[发明专利]在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法和多电高温涡轮模拟器

说明书

本发明实施例提供一种在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法和多电高温涡轮模拟器，涉及发动机领域。该在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法包括：根据获取的目标流量、目标压比和目标排气总温，计算出在目标工作状态下的目标转速；根据目标排气总温，计算目标余气系数；根据目标转速，控制电机，使电机的转速等于目标转速；在目标转速下，控制喷管的喉道面积，以使多电高温涡轮模拟器的压比为目标压比；在目标压比下，根据目标余气系数，控制燃烧室的燃油泵，以使燃烧室的余气系数等于目标余气系数。本发明实施例能够实现模拟真实涡轮发动机工作状态或缩比模拟发动机工作状态的功能。

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法和多电高温涡轮模拟器。

背景技术

涡轮模拟器又称涡轮动力模拟器(Turbine Powered Simulator,简称TPS)，是一种用于在飞行器缩比风洞试验研究中用于模拟发动机的进排气流场，以反映发动机工作对飞行器的影响的试验装置。

目前常见的涡轮模拟器方案有以下2种：

第一，压缩空气驱动的方案。这种涡轮模拟器以压缩空气为能源，驱动涡轮，涡轮带动轴流压气机由进气口抽吸空气，向后排出。轴流压气机排气与涡轮排气混合共同排出成为喷流。这种方案应用较为广泛。由于不使用高温部件，技术相对简单，使用比较方便。

第二，电驱动涡轮动力模拟器(Electric Motor Powered Aero-engineSimulation，简称EMPAS)。这种涡轮模拟器以电机驱动轴流压气机，取代压缩空气驱动的空气涡轮。此装置不需要额外提供压缩空气，但需要供电。

以上两种涡轮模拟器的核心功能部件均是轴流压气机，区别在于采用何种方式带动轴流压气机转动。都是通过轴流压气机部件的工作实现对气流抽吸、增压作用，并藉由轴流压气机后较高的压力实现高速喷射，以在风洞试验或其它试验中模拟发动机对进气道的反压作用，和机身周围的流场分布影响。

现有的两种涡轮模拟器出口气流温度低，而真实发动机出口气流温度较高。而且排气速度较低，与真实发动机差异很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法和多电高温涡轮模拟器，其能够实现模拟真实涡轮发动机工作状态或缩比模拟发动机工作状态的功能。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种在试验中模拟涡轮发动机性能参数的方法，用于在试验中，利用多电高温涡轮模拟器，模拟真实涡轮发动机的性能参数，所述多电高温涡轮模拟器包括：外机匣、内机匣、压缩装置、电机、燃烧室和喷管，所述内机匣安装于所述外机匣内，并与所述外机匣围成进气通道，所述电机安装于所述内机匣内，所述压缩装置与所述电机传动连接，所述燃烧室与所述外机匣连接，并与所述压缩装置的出口通道连通，所述喷管与所述燃烧室连接，所述方法包括：

获取目标工作状态的目标流量、目标压比和目标排气总温；

根据所述目标流量、所述目标压比、所述目标排气总温、以及所述压缩装置的特性，计算出在所述目标工作状态下的目标转速；

根据所述目标排气总温，计算目标余气系数；

根据所述目标转速，控制所述电机，使所述电机的转速等于所述目标转速；

根据所述目标余气系数，控制所述燃烧室的燃油泵，以使所述燃烧室的余气系数实时动态地等于所述目标余气系数；

在所述目标转速和余气系数下，控制所述喷管的喉道面积，以使所述多电高温涡轮模拟器的压比为所述目标压比。

在可选的实施方式中，在所述获取目标工作状态的目标流量、目标压比和目标排气总温的步骤之前，所述方法还包括：