【技术实现步骤摘要】
本申请属于空气涡轮起动机带动航空发动机起动，具体涉及一种考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法。
技术介绍
1、当前主要通过仿真计算的手段分析航空发动机对空气涡轮起动机输出功率的需求，在仿真计算过程中，主要考虑了磨擦阻力矩、气动阻力矩、环境因素、机械效率、功率提取等方面对空气涡轮起动机输出功率需求的影响，但并未考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率对输出功率需求的影响。
2、控制阀位于空气涡轮起动机进气管路上，在接收到起动指令后，从全关状态逐渐打开至全开状态，高温高压气流随着控制阀的打开逐渐进入到空气涡轮起动机中，驱动空气涡轮起动机输出轴功，进而带动航空动航空发动机转动、加速，使航空发动机起动。
3、在接收到起动指令后，空气涡轮起动机控制阀的打开有一个过程，并非是瞬间打开，控制阀打开速率快，则空气涡轮起动机进口处空气压力上升快，空气涡轮起动机初始扭矩建立较快且数值较大，有利于航空发动机的快速起动，反之，控制阀打开速率慢，则空气涡轮起动机进口处空气压力上升慢，空气涡轮起动机初始扭矩建立较慢且数值较小，不利于航空发动机的快速起动。
4、在空气涡轮起动机输出功率的需求仿真计算时，忽略控制阀开启速率对输出功率需求的影响，假定控制阀瞬间打开，认为控制阀一直处于全开状态，导致计算所得空气涡轮起动机初始扭矩建立较快且数值较大，在达到同样的起动性能时，计算得到对空气涡轮起动机最大输出功率需求偏低，若照此设计、选用空气涡轮起动机，存在因空气涡轮起动机输出扭矩不足导致航空发动机起动频繁失败的可能，进行航空发
5、鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
2、本申请的技术方案是：
3、一种考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，包括：
4、步骤一、确定控制阀开启时间，以及航空发动机启动时间；
5、步骤二、构建空气涡轮起动机带动航空发动机起动的扭矩输出特性方程，对于小于扭矩输出最大值点对应转速的部分，以转速的二次函数表示，大于扭矩输出最大值点对应转速的部分，以转速的一次函数表示；
6、步骤三、对空气涡轮起动机的最大输出功率进行赋值，通常可先给一个较小的值；
7、步骤四、对空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速进行赋值，可根据经验给出一个认为适当的值；
8、步骤五、基于空气涡轮起动机的最大输出功率、输出最大值点对应的转速，得出空气涡轮起动机带动航空发动机起动的扭矩输出特性方程；
9、步骤六、将空气涡轮起动机带动航空发动机起动的扭矩输出特性方程带入转子扭矩平衡方程，计算得出空气涡轮起动机转速；
10、步骤七、判断空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速，是否与空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速相符，若否，则调整对空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应转速的赋值；
11、步骤八、将空气涡轮起动机带动航空发动机起动的扭矩输出特性方程带入转子扭矩平衡方程，计算得出航空发动机机转速；
12、步骤九、判断航空发动机机转速达到慢车转速的时间，是否与航空发动机启动时间相符，若否，则调整对空气涡轮起动机的最大输出功率的赋值。
13、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法中，步骤二中，构建空气涡轮起动机带动航空发动机起动的扭矩输出特性方程，对于小于扭矩输出最大值点对应转速的部分，以转速的二次函数表示，大于扭矩输出最大值点对应转速的部分，以转速的一次函数表示，具体为：
14、
15、其中，
16、mst为空气涡轮起动机输出扭矩，n·m；
17、nst为空气涡轮起动机转速，r/min；
18、nst,a为空气涡轮起动机输出扭矩最大值点a对应的转速，r/min；
19、a、b为小于空气涡轮起动机扭矩输出最大值点a对应转速的部分，二次函数关系式计算参数；
20、mst0、kst为大于空气涡轮起动机扭矩输出最大值点a对应转速的部分，一次函数关系式计算参数。
21、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法中，步骤六、步骤八中所述的转子扭矩平衡方程，具体为：
22、
23、其中，
24、mst为空气涡轮起动机输出扭矩，n·m；
25、mt为航空发动机涡轮扭矩，n·m；
26、mc为航空发动机压气机气动阻力矩，n·m；
27、mz为航空发动机摩擦阻力矩，n·m；
28、t为航空发动机起动时间，s；
29、mf为航空发动机燃滑油附件阻力矩，n·m；
30、mp为因航空发动机功率提取产生的阻力矩，n·m；
31、md为因航空发动机性能衰减产生的高压涡轮扭矩衰减量，n·m，
32、j为航空发动机转子转动惯量，kg·m2；
33、nh为航空发动机高压转子转速，r/min。
34、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法中，步骤七中，判断空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速，是否与空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速相符，具体为：
35、在空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速、空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速相差超过转速差阈值时，判断空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速、空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速不相符；
36、在空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速、空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速相差小于转速差阈值时，判断空气涡轮起动机在控制开启时间时的转速、空气涡轮起动机扭矩输出最大值点对应的转速相符。
37、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法中，转速差阈值取5％。
38、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法中，步骤九中，判断航空发动机机转速达到慢车转速的时间，是否与航空发动机启动时间相符，具体为：
39、在航空发动机机转速达到慢车转速的时间、航空发动机启动时间相差超过时间差阈值时，判断航空发动机机转速达到慢车转速的时间、航空发动机启动时间不相符；
40、在航空发动机机转速达到慢车转速的时间、航空发动机启动时间相差小于时间差阈值时，判断航空发动机机转速达到慢车转速的时间、航空发动机启动时间相符。
41、根据本申请的至少一个实施例，上述的考虑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开启速率的输出功率确定方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的考虑空气涡轮起动机控制阀开...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔金辉，李瑞军，闫雨嘉，李大为，曾强，周玉昭，
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：
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