一种飞机燃油系统故障仿真方法与流程

本发明属于系统建模、计算机仿真和飞行仿真技术领域，具体涉及一种燃油系统的故障仿真方法。

背景技术：

在系统建模、计算机仿真和飞行仿真技术领域，燃油系统的故障工况视是必不可少，特别是在飞行训练器等地面飞行训练装备中。以飞行训练模拟器为例，燃油系统的必备系统功能中，就要求系统具有应急放油这一特情功能。此外，系统还有燃油量低、燃油低温、系统漏油、燃油泵故障、供油阀故障等多处影响飞行驾驶和飞行安全的故障模式。因此，在飞机设计、地面飞行训练中针对燃油系统的工况，包括故障模式在内进行确定的系统仿真和模拟。

技术实现要素：

本发明的目的是：实现燃油系统故障的数学仿真，通过计算机仿真和数学建模技术对飞机燃油系统建模，同时也可以对工程模拟器使用期间的运行维护情况进行记录。该方法可应用于其它类似的大型复杂试验环境或生产环境。

本发明的技术方案是：一种飞机燃油系统故障仿真方法主要是针对燃油系统的在地面进行的飞行特请训练展开的。按照训练目的研究系统的故障类型，然后通过数学方法建立燃油系统的故障模型，应用计算机仿真技术开发出满足飞行训练的燃油系统。该方法的主要包括以下步骤：

步骤一：梳理飞机燃油系统的系统结构，对系统的仿真任务进行分解，一般来说，主要分为燃油系统的系统架构，功能和性能要求，系统运行机制与余度配置，主要部件的工作参数及工况监视。

步骤二：按照系统部件工作原理，结合仿真需求，逐项分析仿真需求，建立部件的数学仿真模型。

步骤三：按照系统工作原理和飞机余度配置，搭建燃油系统管网仿真结构，创建系统仿真模型；

步骤四：根据故障清单，在系统仿真模型中配置故障约束。

步骤五：按照系统功能和故障列表完成系统开发。

步骤六：根据系统的设计需求完成系统相关内容的两级测试。

本发明所产生的有益效果：本发明通过系统建模和计算机仿真技术实现了燃油系统的故障工况仿真。作为飞机设计分辅助手段，燃油系统故障模拟实现了飞机燃油系统全工况控制管理、系统运行的模拟和监视，为系统设计提供了验证手段和验证平台；从地面飞行训练来说，燃油系统的故障模拟是建立的燃油系统正常工作的基础上的，除了能进行正常的系统工作操作程序训练，还能对系统的特情、故障等特殊程序进行零风险训练，大幅度降低训练成本。该技术还可应用于其它系统仿真，比如飞机供电和飞机液压系统；也可以应用到其它行业，比如汽车燃油系统仿真分析等。

附图说明

图1是本方法的燃油系统工作架构图；

图2是本方法的系统综合仿真模型结构图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1、图2。

如图1所示，一种飞机燃油系统故障仿真方法，按照系统仿真技术方案完成系统的数学仿真模型，一共包含2个步骤：

1)梳理飞机燃油系统的结构，对系统的仿真任务进行分解：以双发飞机为例，燃油系统配备有2个隔离燃油箱，通过中通阀-交输阀可以互通燃油。每个油箱配备有一套独立的供油系统向对应的发动机供油。此外，系统还具有应急放油功能、交叉输油和引射输油功能。每个供油系统均为2余度。由系统控制面板fcp开启系统设备，进工作模式。在机电系统的监控画面可以看到燃油系统的管路供油、油量信息、设备工作状态。

2)按照系统部件，逐项分析仿真需求，建立部件的数学仿真模型系统参数。供油系统的设备主要包括2个供油泵、一个燃油供油切断阀。在2号油箱设置有独立的apu供油系统，直流供油泵和apu供油切断阀。此外，燃油系统配备有燃油量测量计算机fqp；另外还配置了系统专用的各类传感器，特别是低油量传感器；燃油系统控制面板。因此，需要建立燃油箱、供油泵、燃油切断阀、单向活门、交输阀、输油口、引射泵、燃油传感器和燃油控制面板fqp的数学仿真模型。

按照图2，对故障内容进行分类，在系统模型中配置故障约束；完成系统开发。系统特情类包括应急放油和燃油量低；故障类包括供油泵故障、供油切断阀故障，燃油箱漏油等。

最后，根据系统的设计需求完成图2所示的所有内容的两级测试，单元测试和系统测试。

技术特征：

技术总结
本发明属于计算机仿真、飞行仿真技术领域，具体涉及一种飞机燃油系统故障仿真方法。飞机燃油系统故障仿真方法主要通过系统建模技术把燃油系统的设备/部件建成独立的设备/部件模型，依照飞机燃油系统管网工作机理建立系统的性能管网模型，最后，结合燃油系统综合控制逻辑建立燃油系统综合控制模型。对于系统故障和特情，按故障内容、故障生成约束和故障表现形式分类后注入到系统综合控制模型。本方法对飞机燃油系统建模和仿真有重要作用。同时，此类方法还适用于类似的飞机系统仿真，比如液压或供电系统，同时适用于地面飞行训练设备的研发。还可推广到汽车燃油系统等领域进行仿真分析、用于设计验证。

技术研发人员：张玲;姬云;刘喜藏
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2018.12.04
技术公布日：2019.04.16