及根据所述z方向机动载荷的均值计算主安装节和辅助安装节所受z方向机动载荷。
[0013]并且，本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的计算发动机机动载荷的方法的步骤。
[0014]还有，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的计算发动机机动载荷的方法的步骤。
[0015]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的一种计算发动机机动载荷的方法及系统，其基于飞行参数实时计算直升机飞行过程中发动机所受的x、z方向机动载荷，能够更加准确地获得发动机各零件的损伤，从而实现对发动机寿命损伤的实时监测，显著提高发动机的安全性、可靠性和经济性。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0017]图1是发动机安装主安装节C和辅助安装节D的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例提出的一种计算发动机机动载荷的方法流程示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0020]参照图1所示，图1为发动机安装主安装节C和辅助安装节D的结构示意图，其中主安装节C与直升机传动系统连接，主安装节C用于传递x、z方向载荷，辅助安装节D采用吊挂形式安装在发动机上，辅助安装节D允许x方向移动，故辅助安装节D只能传递z方向载荷。
[0021]在图1的基础上，本专利技术实施例提供一种计算发动机机动载荷的方法，请参照图2所示，该方法包括以下步骤：S1：采集飞机飞行时的飞行参数，其中所述飞行参数包括飞行高度和飞行速度；S2：根据采集的相邻两次的飞行高度计算z方向速度，并根据z方向速度计算z方向
加速度，以及根据相邻两次的x方向飞行速度计算x方向加速度；S3：基于x方向加速度计算发动机质心处所受的x方向机动载荷，以及基于z方向加速度计算发动机质心处所受的z方向机动载荷；S4：计算所述x方向机动载荷和z方向机动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算发动机机动载荷的方法，发动机上安装有主安装节和辅助安装节，所述主安装节与直升机传动系统连接，其中所述主安装节用于传递x、z方向载荷，所述辅助安装节用于传递z方向载荷，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：采集飞机飞行时的飞行参数，其中所述飞行参数包括飞行高度和飞行速度；S2：根据采集的相邻两次的飞行高度计算z方向速度，并根据z方向速度计算z方向加速度，以及根据相邻两次的x方向飞行速度计算x方向加速度；S3：基于x方向加速度计算发动机质心处所受的x方向机动载荷，以及基于z方向加速度计算发动机质心处所受的z方向机动载荷；S4：计算所述x方向机动载荷和z方向机动载荷的均值；S5：根据所述x方向机动载荷的均值计算所述主安装节所受x方向机动载荷，以及根据所述z方向机动载荷的均值计算主安装节和辅助安装节所受z方向机动载荷；在S5中，所述主安装节所受x方向机动载荷的计算公式为：其中，表示主安装节所受x方向机动载荷，表示x方向机动载荷均值；在S5中，所述主安装节所受z方向机动载荷和辅助安装节所受z方向机动载荷的计算公式分别为：式分别为：其中，表示主安装节所受z方向机动载荷，表示辅助安装节所受z方向机动载荷，表示z方向机动载荷均值，b表示发动机重心到辅助安装节的距离，a表示发动机重心到主安装节的距离，L表示主安装节到辅助安装节的距离。2.根据权利要求1所述的一种计算发动机机动载荷的方法，其特征在于：在S2中，z方向速度的计算公式为：其中，表示z方向速度，、表示相邻两次的飞行高度，表示数据采集周期。3.根据权利要求2所述的一种计算发动机机动载荷的方法，其特征在于：在S2中，z方向加速度和x方向加速度的计算公式为：加速度和x方向加速度的计算公式为：其中，表示z方向加速度，、表示相邻两次的z方向速度，表示数据采集周期，表示x方向加速度，、表示相邻两次的x方向飞行速度。4.根据权利要求3所述的一种计算发动机机动载荷的方法，其特征在于：在S3中，发动
机质心处所受的x方向机动载荷和z方向机动载荷的计算公式分别为：其中， 表示发动机质心处所受的x方向机动载荷，表示发动机质心处所受的z方向机动载荷，表示x方向加速度，表示z方向加速度， 表示发动机质量。5.根据权利要求4所述的一种计算发动机机动载荷的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅名伟，代钰，薛园园，赵运生，丁建国，蔡显新，
申请(专利权)人：太仓点石航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：