【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直升机起动系统设计领域，具体涉及一种用于直升机发动机空气起动系统仿真方法。
技术介绍
1、发动机地面起动性能对直升机的整体性能有着很大影响，发动机可靠、快速起动是直升机正常工作和安全飞行的前提。同时我国地理环境复杂、各地气温差异明显，特别是高原、高寒、高温环境下对直升机发动机起动性能提出了更加严酷的要求。因此除提高发动机本体起动性能外，研究直升机发动机空气起动系统(包括apu气源、空气管路系统、空气起动机等)关键参数对系统损失的影响规律，对于直升机发动机空气起动系统设计具有重要的意义。
2、国外较早开展了对发动机起动系统匹配的研究工作，并得到了成功的验证。国内学者对航空发动机的空气起动系统的建模、供气、匹配、性能、控制和高原起动等方向也进行了大量研究，但大部分集中于固定翼飞机上。目前国内直升机发动机空气起动系统设计方面尚存在设计难点，与国外直升机及国内固定翼飞机研发能力相比，在理论研究、设计技术和验证技术上差距明显，随着型号任务的不断增加，需要建立可靠成熟的空气起动系统研制流程。基于仿真模型的直升机空气起动系统研制可以大幅降低设计和试验成本，显著缩短空气起动系统的研制周期，提高系统试制和试验的成功率，并提前规避潜在的研制风险；国内直升机领域对于空气起动系统研究较少，对于直升机尚无此类仿真方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是基于直升机空气起动系统构型提供一种基于直升机发动机空气起动系统的仿真方法，用于指导空气起动系统设计。。
2、为了实现
3、一种用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，包括：
4、步骤1，根据左发动机、右发动机的对轴功率的起动需求，结合空气起动机的产品特性，确定空气起动机入口气体的要求参数；
5、步骤2，利用apu单向阀和起动控制阀，设定经过apu单向阀、经过起动控制阀后的进气压降；
6、步骤3，确定所选空气管路的材料、内径参数，用于后续仿真时确定气体从apu到空气起动机的压力损失；
7、步骤4，设定仿真参数，进行仿真，具体为：
8、通过ansys对空气管路进行网格生成，在fluent中设置空气管路材料介质及边界条件，在fluent中设置apu单向阀的压降、起动控制阀的压降；
9、选取k-ε湍流模型，空气管路材料设置为不锈钢，进口边界为apu出口气体参数；传热模型为热通量模型，选择二阶迎风模型进行计算；
10、通过仿真得到空气管路的压力损失以及温度损失；
11、基于apu出口气体温度、出口气体压力以及仿真得到的空气管路的压力损失以及温度损失、空气起动机入口气体的要求参数，确定仿真结果。
12、进一步地，所述直升机发动机空气起动系统包括通过空气管路连接的左发动机、右发动机、空气起动机、起动控制阀、apu、apu单向阀，其中，apu通过起动控制阀控制两路，每一路通过起动控制阀、空气起动机分别连接左发动机、右发动机。
13、进一步地，apu是涡轮轴发动机，用于从离心压气机出口引出压缩空气，以提供给左发动机、右发动机起动；
14、apu单向阀用于接通apu引气，提供左发动机和右发动机起动所需气体；
15、起动控制阀为电动阀，用于开启和切断管路中提供给空气起动机的压缩空气，控制空气起动机工作，并且具备限制出口压力功能；
16、空气起动机在发动机进行地面和空中起动时用于带转左发动机、右发动机燃气发生器转子。
17、进一步地，所述空气起动机入口气体的要求参数，包括不同高度和环境温度下的进气温度、进气压力。
18、进一步地，apu单向阀的压降30kpa，起动控制阀的进气压降为25kpa。
19、进一步地，空气管路厚度0.6mm，表面粗糙度为0.056，管路直径为46mm。
20、进一步地，所述边界条件为apu在不同高度和环境温度下的引气流量、引气压力、引气温度。
21、进一步地，所述apu出口气体参数包括apu气体流量、气体压力、气体温度。
22、进一步地，所述基于apu出口气体温度、出口气体压力以及仿真得到的空气管路的压力损失以及温度损失、空气起动机入口气体的要求参数，确定仿真结果，包括：
23、利用apu出口气体温度，减去仿真得到的空气管路的温度损失，得到到达空气起动机入口的气体温度t；
24、利用apu出口气体压力，减去apu单向阀的压降、减去起动控制阀的进气压降、仿真得到的空气管路的压力损失，得到到达空气起动机入口的气体压力p；
25、将仿真得到的不同高度条件下的上述的温度t和压力p与步骤1中的要求参数进行对比，确认空气起动系统是否满足设计要求。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：
27、1.本专利技术能够为直升机空气起动系统设计提供仿真方法，在前期系统设计中能够减少迭代，避免重复工作。
28、2.本专利技术能够在给定边界条件下计算出整个空气起动系统压力温度及流量损失，用于指导设计，进一步提高系统可靠性可行性；
29、3.本专利技术能够通过仿真方法初步给定边界条件下的空气起动系统的当量功率，通过与起动功率比较评估起动性能。
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1.一种用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述直升机发动机空气起动系统包括通过空气管路连接的左发动机、右发动机、空气起动机、起动控制阀、APU、APU单向阀，其中，APU通过起动控制阀控制两路，每一路通过起动控制阀、空气起动机分别连接左发动机、右发动机。
3.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，APU是涡轮轴发动机，用于从离心压气机出口引出压缩空气，以提供给左发动机、右发动机起动；
4.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述空气起动机入口气体的要求参数，包括不同高度和环境温度下的进气温度、进气压力。
5.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，APU单向阀的压降30Kpa，起动控制阀的进气压降为25Kpa。
6.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，空气管路厚度0.6mm，表面粗糙度为0.056
7.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述边界条件为APU在不同高度和环境温度下的引气流量、引气压力、引气温度。
8.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述APU出口气体参数包括APU气体流量、气体压力、气体温度。
9.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述基于APU出口气体温度、出口气体压力以及仿真得到的空气管路的压力损失以及温度损失、空气起动机入口气体的要求参数，确定仿真结果，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述直升机发动机空气起动系统包括通过空气管路连接的左发动机、右发动机、空气起动机、起动控制阀、apu、apu单向阀，其中，apu通过起动控制阀控制两路，每一路通过起动控制阀、空气起动机分别连接左发动机、右发动机。
3.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，apu是涡轮轴发动机，用于从离心压气机出口引出压缩空气，以提供给左发动机、右发动机起动；
4.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿真方法，其特征在于，所述空气起动机入口气体的要求参数，包括不同高度和环境温度下的进气温度、进气压力。
5.根据权利要求1所述的用于直升机发动机空气起动系统仿...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，贺薇，林森什，田野，窦志伟，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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