发动机反推力控制仿真方法、装置与计算机可读介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发动机反推力控制仿真方法、装置与计算机可读介质，该方法包括：在一维等效外涵道气流模型基础上，建立气流分配等效数学模型；然后根据气流在打到阻流板后反转排出的叶栅气流流速及叶栅出口角，获取叶栅出口处的反推力；获取外涵喷管产生的正推力；以及根据叶栅出口处的反推力、外涵喷管产生的正推力以及内涵道的正推力，确定反推力装置打开的时候，发动机的总推力。通过本发明专利技术将涡扇发动机的外涵道气流进行等效仿真成一维连续均匀的流动状态，能够等效近似仿真在反推力装置打开后经过阻流板所形成的正推力和反推力，模拟反推力装置打开后发动机的总推力变化，为发动机性能仿真、FADEC控制仿真提供准确的系统支撑。撑。撑。

【技术实现步骤摘要】
发动机反推力控制仿真方法、装置与计算机可读介质


[0001]本专利技术涉及涡扇发动机仿真
，具体而言涉及一种发动机反推力控制仿真装置、方法与计算机可读介质。

技术介绍

[0002]发动机仿真包括最基本的部件仿真以及在此基础上的发动机起动仿真、发动机性能仿真、FADEC控制仿真、故障仿真等部分，发动机部件仿真是最基本的仿真模块，模拟发动机内部气流变化过程，是整个发动机仿真的数据来源。发动机性能仿真提供发动机仿真过程中燃油系统、滑油系统、机载振动、故障仿真等数据来源，并将主要部件的仿真参数如低压转速N1、高压转速N2、燃油流量FF、燃油剩余量FM、滑油压力Poil、滑油温度Toil、排气温度EGT、耗油率sfc、发动机推力FS、油门台解算角度TRA等信息参数输出到飞机系统人机交互仿真。FADEC系统的控制仿真，是发动机仿真的核心模块，控制发动机起动仿真、发动机部件仿真、发动机性能仿真在发动机工作包线内稳定运转。故障仿真模块通过监控发动机内部参数，判断发动机是否发生故障，进行相应的故障逻辑仿真，并将故障信息发送至EICAS进行显示。
[0003]每台发动机有一个全权数字式发动机控制(FADEC)系统，该系统提供完整的发动机管理和控制。电子控制器(EEC)为发动机的控制中心，与发动机的燃油系统、滑油系统、起动系统、反推系统、空气系统、传感器系统等协调一致工作，以发动机部件模块、发动机性能仿真模块的状态参数以及飞机的飞行参数等为基础，通过发动机EEC控制中心的调节，输出发动机的控制指令信息以及飞机各状态的信息。因此，FADEC控制仿真中，通常包括起动管理、推力管理、燃油控制、稳态控制、动态控制、极限控制、引气控制、反推控制、关车控制八大方面。
[0004]涡扇发动机的配备反推力装置，通常由电作动，在地面使用，通过作动筒动作实现。传统的FADEC控制仿真中，往往只针对作动筒本身进行仿真，导致仿真的效果不尽理想。
[0005]现有技术文献：
[0006]专利文献1：CN105354400A一种发动机反推力装置设计方法
[0007]专利文献2：CN110472319A一种叶栅式反推力装置多刚体动力学仿真分析方法

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，根据本专利技术目的的第一方面，提供一种发动机反推力控制仿真方法，包括：
[0009]步骤1、将发送机的外涵道近似处于一维流动状态且流量连续、流速均匀；当阻流板从水平位置缓慢打开到任意角度θ时，一部分气流打到阻流板上，由于阻流板有一个向上的角度，使得这一段气流顺势从叶栅出口反转排出，并且气流打到阻流板后反转排出时，气体压力存在损失，据此，建立当前时刻叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的分配比与对应的流通面积成正比情况下的外涵喷管出口流量数学模型：
[0010]W
18
＝W
13
*sinθ
[0011]W
19
＝W
13
‑
W
18
[0012]其中，W
13
表示外涵道进口流量，W
18
表示打到阻流板上的气体流量，即为叶栅出口流量，W
19
表示外涵喷管出口流量；
[0013]步骤2、在确定叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的基础上，根据气流在打到阻流板后反转排出的叶栅气流流速及叶栅出口角，获取叶栅出口处的反推力F
18
；
[0014]步骤3、获取外涵喷管产生的正推力F
19
；以及
[0015]步骤4、根据叶栅出口处的反推力F
18
、外涵喷管产生的正推力F
19
以及内涵道的正推力F
17
，确定反推力装置打开的时候，发动机的总推力F：
[0016]F＝F
18
+F
19
+F
17
。
[0017]根据本专利技术目的的第二方面，还提出一种发动机反推力控制仿真装置，包括：
[0018]气流分配等效数学模型构建模块，被设置成根据下述方式建立数学模型：将发送机的外涵道近似处于一维流动状态且流量连续、流速均匀；当阻流板从水平位置缓慢打开到任意角度θ时，一部分气流打到阻流板上，由于阻流板有一个向上的角度，使得这一段气流顺势从叶栅出口反转排出，并且气流打到阻流板后反转排出时，气体压力存在损失，据此，建立当前时刻叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的分配比与对应的流通面积成正比情况下的外涵喷管出口流量数学模型如下：
[0019]W
18
＝W
13
*sinθ
[0020]W
19
＝W
13
‑
W
18
[0021]其中，W
13
表示外涵道进口流量，W
18
表示打到阻流板上的气体流量，即为叶栅出口流量，W
19
表示外涵喷管出口流量；
[0022]叶栅出口处的反推力获取模块，被设置成在确定叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的基础上，根据气流在打到阻流板后反转排出的叶栅气流流速及叶栅出口角，获取叶栅出口处的反推力F
18
；
[0023]外涵喷管产生的正推力获取模块，被设置用于获取外涵喷管产生的正推力F
19
；以及
[0024]发动机总推力获取模块，被设置成根据叶栅出口处的反推力F
18
、外涵喷管产生的正推力F
19
以及内涵道的正推力F
17
，获取反推力装置打开的时候的发动机的总推力F，F＝F
18
+F
19
+F
17
。
[0025]根据本专利技术目的的第三方面，还提出一种存储软件的计算机可读介质，所述软件包括能通过一个或多个计算机执行的指令，所述指令通过这样的执行使得所述一个或多个计算机执行操作，所述操作包括如前述的发动机反推力控制仿真方法的流程。
[0026]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0027]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0028]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例。
[0029]图1是本专利技术实施例的涡扇发动机反推力原理模型图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机反推力控制仿真方法，其特征在于，包括以下补正：步骤1、将发送机的外涵道近似处于一维流动状态且流量连续、流速均匀；当阻流板从水平位置缓慢打开到任意角度θ时，一部分气流打到阻流板上，由于阻流板有一个向上的角度，使得这一段气流顺势从叶栅出口反转排出，并且气流打到阻流板后反转排出时，气体压力存在损失，据此，建立当前时刻叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的分配比与对应的流通面积成正比情况下的外涵喷管出口流量数学模型：W
18
＝W
13
*sinθW
19
＝W
13
‑
W
18
其中，W
13
表示外涵道进口流量，W
18
表示打到阻流板上的气体流量，即为叶栅出口流量，W
19
表示外涵喷管出口流量；步骤2、在确定叶栅出口流量和外涵喷管出口流量的基础上，根据气流在打到阻流板后反转排出的叶栅气流流速及叶栅出口角，获取叶栅出口处的反推力F
18
；步骤3、获取外涵喷管产生的正推力F
19
；以及步骤4、根据叶栅出口处的反推力F
18
、外涵喷管产生的正推力F
19
以及内涵道的正推力F
17
，确定反推力装置打开的时候，发动机的总推力F。2.根据权利要求1所述的发动机反推力控制仿真方法，其特征在于，所述步骤2中，获取叶栅出口处的反推力F
18
，包括：F
18
＝W
18
V
18
cosβ其中，V
18
表示叶栅出口气流流速，β表示叶栅出口角。3.根据权利要求2所述的发动机反推力控制仿真方法，其特征在于，所述步骤2中，所述叶栅出口气流流速V
18
被设置通过下述方式获得：首先，根据气流打到阻流板后反转排出前后的压力值计算损失比λ；λ＝P
18
/P
13
然后，根据损失比λ计算叶栅出口气流流速V
18
：V
18
＝λ*V
13
其中，P
13
与P
18
分别表示气流打到阻流板后反转排出前后的压力值；V
13
表示外涵道进口气流的流速。4.根据权利要求1所述的发动机反推力控制仿真方法，其特征在于，所述步骤3中，获取外涵喷管产生的正推力F
19
，包括：F
19
＝W
19
V
19
其中，V
19
表示外涵喷管出口气流流速，与外涵道进口气流流速相同。5.根据权利要求1所述的发动机反推力控制仿真方法，其特征在于，所述反推力装置打开的时候，发动机的总推力F被设置成按照下述方式获得：F＝F
18
+F
19
+F
17
。6.一种发动机反推力控制仿真装置，其特征在于，包括：气流分配等效数学模型构建模块，被设置成根据下述方式建立数学模型：将发送机的外涵道近似处于一维流动状态且流量连续、流速...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴传康，李步讲，陈健，符士鹏，杨建军，吉天翊，
申请(专利权)人：江苏普旭科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：