[发明专利]直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法

说明书

本发明涉及直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法，包括步骤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：：步骤2、基于旋翼输出功率Preq。本发明适用于直升机飞行过程燃油实时消耗量的计算方法；能实时对引起燃油消耗的各类功耗进行分类计算。

技术领域

本发明涉及测量/测控技术领域，具体提供直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法。

背景技术

直升机在飞行过程中需要消耗燃油为旋翼提供能量以维持自身飞行状态，其为维持固定质量飞行状态消耗的燃油量与直升机机体质量有关；同时，直升机飞行过程中也需要发动机消耗燃油为各系统运行提供能量，以满足各系统运行功能，且在空气循环式的环控系统中，需要从发动机引气，引气过程不仅会导致发动机性能下降，还需要消耗燃油为其供给气压能。以往对其燃油流量的控制采用反馈控制，即根据功率消耗情况对燃油供给量进行控制，并未从方法思路上对其燃油供给量进行实时供给分析。

为了解决直升机飞行过程中燃油实时消耗量问题，本发明建立了一种适用于直升机飞行过程燃油实时消耗量的计算方法。

发明内容

发明的目的：

本发明建立了直升机旋翼系统的燃油消耗实时等效计算方法，解决直升机飞行过程燃油实时消耗量问题。

技术方案：提供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：