[发明专利]直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法

权利要求书

1.直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法，其特征在于：

步骤1、获取旋翼输出功率Preq和发动机燃油消耗率SFC；

维持直升机飞行状态的旋翼输出功率Preq为废阻功率P_P，型阻功率P_Pr，爬升功率P_C以及诱导功率P_Ind的总和；计算i时刻的需用功率P_Req公式为：

其中，废阻功率P_P，型阻功率P_Pr，爬升功率P_C以及诱导功率P_Ind分别采用下式计算：

其中，ρ为空气密度，V为直升机飞行速度，SC_D为直升机机身垂直于飞行方向的等效截面积，m为直升机重量，g为重量加速度，γ为爬升角，Ω_MR为旋翼的角速度；σ＝N_bc/(πR)为旋翼实度，N_b为旋翼叶片数量，c为旋翼叶片弦长；为叶片拉力系数，R为直升机旋翼半径，μ＝V/(Ω_MRR)为旋翼前进比；

结合运动方程首先求解出直升机旋翼拉力T以及诱导速度w_i，方程如下：

T＝2ρπR²V_Dw_i

其中，α为直升机旋翼桨盘的攻角；

直升机飞行速度及爬升角随时间动态变化，根据运动方程建立直升机在前进方向和前进垂直方向的力学方程如下：

将R、m、SC_D的实时数值代入上式进行联立求解，即可得到飞行过程中的直升机旋翼拉力T以及诱导速度w_i的实时数值，进而得出诱导功率诱导功率P_Ind；

步骤2、基于旋翼输出功率Preq，计算旋翼耗油量m(t)，公式为:

m₁(t)为固定质量代偿，计算公式为：其中η_M为机械传递效率、P_S为系统轴功功率、η_T为综合能量传递效率，综合能量为与机载设备所消耗能量、q_m,bl为从发动机引气流量、c_p为空气比热、ε_c为燃烧完全系数、H_u为燃油热值

m₂(t)为输出轴功代偿，计算公式为：

m₃(t)为发动机引气代偿，计算公式为：

2.如权利要求1所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：综合能量为与旋翼动力传递无关的设备消耗的能量。

3.如权利要求2所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：综合能量为机载电子系统和液压系统所消耗能量。

4.如权利要求3所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：机载电子系统包括导航系统和飞控系统。

5.如权利要求3所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：液压系统包括液控阀、液压作动筒和液压泵。

6.如权利要求1所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：发动机燃油消耗率SFC为常数。

7.如权利要求5所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：液控阀和液压泵为供油系统的执行机构。

8.如权利要求2所述的基于旋翼功率的燃油消耗量实时计算方法，其特征在于：综合能量还包括飞机外挂电子系统和液压系统所消耗能量。