【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行器领域，具体涉及基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法。
技术介绍
1、随着航空科学技术的不断发展和飞行器性能的不断提高，尤其是大功率电子设备以及高能武器装备的使用，使得飞行器内部热载荷剧烈增加，呈现热流密度高，瞬间发热功率大，发热功率动态变化等特点。为了实现机载冷、热源的有效利用，飞行器综合热管理系统通常包含数个子系统(座舱空调子系统、电子设备舱制冷子系统、滑油子系统、液压子系统、发动机废热利用子系统等)，各子系统相互耦合，总体系统架构越来越复杂。
2、为了提升整机能量利用效率，减轻系统总重量，需要对飞行器综合热管理系统进行评估，根据评估结果，对系统架构进行迭代优化设计。传统的能量分析法、熵分析法和分析，主要从子系统和部件层面进行评估，缺乏对热管理系统的整体性评估且评价指标较为单一，无法满足日益复杂的热能管理系统整体评估要求。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，该方法包括如下步骤：
4、步骤1：对所需评估的飞行器综合热管理系统的流种类进行分析，选择对应的数学计算模型，从而根据选择的数学计算模型建立值计算模块；
5、步骤2：根据所需评估的飞行器综合热管理系统的流种类确定能级数学计算模型，并根据确定的能级数学计算模型建立能
6、步骤3：根据燃油代偿数学计算模型，建立燃油质量代偿计算模块；
7、步骤4：根据飞行器综合热管理系统构型，在系统各所需结点处接入值计算模块和能级计算模块；
8、步骤5：通过值计算模块，得到系统结点处的值，并根据分析黑箱模型分析系统流以判断出有效和输入；
9、步骤6：计算系统的总输入和总有效，并将总输入和总有效作差得到损；
10、步骤7：通过能级计算模块，得到系统结点处的能级；
11、步骤8：计算总输入的能级和总有效的能级，并将总输入的能级与总有效的能作差得到能级差；
12、步骤9：通过燃油质量代偿计算模块，计算飞行器燃油质量代偿；
13、步骤10：根据计算所得的损、总输入的能级、能级差和飞行器燃油质量代偿，绘制雷达图，并基于该雷达图对系统进行综合性能评估。
14、进一步地，所述数学计算模型包括：
15、(1)燃料化学ex,fuel的数学计算模型
16、
17、其中，为燃油流率；ql为燃油的低位热值；ω(h)、ω(c)、ω(o)、ω(s)分别为燃油中氢元素、碳元素、氧元素和硫元素的质量百分比；
18、(2)热量ehq和冷量esq的数学计算模型
19、
20、其中，cp为给定温度区间的燃气质量定压热容；th为热源温度；t0为环境温度；ts为飞行器综合热管理系统温度；
21、(3)焓exh的数学计算模型
22、
23、其中，表示流体质量流量；h和h0分别表示工质流状态下的比焓和环境状态下的比焓；s和s0分别表示工质流状态下的比熵和环境状态下的比熵；
24、(4)功、电能、机械能的exp的数学计算模型
25、exp＝ep(5)
26、其中ep为功、电能以及机械能的能量；
27、(5)分析黑箱模型
28、
29、其中，为输入；为输出；为内部损失；为外部损失。
30、进一步地，根据所需评估的飞行器综合热管理系统的流种类确定能级数学计算模型如下：
31、若流种类为1种，则能级数学计算模型为：
32、
33、其中ω为流种类为1种的能级；ex为能量的值；e为能量；
34、若流种类为至少2种，则能级数学计算模型为：
35、
36、其中，ωz为针对流入流出系统的能量流存在多种形式和多流路的特点而引入的折合能级；ex,comp为多形式能和多流路能的总的值；ecomp为多形式能和多流路能的总值；et,i、ek,i、ep,i、ech,i分别表示第i路热力学能能量流，动能能量流，势能能量流和化学能能量流。
37、进一步地，所述燃油代偿数学计算模型包括固定质量代偿数学计算模型和引气代偿数学计算模型。
38、进一步地，所述固定质量代偿数学计算模型如下：
39、
40、其中，为飞行器飞行过程中因运载机体固定质量而产生的燃油流率；sfc为单位燃油比耗，preq为飞行器需用功率；
41、preq＝pp+pind+ppr+pc+ps (11)
42、其中，pp为废阻功率，pind为诱导功率，ppr为型阻功率，pc为爬升功率以及ps为机载系统功率，ps可采用常数表示。
43、进一步地，所述引气代偿数学计算模型如下：
44、
45、上式中，qm,f,bl为引气代偿；qm,bl为引气流量；cp为给定温度区间的燃气质量定压热容；te为发动机引气处温度；hu为燃油燃烧单位热值；εc为在燃烧室内燃油燃烧完全系数。
46、与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
47、本专利技术基于损、能级、能级差、燃油质量代偿等指标，建立了一套适用于飞行器综合热管理系统的“部件级-子系统级-系统级”的多层次系统性能评估方法体系，从能量梯级利用策略的角度，将供能方与用能方有效匹配起来，利用能级差评估供能和用能双方在能质利用方面的合理程度。本专利技术方法不仅能对综合热管理系统质量、功耗等进行量化评价，还能够从梯级能量利用的角度对系统的能质匹配度进行评估，为综合热管理系统的性能和适配性评估提供了量化分析方法，从而可以对复杂热管理系统进行更为全面、合理的评估，从而指导系统设计及迭代优化。而且，本专利技术方法可对不同飞行器综合热管理系统进行计算评估，不受系统架构类型约束，计算简单快捷，通过雷达图可以直观地表明系统的综合性能和适配性。
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1.基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，所述数学计算模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，步骤2所述的根据所需评估的飞行器综合热管理系统的流种类确定能级数学计算模型如下：
4.根据权利要求1所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，步骤3所述的燃油代偿数学计算模型包括固定质量代偿数学计算模型和引气代偿数学计算模型。
5.根据权利要求4所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，所述固定质量代偿数学计算模型如下：
6.根据权利要求4所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，所述引气代偿数学计算模型如下：
【技术特征摘要】
1.基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，所述数学计算模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于能量梯级利用策略的飞行器综合热管理系统评估方法，其特征在于，步骤2所述的根据所需评估的飞行器综合热管理系统的流种类确定能级数学计算模型如下：
4.根据权利要求...
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