[发明专利]一种航空燃气涡轮发动机加速供油方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空燃气涡轮发动机瞬态供油设计领域，具体涉及一种航空燃气涡轮发动机加速供油方法。

背景技术

发动机加速供油规律应综合考虑加速时间要求、压气机特性、最大供油量边界(喘振边界)、最小供油量边界(悬挂边界)、附件加载等条件进行设计。

目前较为通用的起动供油规律主要包括如下两种：

一、控制规律，采用组合参数(简称油气比)进行供油规律设计，其中P3为压气机后总压。这种方法依据主燃烧室的部件特性所确定的稳定燃烧油气比范围，并考虑压气机稳定工作边界进行供油规律的设计，可以比较好地反映燃烧的物理特性。但是，这种供油方式依赖于油量控制和计量精度，在发动机控制系统油量控制和计量精度不能满足要求时，实际供油量会偏离设计要求，使发动机在加速过程超出稳定工作范围，出现超温、喘振等异常状态，从而影响发动机加速性能。

二、Wf＝f(t)或Wf＝f(P3)控制规律，这种方法的供油量仅考虑时间或者压气机后总压的单值函数，易于实现，缺点是仅适用于特定的使用条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空燃气涡轮发动机加速供油方法，以解决目前的供油方式容易导致实际供油量与设计要求产生偏差，从而影响发动机加速性能的问题。

本发明的技术方案是：

一种航空燃气涡轮发动机加速供油方法，包括如下步骤：

步骤一，通过公式(1)获得加速过程给定的转速上升速率规律N_dot：

其中，M_T为涡轮输出扭矩，M_C为压气机输出扭矩，M_AG为附件载荷折合扭矩，J为转子转动惯量，η_m为转子传动效率，n为转速，n₁为慢车状态转速，n₂为允许最高转速；

步骤二，根据公式(2)对上升速率规律N_dot进行修正，得到修正后的转速上升速率规律N_dot1：

N_dot1＝N_dot×P1/101.325×(288.2/T1)^0.5 (2)

其中，T1为进气总温，P1为进气总压；

步骤三，按照修正后的转速上升速率规律N_dot1，采用闭环调节方法实现加速过程燃油流量的控制。

可选地，在所述步骤三中，在所述闭环调节方法中加入燃油流量最大边界值和最小边界值，以对燃油流量进行限制。

可选地，在所述步骤三中，在所述闭环调节方法中加入燃油流量的最大变化量，以对燃油流量相对上周期输出燃油流量的变化量进行限制。

本发明的有益效果：

本发明的航空燃气涡轮发动机加速供油方法，通过引入转速上升速率规律作为控制参数，采用闭环调节方法适应性调整供油量，能够提高供油精度准确性，避免由于供油精度不准确造成加速性能差异；同时，较好适应发动机台份间差异，保持加速性能的一致性，可广泛应用于多种航空燃气涡轮发动机、燃气轮机起动供油控制。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明发动机加速供油方法的流程图；

图2是本发明发动机加速供油系统的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1至图2所示，本发明的航空燃气涡轮发动机加速供油方法，包括如下步骤：

步骤S101、通过公式(1)获得加速过程给定的转速上升速率规律N_dot，加速过程给定转速上升速率控制规律综合考虑加速时间要求、涡轮扭矩、压气机扭矩、附件载荷折合扭矩、转动惯量等条件进行设计，具体如下：

其中，M_T为涡轮输出扭矩，M_C为压气机输出扭矩，M_AG为附件载荷折合扭矩，J为转子转动惯量，η_m为转子传动效率，n为转速，n₁为慢车状态转速，n₂为允许最高转速。