[发明专利]一种搭建直升机模拟器的发动机实时仿真模型的方法

说明书

本申请提供了一种搭建直升机模拟器的发动机实时仿真模型的方法，属于发动机仿真应用技术领域；包括以下步骤：步骤一、搭建发动机实时仿真系统模型框架；步骤二、建立发动机部件级仿真模块；步骤三、建立发动机控制系统仿真模块；步骤四、建立燃油滑油仿真模块；步骤五、建立数据实时管理调度模块；步骤六、将建好的发动机实时仿真系统模型接入直升机模拟器仿真平台。本申请可以实现装配单台发动机、多台发动机直升机的发动机仿真建模，具有仿真精度高和实时性强的特点。

技术领域

本申请属于发动机仿真应用技术领域，具体涉及一种搭建直升机模拟器的发动机实时仿真模型的方法。

背景技术

直升机飞行过程操作复杂，飞行员训练的难度和风险大，近几年，随着仿真技术的日渐成熟，直升机模拟器的出现，成为解决这些课题的重要手段。直升机模拟器是一个包括多个系统、涉及多个学科的软件硬件体。模拟器的核心系统之一即发动机仿真系统。发动机仿真系统用于模拟发动机系统的相关功能。

由于直升机可装配1～3台发动机，每台发动机可工作于不同状态(停车、慢车、飞行状态)，发动机之间的功率协调控制也非常的复杂。因此直升机模拟器研制过程中的一个关键点即是发动机仿真建摸技术。对于操纵系统稳定特性分析、飞行品质相关科目如轴间耦合(尤其是总距操纵时的航向耦合)，发动机的动态特性对直升机飞行品质评估和飞行仿真将有较大的影响，同时发动机仿真模型对模拟器飞行性能仿真的准确性有决定性地作用。

整个模拟器是一个人在回路的实时仿真系统，发动机模型也需满足实时性要求。这要求发动机仿真模型与其他系统进行高速数据交互，接收操纵设置、状态设置、环境设置、故障设置等输入，经解算后输出发动机转速、输出扭矩、燃油流量等参数，输出参数用于飞行气动仿真子系统输入、航电仪表显示和告警等。

因此亟需对精度高、实时性强的发动机建模方法为高等级直升机模拟器的研制提供技术支持。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种搭建直升机模拟器的发动机实时仿真模型的方法，能够准确仿真发动机的运行状态，并且满足实时性要求。

本申请搭建直升机模拟器的发动机实时仿真模型的方法，包括。

确定发动机实时仿真系统模型框架内的各仿真模块之间的信息传输关系，所述模型框架内的仿真模块包括发动机部件级仿真模块、发动机控制系统仿真模块、燃油滑油仿真模块以及数据实时管理调度模块；

基于发动机部件级性能参数构建所述发动机部件级仿真模块；

建立所述发动机控制系统仿真模块，通过调整燃气发生器转速来控制输出功率；

建立所述燃油滑油仿真模块，包括分别建立燃油仿真单元与滑油仿真单元。

优选的是，所述建立发动机部件级仿真模块包括建立应用于单发或者多发的直升机发动机仿真模块。

优选的是，构建所述发动机部件级仿真模块，至少包括构建进气道、压气机、燃烧室、燃气发生器涡轮以及动力涡轮部件的仿真模块。

优选的是，构建所述发动机部件级仿真模块包括：

根据发动机各部件的气动热力学关系建立各个部件的气动热力学方程；

根据所述发动机工作遵守的气动热力学和转子动力学平衡关系将各个部件串联起来，形成共同工作方程组。

优选的是，构建所述发动机部件级仿真模块，还包括基于直升机试飞数据构建所述发动机部件级仿真模块。

优选的是，构建所述燃油仿真单元包括：

确定剩余油量；

确定因燃油消耗引起的重心变化；以及

确定因燃油消耗引起的惯量变化。