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基于压比控制压气机可调导叶角度的方法及系统技术方案

技术编号:41281899 阅读:8 留言:0更新日期:2024-05-11 09:32
本发明专利技术公开了一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法及系统,其先通过获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比,以拟合得到压比与气压高度、换算转速之间的基准关系式,再获取当前气压高度和当前换算转速,并结合基准关系式计算得到基准压比,并在计算得到实际压比后,再计算实际压比与基准压比之间的偏差,并根据偏差计算结果控制可调导叶角度,使得两者的偏差满足要求。本发明专利技术基于压比来控制压气机可调导叶的角度调节,消除了发动机加工误差,提高了发动机性能的一致性,并且在发动机产生性能衰减后,通过智能调节导叶角度以匹配基准压比,可以有效抑制发动机性能衰减,有利于发动机发挥出最大性能,提高直升机使用效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压气机可调导叶的角度控制,特别地,涉及一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。


技术介绍

1、航空发动机压气机可调导叶角度一般为燃气发生器换算转速的函数,具体按照表1进行控制,在燃气发生器换算转速控制点设置导叶角度数值,其余燃气发生器换算转速下则通过线性插值的方式获得对应的导叶角度规定值,只有当发动机处于停车状态时,才可以通过进入控制系统维护模式修改不同燃气发生器换算转速控制点对应的压气机可调导叶角度数值,如果在外场使用过程中压气机实际压比偏离了设计压比,则基于换算转速设置的导叶角度值无法发挥发动机的最佳性能。

2、表1、典型导叶控制规律

3、

4、而由于发动机个体差异、长期使用后导叶调节机构存在磨损、不同大气条件以及上推和下拉过程差异等均会导致同换算转速下压比产生一定范围的偏差,尤其是随着发动机的长期使用,发动机存在性能衰减,主要表现为压气机流通能力下降、压比下降,按换算转速给定的导叶角度已偏离最佳导叶角度,使得发动机控制系统基于燃气发生器换算转速给定的导叶角度与真实导叶角度之间存在一定差异,给定值与真实值的差值通常在1°-3°左右,这在一定程度上影响了发动机性能,使得发动机难以发挥出最佳性能水平。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质,以解决现有发动机控制系统基于燃气发生器换算转速给定的导叶角度与真实导叶角度之间存在差异,使得发动机难以发挥出最佳性能水平的技术问题。

2、根据本专利技术的一个方面,提供一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,包括以下内容:

3、获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比,并拟合得到压比与气压高度、换算转速之间的基准关系式;

4、获取当前气压高度和当前换算转速,并结合基准关系式计算得到基准压比;

5、采集压气机的进口压力和出口压力并计算得到实际压比;

6、计算实际压比与基准压比之间的偏差,并根据偏差计算结果控制可调导叶角度,使得两者的偏差满足要求。

7、进一步地,所述获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比的过程包括以下内容:

8、获取发动机在额定输出轴转速时,在不同气压高度、不同燃气发生器转速、不同进气温度下对应的压气机进口压力和出口压力,并基于进气温度和燃气发生器转速计算得到对应的燃气发生器换算转速、基于压气机的进口压力和出口压力计算得到对应的压比,从而得到不同气压高度、不同燃气发生器换算转速下对应的压气机压比。

9、进一步地,在采集进气温度值和压气机的进口压力值时,若温度传感器和压力传感器安装在进气道,进气温度值为温度传感器的测量值,压气机的进口压力值为:p2=△p×p1′,若温度传感器和压力传感器安装在机舱内,进气温度值为:压气机的进口压力值为:其中,p2表示压气机的进口压力值,δp表示压力恢复系数,p1′表示压力传感器的测量值,t1表示进气温度值,t1′表示温度传感器的测量值,ma表示飞行马赫数,γ表示比热容比。

10、进一步地,气压高度的取值范围需覆盖飞行包线。

11、进一步地,若则无需调节可调导叶角度;若则需调节可调导叶角度,此时若pistd>pi,则关小导叶角度,若pistd<pi,则开大导叶角度;其中,pistd表示基准压比,pi表示实际压比,α表示预设阈值。

12、进一步地,所述获取当前换算转速的过程包括以下内容:

13、先根据温度传感器的安装位置和测量值确定当前进气温度值,并采集燃气发生器的当前转速,再基于下式计算得到燃气发生器的当前换算转速:

14、

15、其中,n1c表示燃气发生器的当前换算转速,n1表示燃气发生器的当前转速,t1表示当前进气温度值。

16、另外,本专利技术还提供一种基于压比控制压气机可调导叶角度的系统,包括:

17、数据拟合模块,用于获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比,并拟合得到压比与气压高度、换算转速之间的基准关系式;

18、基准压比计算模块,用于获取当前气压高度和当前换算转速,并结合基准关系式计算得到基准压比;

19、实际压比计算模块,用于采集压气机的进口压力和出口压力并计算得到实际压比;

20、导叶角度控制模块,用于计算实际压比与基准压比之间的偏差,并根据偏差计算结果控制可调导叶角度,使得两者的偏差满足要求。

21、另外,本专利技术还提供一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序,用于执行如上所述的方法的步骤。

22、另外,本专利技术还提供一种计算机可读取的存储介质,用于存储基于压比控制压气机可调导叶角度的计算机程序,所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

23、本专利技术具有以下效果:

24、本专利技术的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,先通过获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比,以拟合得到压比与气压高度、换算转速之间的基准关系式,再获取当前气压高度和当前换算转速,并结合基准关系式计算得到基准压比,并在计算得到实际压比后,再计算实际压比与基准压比之间的偏差,并根据偏差计算结果控制可调导叶角度,使得两者的偏差满足要求。本专利技术基于压比来控制压气机可调导叶的角度调节,消除了发动机加工误差,提高了发动机性能的一致性,并且在发动机产生性能衰减后,通过智能调节导叶角度以匹配基准压比,可以有效抑制发动机性能衰减,有利于发动机发挥出最大性能,提高直升机使用效能,另外,还消除了现有发动机导叶控制规律上推和下拉过程中实际导叶角度不一致导致的性能差异。

25、另外,本专利技术的基于压比控制压气机可调导叶角度的系统同样具有上述优点。

26、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本专利技术作进一步详细的说明。

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【技术保护点】

1.一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,包括以下内容:

2.如权利要求1所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,所述获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比的过程包括以下内容:

3.如权利要求2所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,在采集进气温度值和压气机的进口压力值时,若温度传感器和压力传感器安装在进气道,进气温度值为温度传感器的测量值,压气机的进口压力值为:P2=△P×P1′,若温度传感器和压力传感器安装在机舱内,进气温度值为:压气机的进口压力值为:其中,P2表示压气机的进口压力值,ΔP表示压力恢复系数,P1′表示压力传感器的测量值,T1表示进气温度值,T1′表示温度传感器的测量值,Ma表示飞行马赫数,γ表示比热容比。

4.如权利要求2所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,气压高度的取值范围需覆盖飞行包线。

5.如权利要求1所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,若则无需调节可调导叶角度;若则需调节可调导叶角度,此时若Pistd>Pi,则关小导叶角度,若Pistd<Pi,则开大导叶角度;其中,Pistd表示基准压比,Pi表示实际压比,α表示预设阈值。

6.如权利要求1所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,所述获取当前换算转速的过程包括以下内容:

7.一种基于压比控制压气机可调导叶角度的系统,其特征在于,包括:

8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序,用于执行如权利要求1~6任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读取的存储介质,用于存储基于压比控制压气机可调导叶角度的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1~6任一项所述的方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,包括以下内容:

2.如权利要求1所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,所述获取不同气压高度和不同燃气发生器换算转速下压气机的压比的过程包括以下内容:

3.如权利要求2所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,在采集进气温度值和压气机的进口压力值时,若温度传感器和压力传感器安装在进气道,进气温度值为温度传感器的测量值,压气机的进口压力值为:p2=△p×p1′,若温度传感器和压力传感器安装在机舱内,进气温度值为:压气机的进口压力值为:其中,p2表示压气机的进口压力值,δp表示压力恢复系数,p1′表示压力传感器的测量值,t1表示进气温度值,t1′表示温度传感器的测量值,ma表示飞行马赫数,γ表示比热容比。

4.如权利要求2所述的基于压比控制压气机可调导叶角度的方法,其特征在于,气压高度的取值范围需覆盖飞行包线。

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【专利技术属性】
技术研发人员:朱明勇王旭张光宇邹黎胡毅
申请(专利权)人:中国航发湖南动力机械研究所
类型:发明
国别省市:

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