渦軸發(fā)動機性能與控制規(guī)律仿真及試驗研究.pdf

1、航空發(fā)動機及其控制系統(tǒng)仿真是航空動力裝置開展“預(yù)測設(shè)計”的重要工具；同時，在現(xiàn)階段，我國航空發(fā)動機的研制仍然主要依靠“試驗設(shè)計”來完成。本文結(jié)合渦軸發(fā)動機研制中性能及控制規(guī)律設(shè)計的相關(guān)問題開展研究，以發(fā)動機仿真模型為工具，以發(fā)動機調(diào)試試驗為手段，解決發(fā)動機型號研制中的若干關(guān)鍵技術(shù)，在發(fā)動機建模、發(fā)動機方案設(shè)計、控制規(guī)律設(shè)計、核心機調(diào)試、整機調(diào)整試驗以及容錯控制試驗驗證等方面開展研究。
　　 建立了渦軸發(fā)動機部件級的穩(wěn)態(tài)性能模型、

2、動態(tài)模型和控制系統(tǒng)模型。在穩(wěn)態(tài)模型中，建立了葉尖間隙變化、導(dǎo)葉面積調(diào)整、性能尋優(yōu)等工程應(yīng)用模塊，對粒子分離器總壓損失的模擬進行了完善。穩(wěn)態(tài)性能模型為開展發(fā)動機方案設(shè)計和部件匹配分析奠定了基礎(chǔ)，動態(tài)模型為開展控制規(guī)律設(shè)計提供了仿真工具。
　　 對某型渦軸發(fā)動機核心機進行了調(diào)試。通過仿真手段指導(dǎo)調(diào)整核心機的部件匹配關(guān)系，排除調(diào)試試驗中發(fā)生的故障；對渦軸發(fā)動機核心機的指標確定方法進行研究，定義了渦軸發(fā)動機核心機“等效功”，建議將其納入

3、現(xiàn)有的核心機考核指標中，進一步分析了將“核心機特性圖”作為全面評估核心機性能指標的可行性，并計算了核心機的特性圖。
　　 開展某型渦軸發(fā)動機總體性能方案設(shè)計與特性計算。研究了在已有核心機基礎(chǔ)上提高功率的方案，對最佳循環(huán)功分配、粒子分離器引氣方式以及溫度裕度進行了分析，通過性能尋優(yōu)確定了設(shè)計點熱力循環(huán)參數(shù)；對渦軸發(fā)動機的狀態(tài)定義進行研究，提出并采用“線性比例裕度法”完成了某發(fā)動機的狀態(tài)定義，在此基礎(chǔ)上開展發(fā)動機的特性計算。

4、　　 研究了渦軸發(fā)動機調(diào)試試驗的若干關(guān)鍵技術(shù)，包括新機磨合試驗、多個部件性能調(diào)整驗證、逼喘等試驗，利用數(shù)學(xué)模型對發(fā)動機試驗結(jié)果開展部件性能評估；對渦軸發(fā)動機試驗參數(shù)的換算問題，論證了傳統(tǒng)相似換算公式在渦軸發(fā)動機上存在過大的誤差，利用仿真手段探索更科學(xué)的渦軸發(fā)動機參數(shù)換算（修正）方法，為制定渦軸發(fā)動機的試驗性能修正標準和出廠驗收考核規(guī)范奠定基礎(chǔ)。
　　 通過仿真確定了發(fā)動機的控制規(guī)律，針對試驗中發(fā)生的導(dǎo)葉控制動態(tài)誤差過大問題，提