CN105300699A - 一种发动机推力瞬变性能的评定方法 - Google Patents

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本发明涉及航空发动机性能调试与恢复领域，具体为一种发动机推力瞬变性能的评定方法。传统发动机在检查推力指标时，基本上采用的是对稳态推力的测量和评定。本发明通过参考稳态推力的测量计算方法和试验修正，得到瞬态历程终点的瞬态推力，利用插值的方法得到瞬态历程过程的推力，再拟合得出一组发动机推力瞬变性能指标曲线，用来评定发动机推力瞬变性能。本发明采用特定的稳态推力计算、试验修正得出的推力瞬变性能指标方法，以及发动机推力瞬变性能评定方法。本发明在实际应用中具有广泛的适应性，能在各型发动机上进行应用，评定方法合理有效，经过对多台发动机的长期评定考核，达到了预期效果，获得了良好的技术效益和安全效益。

Description

一种发动机推力瞬变性能的评定方法
技术领域
本发明涉及航空发动机性能调试与恢复领域，具体为一种发动机推力瞬变性能的评定方法。
背景技术
目前，国内大多数航空发动机检查发动机加速性时，采用从低转速工作状态到目标转速(一般为最大转速)工作状态的时间历程，作为加速性的评定检查方法，而对于从低转速工作状态到目标转速工作状态的瞬态推力变化没有相应的检查要求和方法。为了填补该项技术空白，评定发动机在特定使用要求下的工作能力，需要发明一种检查发动机推力瞬变性能的评定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机推力瞬变性能的评定方法，能够对发动机瞬态推力响应特性进行有效的评估，对检查发动机在特殊状态下推力瞬态响应能力的可靠性具有重要意义。
本发明的技术方案是：
一种发动机推力瞬变性能的评定方法，具体步骤如下：
步骤一：采用试验的方法确定发动机瞬态历程终点的瞬态推力与稳态推力的修正系数；
步骤二：采用试验的方法确定发动机标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线；
在“步骤一”的3～5台发动机加速试验时，选择10～20℃的情况下进行试验，得出3～5条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线，并最终拟合成一条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线；
步骤三：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标；
将发动机标准状态下的最低推力验收指标Fhs为输入条件，按照发动机的稳态推力计算方法反算，得出不同大气温度下的稳态实测推力FWTCL；在“步骤一”得出的瞬态推力与稳态推力修正系数与大气温度的关系曲线中按照温度查出系数K，将系数K与稳态实测推力FWTCL相乘得出不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标；
步骤四：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线；
以“步骤二”得到的标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线为基准，将“步骤三”得出的瞬态历程终点的实测推力验收指标用插值法拟合计算出不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线，最终得出一组推力瞬变与时间关系的验收曲线；
步骤五：发动机推力瞬变性能的评定；
将发动机置于起始点推力上，在1秒以内快速推动油门杆到目标转速状态，绘制发动机推力与时间的关系线，按照当前大气温度选择评定曲线，如果绘制的发动机推力与时间的关系线在评定曲线上方，说明发动机推力瞬变性能合格，如果其中有部分低于评定曲线，说明推力瞬变性能不合格，需要进行瞬态推力性能调试。
所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，步骤一中，将一台发动机的稳态推力FWTCL和时间加速性调整在合格范围内；以加速性时间合格的最低指标t秒最为评定推力瞬态历程终点，检查并记录t秒这一时刻的发动机实测推力FSTCL；将t秒瞬态实测推力FSTCL与稳态推力FWTCL进行相除，得出一台发动机在当前大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K。
所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，步骤一中，得出一台发动机在当前大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K之后，按照该方法将该台发动机在不同大气温度下以3～5℃为区间进行加速性的录取，得出一台发动机在不同大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K与大气温度的关系曲线。
所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，步骤一中，选取3～5台性能调整合格的发动机进行该项试验，得出3～5条修正系数K与大气温度的关系曲线，将这3～5条关系曲线进行拟合得出最终的修正系数K与大气温度的关系曲线。
本发明的优点及有益效果是：
1、传统发动机在检查推力指标时，基本上采用的是对稳态推力的测量和评定。本发明通过参考稳态推力的测量计算方法和试验修正，得到瞬态历程终点的瞬态推力，利用插值的方法得到瞬态历程过程的推力，再拟合得出一组发动机推力瞬变性能指标曲线，用来评定发动机推力瞬变性能。
2、本发明采用特定的稳态推力计算、试验修正得出的推力瞬变性能指标方法，以及发动机推力瞬变性能评定方法。本发明在实际应用中具有广泛的适应性，能在各型发动机上进行应用，评定方法合理有效，经过多台发动机长期的使用，达到了预期效果，获得了良好的技术效益和安全效益。
附图说明
图1不同大气温度推力瞬变与时间关系的验收曲线。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明发动机推力瞬变性能的评定方法，具体步骤如下：
步骤一：采用试验的方法确定发动机瞬态历程终点的瞬态推力与稳态推力的修正系数。
以已经成功应用本方法的发动机为例，将一台发动机的稳态推力FWTCL和时间加速性调整在合格范围内。以加速性时间合格的最低指标t秒最为评定推力瞬态历程终点，检查并记录t秒这一时刻的发动机实测推力FSTCL。将t秒瞬态实测推力FSTCL与稳态推力FWTCL进行相除，得出一台发动机在当前大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K。之后，按照该方法将该台发动机在不同大气温度下(以3～5℃为区间)进行加速性的录取，得出一台发动机在不同大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K与大气温度的关系曲线。选取3～5台性能调整合格的发动机进行该项试验，得出3～5条修正系数K与大气温度的关系曲线，将这3～5条关系曲线进行拟合得出最终的修正系数K与大气温度的关系曲线。
步骤二：采用试验的方法确定发动机标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线。
在“步骤一”的3～5台发动机加速试验时，选择15℃的情况下进行试验，得出3～5条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线，并最终拟合成一条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线。
步骤三：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标。
将发动机标准状态下的最低推力验收指标Fhs为输入条件，按照发动机的稳态推力计算方法反算，得出不同大气温度下的稳态实测推力FWTCL。在“步骤一”得出的瞬态推力与稳态推力修正系数与大气温度的关系曲线中按照温度查出系数K，将系数K与稳态实测推力FWTCL相乘得出不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标。
步骤四：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线。
以“步骤二”得到的标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线为基准，将“步骤三”得出的瞬态历程终点的实测推力验收指标用插值法拟合计算出不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线。最终得出一组推力瞬变与时间关系的验收曲线，验收曲线见图1。
步骤五：发动机推力瞬变性能的评定。
将发动机置于起始点推力上，在1秒以内快速推动油门杆到目标转速状态，绘制发动机推力与时间的关系线，按照当前大气温度选择评定曲线，如果绘制的发动机推力与时间的关系线在评定曲线上方，说明发动机推力瞬变性能合格，如果其中有部分低于评定曲线，说明推力瞬变性能不合格，需要进行瞬态推力性能调试。
实施例：
某型发动机有1台在大气温度为25.5℃时，进行推力瞬变性能的评定，评定时将油门杆置于发动机推力等于F00时的起始点推力位置。第1次，在1秒以内快速推动油门杆到目标转速状态，发动机转速随着时间的变化在上升，推力也跟随上升，将推力与时间关系线绘制在图1的坐标中；在一组推力瞬变与时间关系的验收曲线中，选择25.5℃的验收曲线与该台发动机绘制的推力与时间关系线进行比较，结果见下表1：
表1某型发动机进行推力瞬变性能评定的实施例数据对比
从上表可以看出，在0秒～0.6秒之间，发动机实测推力高于验收推力，经过0.6秒以后，在0.6秒～1.6秒之间，发动机实测推力低于验收推力，1.8秒至历程终点，发动机实测推力又高于验收推力。整体上看，在0.6秒～1.6秒之间，发动机实测推力低于验收推力，说明该段时间上推力瞬变性能不合格，因此该发动机推力瞬变性能评定为不合格。
从以上数据中可以看出，该发动机只有部分时间(0.6秒～1.6秒之间)推力瞬变性能不合格；因此，将发动机加速过程的供油量进行增加调整后，第2次进行推力瞬变性能评定，此时大气温度保持不变，为25.5℃，其结果为：在整个时间轴上，发动机实测推力高于验收推力，因此该发动机推力瞬变性能评定为合格。
实施例结果表明，本评定方法合理有效，经过对多台发动机的长期评定考核结果表明，此项发明达到了预期效果。

Claims (4)

1.一种发动机推力瞬变性能的评定方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：采用试验的方法确定发动机瞬态历程终点的瞬态推力与稳态推力的修正系数；
步骤二：采用试验的方法确定发动机标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线；
在“步骤一”的3～5台发动机加速试验时，选择10～20℃的情况下进行试验，得出3～5条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线，并最终拟合成一条标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线；
步骤三：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标；
将发动机标准状态下的最低推力验收指标Fhs为输入条件，按照发动机的稳态推力计算方法反算，得出不同大气温度下的稳态实测推力FWTCL；在“步骤一”得出的瞬态推力与稳态推力修正系数与大气温度的关系曲线中按照温度查出系数K，将系数K与稳态实测推力FWTCL相乘得出不同大气温度下瞬态历程终点的实测推力验收指标；
步骤四：采用计算的方法确定发动机不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线；
以“步骤二”得到的标准大气温度下瞬态推力与时间关系曲线为基准，将“步骤三”得出的瞬态历程终点的实测推力验收指标用插值法拟合计算出不同大气温度下推力瞬变与时间关系的验收曲线，最终得出一组推力瞬变与时间关系的验收曲线；
步骤五：发动机推力瞬变性能的评定；
将发动机置于起始点推力上，在1秒以内快速推动油门杆到目标转速状态，绘制发动机推力与时间的关系线，按照当前大气温度选择评定曲线，如果绘制的发动机推力与时间的关系线在评定曲线上方，说明发动机推力瞬变性能合格，如果其中有部分低于评定曲线，说明推力瞬变性能不合格，需要进行瞬态推力性能调试。
2.按照权利要求1所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，其特征在于，步骤一中，将一台发动机的稳态推力FWTCL和时间加速性调整在合格范围内；以加速性时间合格的最低指标t秒最为评定推力瞬态历程终点，检查并记录t秒这一时刻的发动机实测推力FSTCL；将t秒瞬态实测推力FSTCL与稳态推力FWTCL进行相除，得出一台发动机在当前大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K。
3.按照权利要求2所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，其特征在于，步骤一中，得出一台发动机在当前大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K之后，按照该方法将该台发动机在不同大气温度下以3～5℃为区间进行加速性的录取，得出一台发动机在不同大气温度下的瞬态推力与稳态推力的修正系数K与大气温度的关系曲线。
4.按照权利要求2所述的发动机推力瞬变性能的评定方法，其特征在于，步骤一中，选取3～5台性能调整合格的发动机进行该项试验，得出3～5条修正系数K与大气温度的关系曲线，将这3～5条关系曲线进行拟合得出最终的修正系数K与大气温度的关系曲线。
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