一种航空发动机动态特性模拟方法
【专利摘要】本发明涉及一种航空发动机动态特性模拟方法，属于航空【技术领域】。研究发动机工作时推力、耗油、转速、空气流量、排气温度及其他发动机参数之间的相互关系，提出一套适用于一般发动机的航空发动机动态特性模拟方法。通过该方法能实时动态的模拟发动机各个性能参数，提高飞行模拟的真实性并提高使用模拟器训练的效能。
【专利说明】一种航空发动机动态特性模拟方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种航空发动机动态特性模拟方法，属于航空【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 国内飞行模拟技术的发展经历了由国外引进到自行开发的过程，目前我国已发展 成为飞行模拟器的出口国。但从已公开的文献来看，发动机性能参数都是采用稳态数据， 没有考虑发动机油门杆操纵之后，发动机性能参数需经过一定的延迟时间后才能达到稳态 值，没有把动态特性模拟出来，尤其是对需要模拟加减速性及频繁操纵油门的飞行模拟，目 前研制和广泛应用的飞行模拟器逼真性还有待提高。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述缺陷，本发明目的在于提供一种通过对发动机工作原理研究，研究 发动机工作时推力、耗油、转速、空气流量、排气温度及其他发动机参数之间的相互关系，提 出一套适用于一般发动机的航空发动机动态特性模拟方法。
[0004] 通过该方法能实时动态的模拟发动机各个性能参数，提高飞行模拟的真实性并提 高使用模拟器训练的效能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种航空发动机动态特性模拟方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： 发动机其不同工作状态：对应不同油门杆位置之间的加速性时间可以通过工程的方法 拟合成公式： T=f(AF) ............................................................ (1) 通过地面台架试验获得不同典型状态之间的加速时间T与对应推力变化量AF之间的 关系，通过工程模拟的方法，可拟合出加速所需的时间与不同推力变化量的函数T=f(AF); T= 2. 9719-4. 301E-4*(AF)+1. 162E-5*(AF)2 -2. 192E-8*(AF)3 +1. 870E-11*(AF)4 -7. 734E-15* (ΔF)5 +1. 274E-18* (ΔF)6 ......... (2) 模拟发动机动态特性过程中，输入的参数有t时刻及t时刻之前的油门杆角度，及其对 应的稳态推力，发动机从慢车加速到最大状态所用时间Ttl，油门杆角度输入的时间间隔为 Δt=0. 01 秒； 从t=0开始，t时刻的推力F(t)如下： t< !^秒，发动机尚处于慢车起动阶段，F(t)取t时刻的稳态值Fs(t)，F(t)=Fs(t) ...............................................................(3) Fs (t)为t时亥Ij油门杆角度对应的稳态推力，T。为发动机由慢车急加速到最大状态所需 时间，对于已设计定型的发动机，发动机加速性时间Ttl是已知的； t>Ttl秒后，
【权利要求】
1. 一种航空发动机动态特性模拟方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： 发动机其不同工作状态：对应不同油门杆位置之间的加速性时间可以通过工程的方法 拟合成公式： T=f(AF) ............................................................ (1) 通过地面台架试验获得不同典型状态之间的加速时间T与对应推力变化量AF之间的 关系，通过工程模拟的方法，可拟合出加速所需的时间与不同推力变化量的函数T=f (AF); T= 2. 9719-4. 301E-4*(AF)+1. 162E-5*(AF)2 -2. 192E-8*(AF)3 +1. 870E-11*(AF)4 -7. 734E-15*(ΔF)5 +1. 274E-18*(ΔF)6.........(2) 模拟发动机动态特性过程中，输入的参数有t时刻及t时刻之前的油门杆角度，及其对 应的稳态推力，发动机从慢车加速到最大状态所用时间Ttl，油门杆角度输入的时间间隔为 Δt=0.Ol秒； 从t=0开始，t时刻的推力F(t)如下： t< !^秒，发动机尚处于慢车起动阶段，F(t)取t时刻的稳态值Fs(t)，F(t)=Fs(t) ...............................................................(3) Fs (t)为t时亥Ij油门杆角度对应的稳态推力，T。为发动机由慢车急加速到最大状态所需 时间，对于已设计定型的发动机，发动机加速性时间Ttl是已知的； t>Ttl秒后， AF=Fs (t)-Fs(t-T0) ................................................... (4) Fs (t-Ttl)为t-Ttl时刻的稳态推力； 求T; 如果AF彡0,为加速； 将ΔF代入公式（2)计算得到T，T取2位有效小数； 如果AF< 0， AF=AF*(-1)，为减速 将ΔF代入公式（2)计算得到T， T=T*f，f为最大减速时间与最大加速时间的比值，如果发动机减速时间比加速时间长， 则f> 1，如果加速时间比减速时间短，则f< 1，对于大部分发动机，加减速时间差不多，可 以取f=l;T取2位有效小数； ΔF=Fs (t)-Fs (t-T) ................................................... (5) Fs(t-Τ)为t-T时刻的稳态推力，重复第2步，直到公式（4)计算得到的AF与公式（5) 计算得到ΔF之差为小量时，T取两位有效小数；
...........................................................................(6) T1=Integer((T-T2) /(N*At))*At.................................... (7) 其中：T1为惯性延迟时间，公式（6)将惯性延迟时间分为N部分，Ni+N2+N3+……Nn=I； 通过调整&、队、队……的大小调整加速过程的缓急，化数值越大，说明这一段加速越快，N越 大，模拟的越精确； T2为系统延迟时间，通过台架试验直接获取；Integer表示取整；T=T1+T2 ; 以上为发动机加减速过程中，推力随时间动态变化的模拟，可以用同样的方法和对发 动机耗油、转速、空气流量等性能参数进行动态模拟； 通过对不同发动机台架稳态加减速性能数据的替换，重新拟合出公式（2)即可模拟新 的发动机动态加减速性能。
【文档编号】G01M15/05GK104458271SQ201410692326
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】周小勇, 马经忠, 胡志东, 罗松, 胡杨, 肖毅, 曾平君, 陈雅丽 申请人:江西洪都航空工业集团有限责任公司