一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法及系统技术方案

本申请属于航空发动机起动控制技术领域，具体涉及一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法及系统。该方法包括步骤S1、获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；步骤S2、根据预置的总温转速表插值出当前的发动机理论转速，所述总温转速表给出了不同的发动机进口总温及与其一一对应的发动机理论转速值；步骤S3、按设定步长调整发动机的排气限制温度，直至所述发动机实际转速与发动机理论转速相当。本申请通过适当提高发动机控制计划值，补偿发动机性能衰减导致的使用性能降低，满足了用户的使用需求。满足了用户的使用需求。满足了用户的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法及系统


[0001]本申请属于航空发动机起动控制
，具体涉及一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法及系统。

技术介绍

[0002]早期，由于航空发动机设计和加工制造水平限制，发动机的性能仅能达到用户指标要求，基本没有余量，发动机使用性能是否满足用户需求为使用过程中的主要矛盾。随着发动机的设计和加工水平不断提升，发动机性能有一定余量的情况下，发动机性能衰减问题成为使用过程中的主要矛盾。
[0003]现有技术中，在满足用户指标的情况，为了保证所有发动机均能出厂，且发动机的调整工作量尽可能小，以便进一步提高发动机交付能力，对发动机出厂性能的要求范围较宽，导致部分发动机出厂时性能明显高于要求值，虽然性能过高带来了部分优点，但这一类发动机在外场使用时发动机状态相对偏高，发动机的性能衰减量会随之增大，不利于外场发动机后期的使用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提供了一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法及系统，准确的识别出发动机出现了性能衰减，进而制定合适的自适应调整策略。
[0005]本申请第一方面提供了一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，主要包括：
[0006]步骤S1、获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；
[0007]步骤S2、根据预置的总温转速表插值出当前的发动机理论转速，所述总温转速表给出了不同的发动机进口总温及与其一一对应的发动机理论转速值；
[0008]步骤S3、按设定步长调整发动机的排气限制温度，直至所述发动机实际转速与发动机理论转速相当。
[0009]优选的是，步骤S3进一步包括，当所述发动机实际转速小于所述发动机理论转速时，将发动机的排气限制温度的控制计划值整体上调k1，k1取值范围为5～15℃。
[0010]优选的是，步骤S3进一步包括：
[0011]设定用于在发动机的排气限制温度进行上调过程中的排气限制温度上限k2，k2取自700～1000℃内的任一值。
[0012]优选的是，步骤S1之前进一步包括：
[0013]步骤S11、确定飞机处于离地状态，且持续设定时间，同时确定发动机处于中间或中间以上状态，所述中间状态是指发动机不开加力时的最大推力对应的发动机状态；
[0014]步骤S12、将该时刻设定为飞机起飞点。
[0015]优选的是，确定发动机处于离地状态包括：确定飞机当前马赫数大于飞机离地时的马赫数，或者确定飞机轮载信号为空。
[0016]本申请第二方面提供了一种与上述方法对应的基于性能衰减规律的使用性能自适应调整系统，主要包括：
[0017]参数获取模块，用于获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；
[0018]发动机理论转速计算模块，用于根据预置的总温转速表插值出当前的发动机理论转速，所述总温转速表给出了不同的发动机进口总温及与其一一对应的发动机理论转速值；
[0019]排气限制温度调整模块，用于按设定步长调整发动机的排气限制温度，直至所述发动机实际转速与发动机理论转速相当。
[0020]优选的是，所述排气限制温度调整模块包括：转速上调单元，用于当所述发动机实际转速小于所述发动机理论转速时，将发动机的排气限制温度的控制计划值整体上调k1，k1取值范围为5～15℃。
[0021]优选的是，所述排气限制温度调整模块包括：转速上调限制单元，用于在发动机的排气限制温度进行上调过程中，基于设定的排气限制温度上限k2进行上调控制，k2取自700～1000℃内的任一值。
[0022]优选的是，所述参数获取模块包括：飞机状态确定单元，用于确定飞机处于离地状态，且持续设定时间，同时确定发动机处于中间或中间以上状态，所述中间状态是指发动机不开加力时的最大推力对应的发动机状态；以及飞机起飞点确定单元，用于将该时刻设定为飞机起飞点。
[0023]优选的是，所述飞机状态确定单元包括马赫数判定单元或者轮载判定单元中的至少一个，所述马赫数判定单元用于当飞机当前马赫数大于飞机离地时的马赫数时，确定飞机处于离地状态；所述轮载判定单元用于当飞机轮载信号为空时确定飞机处于离地状态。
[0024]本申请通过适当提高发动机控制计划值，补偿发动机性能衰减导致的使用性能降低，满足了用户的使用需求。
附图说明
[0025]图1是本申请基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
[0026]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0027]本申请第一方面提供了一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，如图1所示，主要包括：
[0028]步骤S1、获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；
[0029]步骤S2、根据预置的总温转速表插值出当前的发动机理论转速，所述总温转速表给出了不同的发动机进口总温及与其一一对应的发动机理论转速值；
[0030]步骤S3、按设定步长调整发动机的排气限制温度，直至所述发动机实际转速与发动机理论转速相当。
[0031]首选需要说明的是，根据航空发动机原理可知：在冷天时，发动机的使用性能充足，能够满足用户需求；在热天时，发动机排气温度升高，容易出现由于限制排气温度导致使用性能降低的情况。因此，只需要识别出限制排气温度情况下的发动机性能衰减即可。随着发动机的性能衰减，同样限制排气温度的情况下，发动机的状态会越来越低(例如发动机转速会降低)。因此，本申请通过发动机转速来确定发动机的性能是否衰减。当其性能衰减之后，通过将限制排气温度的控制计划整体上调，即间接放开了发动机转速的上限，从而补偿了由于发动机性能衰减引起的发动机性能降低的问题。
[0032]对于发动机转速，本申请建立了发动机出厂状态下的发动机理论转速与发动机进口总温之间的关系，即步骤S3预置的总温转速表，该总温转速表可以由厂家给定，也可以通过试验或仿真获得，如表1所示。
[0033]表1总温转速表
[0034][0035]表1中，T1为发动机进口总温，单位为K，为发动机理论转速，其可以为高低压转速，也可以为高低压换算转速。
[0036]本申请在步骤S2中，首先根据当前的T1在表1中插值出对应的发动机理论转速，之后在步骤S3中进行比较。例如在一些可选实施方式中，当所述发动机实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，其特征在于，包括：步骤S1、获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；步骤S2、根据预置的总温转速表插值出当前的发动机理论转速，所述总温转速表给出了不同的发动机进口总温及与其一一对应的发动机理论转速值；步骤S3、按设定步长调整发动机的排气限制温度，直至所述发动机实际转速与发动机理论转速相当。2.如权利要求1所述的基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，其特征在于，步骤S3进一步包括，当所述发动机实际转速小于所述发动机理论转速时，将发动机的排气限制温度的控制计划值整体上调k1，k1取值范围为5～15℃。3.如权利要求1所述的基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，其特征在于，步骤S3进一步包括：设定用于在发动机的排气限制温度进行上调过程中的排气限制温度上限k2，k2取自700～1000℃内的任一值。4.如权利要求1所述的基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，其特征在于，步骤S1之前进一步包括：步骤S11、确定飞机处于离地状态，且持续设定时间，同时确定发动机处于中间或中间以上状态，所述中间状态是指发动机不开加力时的最大推力对应的发动机状态；步骤S12、将该时刻设定为飞机起飞点。5.如权利要求4所述的基于性能衰减规律的使用性能自适应调整方法，其特征在于，确定发动机处于离地状态包括：确定飞机当前马赫数大于飞机离地时的马赫数，或者确定飞机轮载信号为空。6.一种基于性能衰减规律的使用性能自适应调整系统，其特征在于，包括：参数获取模块，用于获取飞机在起飞点时的发动机实际转速及发动机进口总温；发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉思环，曲山，杨怀丰，刘亚君，赵明阳，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：