一种涡扇发动机节流状态喷管调节方法及装置
本申请属于发动机控制技术领域，具体涉及一种涡扇发动机节流状态喷管调节方法及装置。该方法包括步骤S1、获取发动机收喷口时的第一低压换算转速给定值，以及发动机中间状态对应的第二低压换算转速给定值；步骤S2、离散出多个低压换算转速控制量；步骤S3、对每个低压换算转速控制量，确定风扇稳定裕度最小时的第一喷管喉道面积，以及外内涵压比为1时的第二喷管喉道面积；步骤S4、选取两个喷管喉道面积中的较大值作为低压换算转速控制量下的喷管喉道面积调节量；步骤S5、按照低压换算转速控制量与喷管喉道面积调节量之间的对应关系，调整喷管喉道面积。本申请提高了发动机节流状态的推力、降低了耗油率，增加了飞机飞行航程及作战半径。
发明专利
CN202311468050.8
2023-11-03
CN117386526A
2024-01-12
F02K1/15(2006.01)
中国航发沈阳发动机研究所
陈伟博;程荣辉;张志成;薛海波;柏帅宇;袁继来;张雪冬;张志舒;阮文博;姜繁生;陈仲光;邴连喜
110015 辽宁省沈阳市沈河区万莲路1号
北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙)
刘传准
辽宁;21
1.一种涡扇发动机节流状态喷管调节方法，其特征在于，包括： 步骤S1、获取发动机收喷口时的第一低压换算转速给定值，以及发动机中间状态对应的第二低压换算转速给定值； 步骤S2、在所述第一低压换算转速给定值与所述第二低压换算转速给定值构成的转速区间内离散出多个低压换算转速控制量； 步骤S3、对每个低压换算转速控制量，确定在所选取的低压换算转速控制量条件下，风扇稳定裕度最小时的第一喷管喉道面积，以及确定在在所选取的低压换算转速控制量条件下，外内涵压比为1时的第二喷管喉道面积； 步骤S4、选取所述第一喷管喉道面积与所述第二喷管喉道面积中的较大值作为所选取的低压换算转速控制量下的喷管喉道面积调节量，形成与各低压换算转速控制量相对应的各喷管喉道面积调节量； 步骤S5、当发动机进入节流状态时，根据实时低压换算转速，按照低压换算转速控制量与喷管喉道面积调节量之间的对应关系，调整喷管喉道面积。 2.如权利要求1所述的涡扇发动机节流状态喷管调节方法，其特征在于，步骤S2中，以5％的转速区间作为步长对所述转速区间进行离散。 3.如权利要求1所述的涡扇发动机节流状态喷管调节方法，其特征在于，步骤S3中，确定第一喷管喉道面积包括： 步骤S31、在所选取的低压换算转速控制量条件下，根据原发动机收喷口后喷口喉道面积对应的风扇稳定裕度与风扇稳定工作的最小稳定裕度的差值，确定风扇喘振裕度调整量； 步骤S32、在所选取的低压换算转速控制量条件下，原发动机收喷口后喷口喉道面积变化1％时，确定风扇喘振裕度变化量； 步骤S33、基于所述风扇喘振裕度调整量及所述风扇喘振裕度变化量确定第一喷管喉道面积调整量； 步骤S34、在原发动机收喷口后喷口喉道面积的基础上，减去所述第一喷管喉道面积调整量，形成所述第一喷管喉道面积。 4.如权利要求1所述的涡扇发动机节流状态喷管调节方法，其特征在于，步骤S3中，确定第二喷管喉道面积包括： 步骤T31、在所选取的低压换算转速控制量条件下，根据原发动机收喷口后喷口喉道面积对应的外内涵压比确定整机外内涵压比调整量； 步骤T32、在所选取的低压换算转速控制量条件下，原发动机收喷口后喷口喉道面积变化1％时，确定整机外内涵压比变化量； 步骤T33、基于所述整机外内涵压比调整量及所述整机外内涵压比变化量确定第二喷管喉道面积调整量； 步骤T34、在原发动机收喷口后喷口喉道面积的基础上，减去所述第二喷管喉道面积调整量，形成所述第二喷管喉道面积。 5.如权利要求1所述的涡扇发动机节流状态喷管调节方法，其特征在于，步骤S5中，通过插值的方式，确定与所述实时低压换算转速相对应的喷管喉道面积调节量。 6.一种涡扇发动机节流状态喷管调节装置，其特征在于，包括： 设计参数获取模块，用于获取发动机收喷口时的第一低压换算转速给定值，以及发动机中间状态对应的第二低压换算转速给定值； 低压换算转速离散模块，用于在所述第一低压换算转速给定值与所述第二低压换算转速给定值构成的转速区间内离散出多个低压换算转速控制量； 喷管喉道面积计算模块，用于对每个低压换算转速控制量，确定在所选取的低压换算转速控制量条件下，风扇稳定裕度最小时的第一喷管喉道面积，以及确定在在所选取的低压换算转速控制量条件下，外内涵压比为1时的第二喷管喉道面积； 喷管喉道面积选取模块，用于选取所述第一喷管喉道面积与所述第二喷管喉道面积中的较大值作为所选取的低压换算转速控制量下的喷管喉道面积调节量，形成与各低压换算转速控制量相对应的各喷管喉道面积调节量； 喷管喉道调节模块，用于当发动机进入节流状态时，根据实时低压换算转速，按照低压换算转速控制量与喷管喉道面积调节量之间的对应关系，调整喷管喉道面积。 7.如权利要求6所述的涡扇发动机节流状态喷管调节装置，其特征在于，在所述低压换算转速离散模块中，以5％的转速区间作为步长对所述转速区间进行离散。 8.如权利要求6所述的涡扇发动机节流状态喷管调节装置，其特征在于，所述喷管喉道面积计算模块包括： 风扇喘振裕度调整量确定单元，用于在所选取的低压换算转速控制量条件下，根据原发动机收喷口后喷口喉道面积对应的风扇稳定裕度与风扇稳定工作的最小稳定裕度的差值，确定风扇喘振裕度调整量； 风扇喘振裕度变化量确定单元，用于在所选取的低压换算转速控制量条件下，原发动机收喷口后喷口喉道面积变化1％时，确定风扇喘振裕度变化量； 第一喷管喉道面积调整量计算单元，用于基于所述风扇喘振裕度调整量及所述风扇喘振裕度变化量确定第一喷管喉道面积调整量； 第一喷管喉道面积计算单元，用于在原发动机收喷口后喷口喉道面积的基础上，减去所述第一喷管喉道面积调整量，形成所述第一喷管喉道面积。 9.如权利要求6所述的涡扇发动机节流状态喷管调节装置，其特征在于，所述喷管喉道面积计算模块包括： 整机外内涵压比调整量确定单元，用于在所选取的低压换算转速控制量条件下，根据原发动机收喷口后喷口喉道面积对应的外内涵压比确定整机外内涵压比调整量； 整机外内涵压比变化量确定单元，用于在所选取的低压换算转速控制量条件下，原发动机收喷口后喷口喉道面积变化1％时，确定整机外内涵压比变化量； 第二喷管喉道面积调整量计算单元，用于基于所述整机外内涵压比调整量及所述整机外内涵压比变化量确定第二喷管喉道面积调整量； 第二喷管喉道面积计算单元，用于在原发动机收喷口后喷口喉道面积的基础上，减去所述第二喷管喉道面积调整量，形成所述第二喷管喉道面积。 10.如权利要求6所述的涡扇发动机节流状态喷管调节装置，其特征在于，所述喷管喉道调节模块包括插值单元，用于通过插值的方式，确定与所述实时低压换算转速相对应的喷管喉道面积调节量。