[发明专利]一种与使用相关的航空发动机综合任务谱编制方法

权利要求书

1.一种与使用相关的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对航空发动机所有剖面的机动飞行实测载荷谱进行首尾拼接，得到机动飞行拼接谱，对所述机动飞行拼接谱进行预处理，包括滤波和去除随机扰动；

步骤2：预处理后的机动飞行拼接谱中相邻两个谷点之间幅值具有明显变化的片段记为一个任务段，按任务段的谱型、持续时间和峰值的不同，将其划分为五大类，同类任务段记为一类典型任务段；

所述典型任务段的划分原则为：

a.任务段谱型接近，即任务段包含的峰值个数相同；

b.任务段的持续时间和峰值都较小，即对发动机造成的损伤较小：

D_i≤ε_D且A_i≤ε_A (1)

其中，D_i和A_i分别为同类典型任务段中任意一个任务段的持续时间和峰值；

ε_D为临界持续时间，选取参与划分的所有任务段的持续时间均值作为临界持续时间；

ε_A为临界峰值，选取参与划分的所有任务段的峰值均值作为临界峰值；

c.任务段的持续时间或峰值较大，即对发动机造成的损伤较大：

D_i＞ε_D或A_i＞ε_A (2)

首先，根据任务段谱型接近的原则，将机动飞行任务段划分为四大类典型任务段，分别为：1)单峰值任务段；2)双峰值任务段；3)三峰值任务段；4)多峰值任务段；

对于单峰值任务段来说，需要进行进一步划分，由于此时参与划分的任务段只有单峰值任务段，在对所有单峰值任务段的峰值和持续时间进行统计后，得到临界持续时间ε_D和临界峰值ε_A，将单峰值任务段按照式(1)和式(2)进行划分，得到单小峰值任务段和单大峰值任务段；

最终将机动飞行任务段划分为五大类典型任务段：1)单小峰值任务段；2)单大峰值任务段；3)双峰值任务段；4)三峰值任务段；5)多峰值任务段；

步骤3：统计典型任务段中各个任务段与上一任务段之间的等待时间、持续时间和峰值，分别对等待时间数据、持续时间数据和峰值数据进行拟合，得到各自的数学分布和分布参数；

步骤4：由典型任务段中任务段的等待时间、持续时间和峰值各自服从的数学分布，分别生成等待时间的随机数序列、持续时间的随机数序列和峰值的随机数序列，从上述三种随机数序列中分别取值模拟单个任务段的仿真载荷谱，进而得到典型任务段的仿真载荷谱；

步骤5：对各典型任务段的仿真载荷谱进行首尾拼接，得到与使用相关的航空发动机综合任务谱。

2.根据权利要求1所述的一种与使用相关的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于，步骤1中预处理具体步骤包括：

步骤1.1：对机动飞行拼接谱进行雨流滤波，得到雨流滤波谱；

步骤1.2：在雨流滤波谱的峰谷之间添加若干机动飞行拼接谱的点，得到基于雨流法的载荷滤波谱；

步骤1.3：去除基于雨流法的载荷滤波谱中因飞行过程中发动机受到外界气流影响发生的随机扰动而造成的小循环。

3.根据权利要求1所述的一种与使用相关的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于，步骤3中，分别对等待时间数据、持续时间数据和峰值数据进行线性拟合，得到各自的数学分布和分布参数；

等待时间服从指数分布：

F_W(τ)＝1-e^-μτ (3)

其中，μ为指数分布参数；

持续时间服从指数分布：

F_D(t)＝1-e^-λt (4)

其中，λ为指数分布参数；

峰值服从三参数威布尔分布：

其中，γ为位置参数，α为尺度参数，β为形状参数。

4.根据权利要求1所述的一种与使用相关的航空发动机综合任务谱编制方法，其特征在于，步骤4中，对于单峰值任务段，用等腰三角形波模拟该任务段的仿真载荷谱；对于多峰值任务段，采用与峰值数相同的多个持续时间相等的等腰三角形波拼接的方法来模拟该任务段的仿真载荷谱。