一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法技术方案

本发明专利技术涉及航空飞机燃油系统设计领域，尤其涉及一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法。按传统基于理论计算无法满足设计过程反复迭代和优化的过程。本发明专利技术通过建立飞机燃油系统中供油子系统仿真模型，计算自适应压力供油时发动机的入口绝压，完成供油子系统中供油泵指标的确定。通过对飞机燃油系统不同剖面下，对自适应供油系统进行仿真，建立合理的控制逻辑，实现在设计阶段对关键部件供油增压泵性能指标的确定。性能指标的确定。性能指标的确定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法


[0001]本专利技术涉及航空飞机燃油系统设计领域，尤其涉及一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法。

技术介绍

[0002]在飞机燃油系统供油系统研制过程中，在确定关键部件供油泵性能指标时，需要考虑不同飞行剖面下，发动机多种工作状态对于入口燃油流量和压力的要求。同时，还要考虑飞机在不同高度、不同姿态(俯仰、横滚、偏航)、不同液位的因素。在部分机型中，由于油箱和发动机入口高度差较大时，必须考虑过载的影响。因此，基于以往经验或者通过较简单的原理试验验证，已不能满足当前供油子系统研制的需求。
[0003]按传统基于理论计算、设计经验或者采用一般系统仿真方法，不能综合考虑在飞行高度、姿态、过载条件下，供油子系统多任务场景下供油泵的功能性能符合情况。同时，无法满足设计过程反复迭代和优化的过程。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种基于Amesim仿真平台的自适应供油系统仿真方法，综合多因素、交互性好，能够满足飞机燃油系统自适应压力供油系统的研制。本专利技术提供一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法，通过建立飞机燃油系统中供油子系统仿真模型，计算自适应压力供油时发动机的入口绝压，完成供油子系统中供油泵指标的确定，包含以下步骤：
[0005]S1、选择元件搭建飞机油箱、供油泵、管路仿真模块，模拟供油子系统向发动机供油时动力源和负载的特性；
[0006]S2、选择元件搭建飞机发动机仿真模块，模拟发动机在不同工况下的耗油量特性；
[0007]S3、选择元件搭建飞机姿态、过载仿真模块，模拟飞机在各飞行剖面下俯仰角、偏航角、滚转角和加速度值的变化；
[0008]S4、选择元件搭建自适应压力供油泵转速的状态机模块，模拟控制器对于供油泵转速的分档控制；
[0009]S5、选择元件搭建不同飞行高度、温度和压力变化模块，模拟飞机在不同高度的外界环境；
[0010]S6、联接各模块组合构成完整系统模型，并选择合理子模型，设置各元件参数；
[0011]S7、进行发动机耗油量、飞行高度参数组合批处理设置；
[0012]S8、将飞机姿态和过载进行可视化交互设置；
[0013]S9、进行仿真参数设置，通过仿真输出结果。
[0014]有利地，步骤S1中，设置ACFTANK01油箱元件的参数模拟飞机供油箱；使用TFPU000离心泵元件模拟供油增压泵，在离心泵特性曲线中，使用M1D Table设置离心泵多档转速，对应的特性模式为f(qv，w)；使用ACFTFL0032管路元件模拟管路，模拟受到过载和飞机姿态
的应用。
[0015]有利地，步骤S2中，通过设置TFMPTXS流量源元件的质量流量来模拟发动机消耗的流量。
[0016]有利地，步骤S3中，设置ACFATTISIMP001元件参数模拟飞机姿态和X、Y、Z三个轴向的过载，通过SIGUDA01元件和SWITCH01元件输入各飞行剖面下的过载和姿态参数。
[0017]有利地，步骤S4中，通过Statechart模块根据发动机入口压力自适应调节供油泵转速，实现对供油泵转速的控制。
[0018]有利地，步骤S5中，使用ATBATM_ISA01大气环境元件，结合SIGTRANS0元件和SIGRECEI0元件，模拟不同高度时，供油箱外界大气环境变化。
[0019]有利地，步骤S6中，选择ACF2THH001元件将油箱和供油泵联接，使用ACF2PN001元件和外界大气联接，在不同元件件合理增加TFC01容性元件。
[0020]有利地，步骤S7中，通过Study Parameters中将飞行高度、双发动机的流量作为输入参数，进行组合。
[0021]有利地，步骤S8中，选择Rotary Switch控件进行工作场景的选择；使用Button6控件进行过载的控制；使用Generic Button控件控制供油泵的工作状态；使用Horizontal Round Gauge、Round Gauge显示发动机入口压力和飞行高度。
[0022]有利地，步骤S9中，在Simulation type中选择Batch模式，可以批处理仿真不同工况。
[0023]有益效果：通过对飞机燃油系统不同剖面下，对自适应供油系统进行仿真，建立合理的控制逻辑，实现在设计阶段对关键部件供油增压泵性能指标的确定。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术自适应供油系统仿真模型示意图；
[0026]图2是横滚角随时间变化的设计图；
[0027]图3是控制和结果显示界面示意图；
[0028]图4是飞机剖面中的变化参数矩阵；
[0029]图5为某工况下发动机入口压力仿真结果示意图。
具体实施方式
[0030]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技
术，以避免对本专利技术造成不必要的模糊。
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0032]S1、在SKETCH模式下，Aircraft Fuel System库中的thf_fluid_data_10元件(燃油介质)、pn_gas_data元件(气体介质)、gravityicon元件(重力)、ACFATTISIMP001元件(飞机姿态和加速度)以及Aerospace and Marine库中的ATBATM_ISA01元件(大气环境)放入绘图区；
[0033]S2、Aircraft Fuel System库中的ACFTANK01元件(油箱)放入绘图区，并将油箱元件的各个端口，通过元件SSINK、THHF0、ACFNULLMOTIONSOURCE001、ACFGEOMPLUG001、ACFGAU01进行连接，油箱出口通过ACFDMX001元件，分出多路连接端口；
[0034]S3、Thermal Hydraulic Resistance库中的TFPU001元件(离心泵)放入绘图区，并通过ACF2THH001元件和油箱分出的端口进行连接，中间连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Amesim的自适应供油系统仿真方法，其特征在于：通过建立飞机燃油系统中供油子系统仿真模型，计算自适应压力供油时发动机的入口绝压，完成供油子系统中供油泵指标的确定，包含以下步骤：S1、选择元件搭建飞机油箱、供油泵、管路仿真模块，模拟供油子系统向发动机供油时动力源和负载的特性；S2、选择元件搭建飞机发动机仿真模块，模拟发动机在不同工况下的耗油量特性；S3、选择元件搭建飞机姿态、过载仿真模块，模拟飞机在各飞行剖面下俯仰角、偏航角、滚转角和加速度值的变化；S4、选择元件搭建自适应压力供油泵转速的状态机模块，模拟控制器对于供油泵转速的分档控制；S5、选择元件搭建不同飞行高度、温度和压力变化模块，模拟飞机在不同高度的外界环境；S6、联接各模块组合构成完整系统模型，并选择合理子模型，设置各元件参数；S7、进行发动机耗油量、飞行高度参数组合批处理设置；S8、将飞机姿态和过载进行可视化交互设置；S9、进行仿真参数设置，通过仿真输出结果。2.根据权利要求1所述的自适应供油系统仿真方法，其特征在于：步骤S1中，设置ACFTANK01油箱元件的参数模拟飞机供油箱；使用TFPU000离心泵元件模拟供油增压泵，在离心泵特性曲线中，使用M1D Table设置离心泵多档转速，对应的特性模式为f(qv，w)；使用ACFTFL0032管路元件模拟管路，模拟受到过载和飞机姿态的应用。3.根据权利要求1所述的自适应供油系统仿真方法，其特征在于：步骤S2中，通过设置TFMPTXS流量源元件的质量流量来模拟发动机消耗的流量。4.根据权利要求1所述的自适应供油系统仿真方法，其特征在于：步骤S3中，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鑫，杨兴，杨志武，张闯，牛利兵，王雪梅，温明洋，唐寅峰，张琦山，郝良博，
申请(专利权)人：新乡航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：