一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法技术

本发明专利技术涉及基于Amesim的仿真计算领域，特别是涉及一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法；包括以下步骤：S1、搭建飞机发动机仿真模块；S2、搭建供油泵仿真模块；S3、搭建引射泵仿真模块；S4、搭建飞机燃油箱仿真模块；S5、搭建质心计算模块；S6、使用Amesim中的TFFD4子模块搭建燃油仿真模块，并进行参数设置；S7、搭建飞机飞行姿态控制模块；S8、组合飞机燃油系统模型；S9、进行仿真。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法
本专利技术涉及基于Amesim的仿真计算领域，特别是涉及一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法。
技术介绍
飞机燃油系统的功用是储存燃油，并保证在规定的任何状态(如各种飞行高度、飞行姿态)下，均能按发动机所要求压力和流量向发动机持续不间断地供油，此外，燃油系统还可以完成冷却机上其它系统、平衡飞机、保持飞机重心于规定的范围内等附加功能。为了满足燃油系统以上要求，传统的试验方法已不能完全满足设计开发需求，随着计算机仿真技术的发展，基于模型的系统工程方法已经成为燃油系统技术发展的必然趋势。Amesim软件提供了一整套用于飞行器燃油系统仿真的元件模型库，结合热液压库、气动库和混合气体库，工程师能够建立完整的航空燃油系统模型，用户可以输入多组燃油箱的CAD信息、空间位置信息，定义飞行剖面、大气环境，设置油箱进出口高度(任意多油口)和油箱运动信息(加速度、姿态)，计算在整个飞行周期燃油系统燃油/气体的流量、压力、温度、组分等的瞬态变化，分析在不同飞行姿态和加速度下的油箱液位高度、燃油容积、质心、自由面形状、油/气换热、进出油状态等重要信息，这为燃油系统和元件的选型及优化提供了有效技术手段。基于Amesim可以建立整个燃油供输油系统，包括燃油泵、三维油箱、隔板孔、油口及各种管道模型。根据燃油系统模型，可以分析不同飞行姿态(俯仰、翻转、偏航)下的供油时序、流量、压力以及整个油箱的质心位置，给出非常直观的分析结果，用于整个系统设计匹配。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于飞机燃油箱质量及质心的仿真计算，建立飞机燃油系统仿真模型，从而实现在设计阶段对飞机燃油箱质量及质心的仿真计算。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，包括以下步骤：S1、搭建飞机发动机仿真模块使用Amesim中的TFQPT0、CONSOO、TFVS11、TFC01等子模块搭建飞机发动机仿真模块，并进行参数设置；S2、搭建供油泵仿真模块使用Amesim中的TFPU000、RMV00、TFCHV0000、TFC01等子模块搭建供油泵仿真模块，并进行参数设置；S3、搭建引射泵仿真模块使用Amesim中的TFEJECT0010、ACF2THH001、TFC01等子模块搭建引射泵仿真模块，并进行参数设置；S4、搭建飞机燃油箱仿真模块使用Amesim中的ACFTNK001、ACFDMX01、ACFGAU01、ACFNULLMOTIONSOURCE001、DYNDMUX2、ACF2THH001、ACFFHS001等子模块搭建飞机燃油箱仿真模块，并进行参数设置；S5、搭建质心计算模块使用Amesim中的ACFGEOMSENSOR01、SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK等子模块搭建质心计算模块，并进行参数设置；S6、使用Amesim中的TFFD4子模块搭建燃油仿真模块，并进行参数设置；其中，燃油密度计算公式可表示为：ρ＝-0.74763636*t+794.458181818182(温度单位为摄氏度)由以上公式可得到：ρ＝794.458181818182*(1-0.000941064*t)此外，粘度参数定义方式为公式，其值由公式lglg(v+0.73)＝A-3.8265lgT(A取8.9765，T表示温度，单位为开氏度)推导得到；S7、搭建飞机飞行姿态控制模块使用Amesim中的ACFATTISIMP001、CONS00等子模块搭建飞机飞行姿态控制模块，并进行参数设置；其中，通过ACFATTISIMP001子模块进行飞机俯仰角、滚转角、偏航角、三维加速度等参数设置；S8、组合飞机燃油系统模型将以上各个模块组合为完整的飞机燃油系统模型，并进行大气压、重力加速度、飞行高度等参数的设置；S9、进行仿真进行仿真参数设置，设置仿真结束时间、输出间隔、仿真模式等参数，开始进行仿真得到飞机燃油箱质量及质心仿真计算结果。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，所述步骤S1中通过设置TFQPT0子模块的温度、压强、流速来模拟飞机发动机对燃油的消耗，并使用TFVS11子模块计算飞机发动机的燃油消耗总量。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，所述步骤S2中使用RMV00子模块进行供油泵转速设置，使用TFPU000子模块进行供油泵性能参数设置，其性能使用f(qv,w)模式设置，参数pressuredifferencetable通过供油泵性能指标计算得到。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，所述步骤S3中使用TFEJECT0010子模块进行引射泵参数设置，其性能使用定义公式volumetricflowrateratio:mu＝f(N)设置，参数lineardataoutofrangemode设置为extremevalue，volumetricflowrateratio和drivingmassflowrate参数通过引射泵性能指标计算得到。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，步骤S4中ACFDMX01子模块用于其他模块与油箱模块的连通，ACFTNK001子模块用于设置飞机燃油箱参数，包括liquidvolume、Tankshape、Geometry、Thermodynamicdata，其值通过油箱性能指标得到。本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，步骤S5中通过ACFGEOMSENSOR01子模块计算得到每个燃油箱的质心坐标，通过SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK等子模块计算所有燃油箱的总体坐标；多体油箱整体质心坐标的计算方法如下：(a)从ACFGEOMSENSOR模块中读取每个油箱对应的质心坐标(xi,yi,zi)(xi,yi,zi)和燃油质量mi；(b)使用质心计算公式计算多体油箱整体质心坐标,其中，整体质心计算模块由加法器模型和函数模型组合而成，要实现的计算公式如下：(c)飞机整体质心坐标为与现有技术相比本专利技术的有益效果为：通过对飞机燃油箱质量及质心的仿真计算，建立飞机燃油系统仿真模型，从而实现在设计阶段对飞机燃油箱质量及质心的仿真计算。附图说明图1为本专利技术提供的飞机燃油系统模型图；图2、图3为本专利技术得到的飞机燃油箱质量及质心仿真计算结果。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1至图3所示，本专利技术的一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，包括以下步骤：S1、搭建飞机发动机仿真模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、搭建飞机发动机仿真模块/n使用Amesim中的TFQPT0、CONSOO、TFVS11、TFC01等子模块搭建飞机发动机仿真模块，并进行参数设置；/nS2、搭建供油泵仿真模块/n使用Amesim中的TFPU000、RMV00、TFCHV0000、TFC01等子模块搭建供油泵仿真模块，并进行参数设置；/nS3、搭建引射泵仿真模块/n使用Amesim中的TFEJECT0010、ACF2THH001、TFC01等子模块搭建引射泵仿真模块，并进行参数设置；/nS4、搭建飞机燃油箱仿真模块/n使用Amesim中的ACFTNK001、ACFDMX01、ACFGAU01、ACFNULLMOTIONSOURCE001、DYNDMUX2、ACF2THH001、ACFFHS001等子模块搭建飞机燃油箱仿真模块，并进行参数设置；/nS5、搭建质心计算模块/n使用Amesim中的ACFGEOMSENSOR01、SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK等子模块搭建质心计算模块，并进行参数设置；/nS6、使用Amesim中的TFFD4子模块搭建燃油仿真模块，并进行参数设置；其中，燃油密度计算公式可表示为：/nρ＝-0.74763636*t+794.458181818182(温度单位为摄氏度)/n由以上公式可得到：/nρ＝794.458181818182*(1-0.000941064*t)/n此外，粘度参数定义方式为公式，其值由公式lg lg(v+0.73)＝A-3.8265lg T(A取8.9765，T表示温度，单位为开氏度)推导得到；/nS7、搭建飞机飞行姿态控制模块/n使用Amesim中的ACFATTISIMP001、CONS00等子模块搭建飞机飞行姿态控制模块，并进行参数设置；其中，通过ACFATTISIMP001子模块进行飞机俯仰角、滚转角、偏航角、三维加速度等参数设置；/nS8、组合飞机燃油系统模型/n将以上各个模块组合为完整的飞机燃油系统模型，并进行大气压、重力加速度、飞行高度等参数的设置；/nS9、进行仿真/n进行仿真参数设置，设置仿真结束时间、输出间隔、仿真模式等参数，开始进行仿真得到飞机燃油箱质量及质心仿真计算结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于Amesim的飞机燃油箱质量及质心仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、搭建飞机发动机仿真模块
使用Amesim中的TFQPT0、CONSOO、TFVS11、TFC01等子模块搭建飞机发动机仿真模块，并进行参数设置；
S2、搭建供油泵仿真模块
使用Amesim中的TFPU000、RMV00、TFCHV0000、TFC01等子模块搭建供油泵仿真模块，并进行参数设置；
S3、搭建引射泵仿真模块
使用Amesim中的TFEJECT0010、ACF2THH001、TFC01等子模块搭建引射泵仿真模块，并进行参数设置；
S4、搭建飞机燃油箱仿真模块
使用Amesim中的ACFTNK001、ACFDMX01、ACFGAU01、ACFNULLMOTIONSOURCE001、DYNDMUX2、ACF2THH001、ACFFHS001等子模块搭建飞机燃油箱仿真模块，并进行参数设置；
S5、搭建质心计算模块
使用Amesim中的ACFGEOMSENSOR01、SPLT1、MUL00、GENSUM1、FXY0、SSINK等子模块搭建质心计算模块，并进行参数设置；
S6、使用Amesim中的TFFD4子模块搭建燃油仿真模块，并进行参数设置；其中，燃油密度计算公式可表示为：
ρ＝-0.74763636*t+794.458181818182(温度单位为摄氏度)
由以上公式可得到：
ρ＝794.458181818182*(1-0.000941064*t)
此外，粘度参数定义方式为公式，其值由公式lglg(v+0.73)＝A-3.8265lgT(A取8.9765，T表示温度，单位为开氏度)推导得到；
S7、搭建飞机飞行姿态控制模块
使用Amesim中的ACFATTISIMP001、CONS00等子模块搭建飞机飞行姿态控制模块，并进行参数设置；其中，通过ACFATTISIMP001子模块进行飞机俯仰角、滚转角、偏航角、三维加速度等参数设置；
S8、组合飞机燃油系统模型
将以上各个模块组合为完整的飞机燃油系统模型，并进行大气压、重力加速度、飞行高度等参数的设置；
S9、进行仿真
进行仿真参数设置，设置仿真结束时间、输出间隔、仿真模式等参数，开始进行仿真得到飞机燃油箱质量及质心仿真计算结果。


2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭毅博，牛猛，徐明亮，潘俊，陈广豪，谷立新，
申请(专利权)人：郑州大学，中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：河南;41