[发明专利]一种航空涡扇发动机风扇转子轴向力实时计算方法

说明书

本申请提供了一种航空涡扇发动机风扇转子轴向力实时计算方法，包括：确定流道轴向力关键参数；获取流道轴向力样本数据；拟合所述流道轴向力样本数据得到流道轴向力线性计算模型；确定内腔轴向力关键参数和内腔轴向力非关键参数，所述内腔轴向力关键参数包括关键内腔及关键内腔压力，所述内腔轴向力非关键参数包括非关键内腔及非关键内腔压力；确定关键内腔压力和非关键内腔压力对应的面积系数；构建包含内腔轴向力关键参数、内腔轴向力非关键参数及面积系数的内腔轴向力线性计算模型；合并所述风扇轴向力线性计算模型及内腔轴向力线性计算模型得到风扇转子轴向力计算模型，从而实时得到风扇转子轴向力。

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种航空发动机风扇转子轴向力实时计算方法。

背景技术

风扇转子轴向力是航空涡扇发动机工作过程中承受的主要载荷之一，其大小直接影响风扇转子的可靠性。

现有技术中的航空涡扇发动机风扇转子轴向力计算是通过将风扇转子叶片进出口性能参数、空气系统各相关的内腔压力参数以及滑油系统相关轴承内腔压力参数放入计算结构模型中得到轴向力。但该方法所用输入参数众多，通常可多达30个以上，且计算所用数据量大、计算过程复杂、计算周期较长，因此轴向力计算的输入参数无法实时提供，不能在整机试验中实时的进行风扇转子轴向力计算。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空涡扇发动机风扇转子轴向力实时计算方法，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：一种航空涡扇发动机风扇转子轴向力实时计算方法，包括：

确定流道轴向力关键参数，所述流道轴向力关键参数为风扇进口总压、风扇出口外涵总压；

获取流道轴向力样本数据，所述样本数据包括多组的风扇进口总压、风扇出口外寒总压、流道轴向力、换算轴向力及压比；

拟合所述流道轴向力样本数据得到流道轴向力线性计算模型；

确定内腔轴向力关键参数和内腔轴向力非关键参数，所述内腔轴向力关键参数包括关键内腔及关键内腔压力，所述内腔轴向力非关键参数包括非关键内腔及非关键内腔压力；

确定关键内腔压和非关键内腔压力对应的轴向投影面积系数；

构建包含内腔轴向力关键参数、内腔轴向力非关键参数及轴向投影面积系数的内腔轴向力线性计算模型；

合并所述风扇轴向力线性计算模型及内腔轴向力线性计算模型得到风扇转子轴向力计算模型，从而实时得到风扇转子轴向力。

进一步的，确定流道轴向力关键参数的方法为：

根据参数是否能够被测量且所述参数与流道轴向力计算是否具有相关性确定，若所述参数能够被测量且所述参数与流道轴向力计算具有相关性，则该参数为流道轴向力关键参数；

反之则不为流道轴向力关键参数。

进一步的，拟合所述流道轴向力样本数据得到流道轴向力线性计算模型时，采用一次多项式形式进行拟合，即y＝ax+b

式中：a为多项式系数，b为常数，不同发动机拟合得到的系数和常数不同，

整合后的流道轴向力线性计算模型为：

式中，P₀为标准大气压。

进一步的，确定内腔轴向力关键参数和内腔轴向力非关键参数的方法为：

根据内腔压力能否被测量、内腔轴向投影面积大小和压力大小确定关键内腔和非关键内腔，若内腔压力能够被测量、内腔轴向投影面积大且压力大，则为关键内腔；

反之为非关键内腔。