渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)性能與控制規(guī)律仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)仿真是航空動(dòng)力裝置開展“預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)”的重要工具；同時(shí)，在現(xiàn)階段，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制仍然主要依靠“試驗(yàn)設(shè)計(jì)”來(lái)完成。本文結(jié)合渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)研制中性能及控制規(guī)律設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題開展研究，以發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型為工具，以發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試試驗(yàn)為手段，解決發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制中的若干關(guān)鍵技術(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)建模、發(fā)動(dòng)機(jī)方案設(shè)計(jì)、控制規(guī)律設(shè)計(jì)、核心機(jī)調(diào)試、整機(jī)調(diào)整試驗(yàn)以及容錯(cuò)控制試驗(yàn)驗(yàn)證等方面開展研究。
　　 建立了渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)的穩(wěn)態(tài)性能模型、

2、動(dòng)態(tài)模型和控制系統(tǒng)模型。在穩(wěn)態(tài)模型中，建立了葉尖間隙變化、導(dǎo)葉面積調(diào)整、性能尋優(yōu)等工程應(yīng)用模塊，對(duì)粒子分離器總壓損失的模擬進(jìn)行了完善。穩(wěn)態(tài)性能模型為開展發(fā)動(dòng)機(jī)方案設(shè)計(jì)和部件匹配分析奠定了基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)模型為開展控制規(guī)律設(shè)計(jì)提供了仿真工具。
　　 對(duì)某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)進(jìn)行了調(diào)試。通過(guò)仿真手段指導(dǎo)調(diào)整核心機(jī)的部件匹配關(guān)系，排除調(diào)試試驗(yàn)中發(fā)生的故障；對(duì)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)的指標(biāo)確定方法進(jìn)行研究，定義了渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)“等效功”，建議將其納入

3、現(xiàn)有的核心機(jī)考核指標(biāo)中，進(jìn)一步分析了將“核心機(jī)特性圖”作為全面評(píng)估核心機(jī)性能指標(biāo)的可行性，并計(jì)算了核心機(jī)的特性圖。
　　 開展某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能方案設(shè)計(jì)與特性計(jì)算。研究了在已有核心機(jī)基礎(chǔ)上提高功率的方案，對(duì)最佳循環(huán)功分配、粒子分離器引氣方式以及溫度裕度進(jìn)行了分析，通過(guò)性能尋優(yōu)確定了設(shè)計(jì)點(diǎn)熱力循環(huán)參數(shù)；對(duì)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)定義進(jìn)行研究，提出并采用“線性比例裕度法”完成了某發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)定義，在此基礎(chǔ)上開展發(fā)動(dòng)機(jī)的特性計(jì)算。

4、　　 研究了渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試試驗(yàn)的若干關(guān)鍵技術(shù)，包括新機(jī)磨合試驗(yàn)、多個(gè)部件性能調(diào)整驗(yàn)證、逼喘等試驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果開展部件性能評(píng)估；對(duì)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)參數(shù)的換算問(wèn)題，論證了傳統(tǒng)相似換算公式在渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)上存在過(guò)大的誤差，利用仿真手段探索更科學(xué)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)換算（修正）方法，為制定渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)性能修正標(biāo)準(zhǔn)和出廠驗(yàn)收考核規(guī)范奠定基礎(chǔ)。
　　 通過(guò)仿真確定了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制規(guī)律，針對(duì)試驗(yàn)中發(fā)生的導(dǎo)葉控制動(dòng)態(tài)誤差過(guò)大問(wèn)題，提