确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法与流程

本发明涉及航空器领域，特别涉及一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法。

背景技术：

1、在民用航空发动机飞行的各个阶段中，起飞是非常重要的一个环节。它直接关系到飞机飞行是否安全，而且对发动机的工作性能、噪声、排放以及油耗都有着非常重大的影响。民用航空发动机为大涵道涡轮风扇发动机，涵道比较大，一般为5-8左右，发动机产生的推力大部分，约85％由发动机转子旋转产生，并且随着发动机转子转速的增加或减少，发动机的推力可以连续变化，随转子转速增加或减少，现有技术中的航空发动机的起飞推力的一直处于最大值状态，相应的发动机的转速也一直处于最大值，这降低了涡轮的使用寿命，增大了发动机的负荷，增加了发动机的维护成本和维修费用，降低了发动机的寿命以及发动机的可靠性，同时降低了飞机运行的安全性和高效性，增加了航空公司的成本。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在航空器起飞阶段，航空器发动机转速一直处于最大的缺陷，提供一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，所述确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法包括以下步骤：

4、s1:获取跑道条件参数，确定航空器满足所述跑道条件参数；

5、s2:确定航空器所需要的起飞推力；

6、s3:根据所述起飞推力选择对应的发动机转速。

7、在本方案中，按照机场和航空器负载的实际情况，直接选择合适的起飞推力，设定起飞工作状态的发动机转子转速，在完成飞机的起飞任务的同时，减少航空器的机件气动热力负荷，延长在翼使用寿命，减少机件损坏风险，减少外场发动机的维护和维修成本。

8、较佳地，在步骤s1中，根据所述跑道条件计算跑道所允许的最大起飞重量，确定航空器的起飞重量小于跑道所允许的最大起飞重量。

9、在本方案中，计算得出目前条件下跑道所允许的起飞最大重量，确保航空器的起飞重量小于跑道允许的最大重量。

10、较佳地，在步骤s1中，所述跑道条件参数还包括航空器在标准大气压下的离地速度、空气相对密度和起飞滑跑的综合阻力系数。

11、在本方案中，选择不同的参数可以综合考虑影响航空器起飞推力的各种因素，提高起飞推力的计算准确度。

12、较佳地，在步骤s2中，建立航空器在不同的起飞重量下，起飞距离和起飞推力的关系。

13、在本方案中，建立起飞距离和起飞推力的关系式，为进一步的根据不同的情况下确定航空器所需要的起飞推力奠定基础。

14、较佳地，在步骤s2中，根据如下公式确定航空器所需要的起飞推力：

15、

16、其中，g为航空器的计算起飞重量，g0为航空器的起飞重量，v0为在标准大气条件下的离地速度，δ为空气相对密度，vw为分解到跑道方向上的风速，g为重力加速度，pa为发动机推力，k△为空气相对密度δ对发动机推力影响的系数，μ为起飞滑跑综合阻力系数，i为跑道平均纵坡。

17、在本方案中，根据牛顿第二运动定律可得，作用在物体上的力越大，产生的加速度越大，到达预定速度的时间越短，因此在较长距离情况下，想要达到相同的速度，所需要的作用力值越小，结合飞行力学原理推得上述公式。

18、较佳地，在步骤s2中，根据起飞距离和起飞推力的关系，绘制第一曲线图。

19、在本方案中，绘制第一曲线图为根据起飞距离确定所需的起飞推力奠定基础，利用曲线图可以更加直观地反映起飞距离和起飞推力的关系。

20、较佳地，确定航空器的起飞重量、跑道长度，根据第一曲线图，得出航空器起飞所需要的最小起飞推力。

21、在本方案中，根据如上得到的关系，根据最大的跑到长度即可得到所需的最小起飞推力。

22、较佳地，在步骤s3中，建立航空器发动机转速与航空器起飞推力的关系式，并绘制发动机转速与起飞推力的第二曲线图。

23、在本方案中，绘制第二曲线图为确定航空器所需的起飞推力对应的转速提供基础。

24、较佳地，在步骤s3中，根据第二曲线图，根据步骤s2所确定的发动机所需要的起飞推力，选择发动机的转速。

25、在本方案中，根据发动机所需的起飞推力，选择对应的转速。

26、较佳地，在步骤s3之后，将上述发动机转速的值输入到航空器起飞的所需要的最小转速参数中。

27、在本方案中，将上述确定的最小转速这个参数输入发动机的起飞参数中，将发动机推力的控制转换为对转子转速的控制，便于在实际起飞过程中的执行。

28、本发明的积极进步效果在于：按照机场和航空器负载的实际情况，直接选择合适的起飞推力，设定起飞工作状态的发动机转子转速，在完成飞机的起飞任务的同时，减少航空器的机件气动热力负荷，延长在翼使用寿命，减少机件损坏风险，减少外场发动机的维护和维修成本，使用减推力起飞，可以减少发动机的负荷，增加发动机的寿命以及增加发动机的可靠性，提高飞机运行的安全性和高效性，从而降低了航空公司的运营成本。

技术特征：

1.一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，所述确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s1中，根据所述跑道条件计算跑道所允许的最大起飞重量，确定航空器的起飞重量小于跑道所允许的最大起飞重量。

3.如权利要求1或2所述确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s1中，所述跑道条件参数还包括航空器在标准大气压下的离地速度、空气相对密度和起飞滑跑的综合阻力系数。

4.如权利要求1所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s2中，建立航空器在不同的起飞重量下，起飞距离和起飞推力的关系。

5.如权利要求4所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s2中，根据如下公式确定航空器所需要的起飞推力：

6.如权利要求4或5所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s2中，根据起飞距离和起飞推力的关系，绘制第一曲线图。

7.如权利要求6所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，确定航空器的起飞重量、跑道长度，根据第一曲线图，确定航空器起飞所需要的最小起飞推力。

8.如权利要求1所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s3中，建立航空器发动机转速与航空器起飞推力的关系式，并绘制发动机转速与起飞推力的第二曲线图。

9.如权利要求8所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s3中，根据第二曲线图，根据步骤s2所确定的发动机所需要的起飞推力，选择发动机的转速。

10.如权利要求1所述的确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，其特征在于，在步骤s3之后，将上述发动机转速的值输入到航空器起飞的所需要的最小转速参数中。

技术总结
本发明公开了一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，一种确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法，所述确定航空器起飞所需要的发动机转速的方法包括以下步骤：获取跑道条件参数，确定航空器满足所述跑道条件参数；确定航空器所需要的起飞推力；根据所述起飞推力选择对应的发动机转速。按照机场和航空器负载的实际情况，直接生成选择合适的起飞推力，设定起飞工作状态的发动机转子转速，在完成飞机的起飞任务的同时，减少航空器的机件气动热力负荷，延长在翼使用寿命，减少机件损坏风险，减少外场发动机的维护和维修成本。

技术研发人员：常诚,武鹏,李磊
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16