[发明专利]一种航空发动机气动轴向力防错分析方法

说明书

本申请提供了一种航空发动机气动轴向力防错分析方法，所述方法包括：步骤一、零组件级气动轴向力计算；步骤二、零组件级界面参数一致性确认；步骤三、单元体级气动轴向力计算；步骤四、单元体气动轴向力一致性确认；步骤五、单元体间界面参数一致性确认；步骤六、整机级气动轴向力计算；步骤七、整机级气动轴向力一致性确认。本申请的方法通过采用全程双向闭环工作模式，以零组件/单元体界面两侧结构尺寸和气动参数取值一致性为目标，以两种算法的气动轴向力一致性为检验准则，对整机气动轴向力进行逐级计算、逐级校验，确保消除整机轴向力计算过程中的人为失误。

技术领域

本申请属于航空发动机设计技术领域，特别涉及一种航空发动机气动轴向力防错分析方法。

背景技术

航空发动机工作过程中，从风扇前进气端到喷管排气端，气流压力、流量、流速和结构特征都在不断变化，产生了各零部件气动轴向力的分布。气动轴向力可分为外力和内力，其中，外力即发动机推力，产生于发动机进口、出口和外壁面气流的动量和压力变化；内力来源于发动机零部件之间，以及零部件与气体之间的相互作用力。各零部件所受气动轴向力是外力和内力共同作用的结果。从强度及寿命分析角度，需要考虑气动轴向力载荷，其计算结果的正确性至关重要。

如0所示，在发动机整机气动轴向力计算过程中，由于发动机工作过程的复杂性，需要处理多种数据，包括典型装配剖面(转子叶尖、篦齿封严等)和转静子安装边位置的结构尺寸数据、部件性能参数、空气系统腔压数据等。这些数据又涵盖总体结构、部件结构和性能、空气系统、滑油系统多个专业。由于输入数据来源广泛、数据格式多样、数据量庞大，人为环节多、处理流程繁琐，在现有技术中，经常出现各专业计算得到的气动轴向力相加后与整体气动轴向力存在较大误差的情况。为避免上述问题，需要建立一种符合发动机工作原理、简便可行的操作流程或方法，确保发动机气动轴向力计算的准确性，提高工作效率。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空发动机气动轴向力防错分析方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种航空发动机气动轴向力防错分析方法，所述方法包括：

步骤一、确定零组件轴向力防错分析所需中间过程数据，根据发动机各零组件的气动轴向力计算方法进行零组件级气动轴向力计算；

步骤二：对发动机零组件中各转子-静子、转子-转子、静子-静子界面进行检查，确保界面两侧选用的结构和气动参数符合一致性要求；

步骤三、将发动机按照部件划分为若干个由一个或多个零组件构成的单元体，根据各单元体的结构及气动参数分别得到各单元体轴向力基准值；

步骤四、将各单元体内一个或多个零组件的轴向力进行叠加得到各单元体轴向力合成值，判断各单元体轴向力基准值与合成值的差值是否满足要求，若满足要求，则判断单元体轴向力计算中人为失误消除；若不满足要求，则返回步骤二、步骤三和步骤四，复查相应单元体轴向力基准值、合成值的计算过程，排除人为失误；

步骤五、完成各单元体轴向力基准值与单元体轴向力合成值校验后，确保各单元体之间的界面参数符合一致性要求：

步骤六：将发动机整体视为一个气动控制体，根据发动机进气端、排气端、外壁面气动和结构参数计算发动机推力基准值；

步骤七：按照发动机传力路径，将步骤一中各零组件气动轴向力叠加至主安装节所在的机匣，并叠加该机匣自身的轴向力，得到发动机推力合成值；

若发动机推力合成值与基准值的误差满足要求，则判断所有过程已消除人为失误；若发动机推力合成值与基准值的误差不满足要求，则返回步骤四重新检查，定位并修正相应人为失误后，重新完成步骤五、步骤六、步骤七。

在本申请优选实施方式中，所述零组件中各转子-静子、转子-转子、静子-静子界面两侧选用的结构和气动参数一致性要求为：

对于转子-静子界面：