CN113310536A - 发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法 - Google Patents

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CN113310536A CN202110860572.7A CN202110860572A CN113310536A CN 113310536 A CN113310536 A CN 113310536A CN 202110860572 A CN202110860572 A CN 202110860572A CN 113310536 A CN113310536 A CN 113310536A
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Abstract

本发明提供一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。本发明能够准确测量整机试验中压气机的进口物理流量。

Description

发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法
技术领域
本发明涉及航空发动机高压压气机气动领域，尤其涉及一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法。
背景技术
整机试验是指航空发动机整机状态下开展的试验，试验中需要测量整机或部件的各项参数，以评估发动机的状态。流量是指单位时间内从发动机或高压压气机（简称压气机）进口处主流道内流过的气体的质量，单位一般为kg/s。整机试验中压气机进口流量通常是较为重要的一项测量参数，其是用于评价航空发动机整机性能的重要指标，因而如何准确测量该参数是航空发动机整机试验的一项重要内容。
目前，主要基于流量测量设备对流量进行测量，但对于发动机整机试验而言，其包括内涵流道以及外涵流道，在测量时通常只能直接测量整机进口流量。内涵道高压压气机进口处由于难以布置测量设备，导致压气机进口流量较难获得。对此，常用的方法是基于核心机试验获得的压气机流量，根据转速进行一维插值计算，从而得到整机上高压压气机的进口流量。然而，该方法不能有效考虑工作线、VSV角度偏差对流量带来的影响，因此所获得的流量偏差较大。
发明内容
为了解决现有技术发动机整机试验中压气机进口流量难以准确测量的技术问题，本发明提供一种改进的发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，包括：
在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度，其中，所述核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型一致；
获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系；
基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量；
根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系；
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量；
在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数；
基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；
基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；
基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
在本发明一个优选实施例中，所述获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，包括：
在预设的多个第一典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速 分别获取压气机在主控级VSV的角度
Figure 813558DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure 274976DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 816685DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 129242DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure 72796DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 224556DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 50298DEST_PATH_IMAGE002
表示主控级VSV 在相应转速下的设计目标角度，
Figure 697705DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差；
对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure 495765DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 830145DEST_PATH_IMAGE009
根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure 815287DEST_PATH_IMAGE008
，拟合得到中间系数
Figure 469647DEST_PATH_IMAGE008
随 转速N2R的变化关系如下：
Figure 122214DEST_PATH_IMAGE010
对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 302529DEST_PATH_IMAGE007
对 压气机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure 518177DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 442139DEST_PATH_IMAGE012
为拟合参数，KSV表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 420984DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气机的 进口换算流量的相对变化量。
在本发明一个优选实施例中，所述基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量，包括对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤：
计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 772200DEST_PATH_IMAGE013
与所述第一实测角度
Figure 588059DEST_PATH_IMAGE014
之间的偏差
Figure 378030DEST_PATH_IMAGE015
：
Figure 273698DEST_PATH_IMAGE016
计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 999077DEST_PATH_IMAGE017
时，所述进口换算流量的相 对变化量
Figure 118212DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure 587240DEST_PATH_IMAGE019
按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure 382473DEST_PATH_IMAGE020
修正为对应的第一 修正进口换算流量：
Figure 75492DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 419273DEST_PATH_IMAGE022
表示所述第一修正进口换算流量。
在本发明一个优选实施例中，所述根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，包括：
在预设的多个第二典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机在等转速下的换算流量-压比特性线；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的第一修正进口换算流量，通过插 值计算得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量
Figure 160833DEST_PATH_IMAGE023
；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的所述第一压比，通过插值计算得 到该第二典型转速下的第一压比
Figure 169109DEST_PATH_IMAGE024
；
对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比特性 线上的每个压比点的压比
Figure 501870DEST_PATH_IMAGE025
和进口换算流量
Figure 327088DEST_PATH_IMAGE026
，并按如下公式计算每个压比点对 应的压比偏差度和流量偏差度：
Figure 137918DEST_PATH_IMAGE027
Figure 735122DEST_PATH_IMAGE028
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure 504363DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 557158DEST_PATH_IMAGE030
）即为所述压比影 响关系。
在本发明一个优选实施例中，所述基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量，包括：
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
在本发明一个优选实施例中，所述在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，包括：
获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 171679DEST_PATH_IMAGE002
；
在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的第二 实测角度
Figure 888968DEST_PATH_IMAGE031
，并计算
Figure 837900DEST_PATH_IMAGE031
与
Figure 375060DEST_PATH_IMAGE002
之间的角度偏差
Figure 793272DEST_PATH_IMAGE032
；
按如下公式获取所述目标转速下所述角度偏差
Figure 365068DEST_PATH_IMAGE032
对压气机的进口换算流量 的VSV修正系数：
Figure 213463DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 503499DEST_PATH_IMAGE034
表示所述VSV修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数，包括：
基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure 725401DEST_PATH_IMAGE035
，同时获 取压气机在所述目标转速下的第一压比
Figure 414353DEST_PATH_IMAGE024
；
计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure 165140DEST_PATH_IMAGE036
为：
Figure 942472DEST_PATH_IMAGE037
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 702487DEST_PATH_IMAGE038
，通过插值计算得到所述压比 偏差度
Figure 720646DEST_PATH_IMAGE038
对应的流量偏差度
Figure 439072DEST_PATH_IMAGE039
，并将
Figure 172542DEST_PATH_IMAGE039
作为所述压比修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 721599DEST_PATH_IMAGE038
，通过插值计算得到所述压比偏差度
Figure 653651DEST_PATH_IMAGE038
对应的流量偏差度
Figure 277400DEST_PATH_IMAGE040
，包括：
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 563412DEST_PATH_IMAGE038
，通过二维插值算法计算得到 所述压比偏差度
Figure 665229DEST_PATH_IMAGE036
对应的流量偏差度
Figure 920630DEST_PATH_IMAGE040
。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量，包括：
按照如下公式将所述初始进口换算流量
Figure 449700DEST_PATH_IMAGE041
修正为目标进口换算流量
Figure 420412DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure 325920DEST_PATH_IMAGE043
其中，
Figure 701406DEST_PATH_IMAGE044
表示所述VSV修正系数，
Figure 669887DEST_PATH_IMAGE040
表示所述压比修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量，包括：
按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量
Figure 130824DEST_PATH_IMAGE045
：
Figure 574444DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 804437DEST_PATH_IMAGE042
表示所述目标进口换算流量，
Figure 684099DEST_PATH_IMAGE047
表示所述进口总温，
Figure 101173DEST_PATH_IMAGE048
表示所述 进口总压。
通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。可见，本发明通过对压比、VSV角度偏差进行修正，消除了压比、VSV角度偏差对流量的影响，从而使得到的整机试验中压气机的进口物理流量更加准确。
附图说明
图1为本发明发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法的流程示意图；
图2为本发明步骤S中拟合得到的中间系数
Figure 614063DEST_PATH_IMAGE049
随转速N2R的变化关系曲线图；
图3为本发明步骤S中等转速线的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如背景技术中所述，航空发动机整机试验是指航空发动机整机状态下开展的试验，试验中需要测量整机或部件的各项参数，以评估发动机的状态，整机试验中压气机进口流量通常是较为重要的一项测量参数。在测量进口流量时，采用测量设备进行测量是业界公认较为准确的测量方法。但由于在整机试验中，压气机的进口位置无法直接布置测量设备，压气机进口流量目前无法直接获得。
航空发动机的整机中包括核心机部分，其中整机中的压气机、燃烧室和高压涡轮三部分为核心机。在核心机试验中，由于压气机进口处能够布置测量设备，因而在核心机试验中，能够通过测量设备来直接测量获得较为准确的压气机进口流量。
基于上述内容，本发明提供了一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，如图1示意性示出了本发明一个实施方式的步骤流程示意图，其包括如下步骤：
S1，在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度。
应该理解，在进行核心机试验时，核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型应一致，以保证试验的准确性和可靠性。
具体地，本实施例的具体实现过程如下：
S11，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure 622864DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 848659DEST_PATH_IMAGE051
、…、
Figure 612085DEST_PATH_IMAGE052
）下 核心机试验件中压气机的第一进口换算流量（
Figure 459824DEST_PATH_IMAGE053
、
Figure 401760DEST_PATH_IMAGE054
、…、
Figure 411173DEST_PATH_IMAGE055
），得到如下表1所示的核心机 试验转速-换算流量表（表中慢车以上转速的数据，转速间隔应不小于2%设计转速)：
表1
Figure 68419DEST_PATH_IMAGE056
其中，第一进口换算流量根据核心机试验件各转速下分别测量得到的第一进口物理流量、第一进口总压和第一进口总温计算得到。
S12，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure 220917DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 811167DEST_PATH_IMAGE051
、…、
Figure 460323DEST_PATH_IMAGE052
）下 核心机试验件中压气机的第一压比（
Figure 873375DEST_PATH_IMAGE057
、
Figure 600DEST_PATH_IMAGE058
、…、
Figure 648619DEST_PATH_IMAGE059
），得到如下表2所示的核心机试验转 速-压比表（表中慢车以上转速的数据，转速间隔应不小于2%设计转速）：
表2
Figure 468676DEST_PATH_IMAGE060
S13，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure 566426DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 231763DEST_PATH_IMAGE051
、…、
Figure 62185DEST_PATH_IMAGE052
）下 核心机试验件中压气机的主控级VSV（可调静子叶片）的第一实测角度
Figure 790494DEST_PATH_IMAGE061
（
Figure 175207DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 644235DEST_PATH_IMAGE063
、…、
Figure 806794DEST_PATH_IMAGE064
），得到如下表3所示的核心机试验转速-VSV实测角度表：
表3
Figure 703074DEST_PATH_IMAGE065
通常，涡扇发动机中，高压压气机一般存在一级或多级可调静子叶片（VSV），其叶 片角度可以随转速变化，通过控制某一级VSV角度实现各级VSV角度联动调节，该级VSV称为 主控级VSV，记为
Figure 309505DEST_PATH_IMAGE066
。涡扇发动机设计时，给出主控级VSV的设计目标角度
Figure 847803DEST_PATH_IMAGE013
随转 速的变化规律，如表4所示：
表4
Figure 327850DEST_PATH_IMAGE067
在整机或核心机试验中，主控级VSV的实测角度一般通过角位移传感器测量获得，其与设计目标角度难免存在偏差。
S2，获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，具体过程如下：
S21，在预设的多个第一典型转速（一般选取3-4个第一典型转速，例如55%、75%、 90%、100%设计转速）下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速分别获取压气机 在主控级VSV的角度
Figure 660611DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure 754338DEST_PATH_IMAGE002
、开
Figure 296659DEST_PATH_IMAGE007
度（
Figure 893863DEST_PATH_IMAGE003
）、关
Figure 397525DEST_PATH_IMAGE007
度（
Figure 712969DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure 330420DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 47709DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 456693DEST_PATH_IMAGE068
表示主控级VSV 在相应转速下的设计目标角度，
Figure 307102DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差。
S22，对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure 990893DEST_PATH_IMAGE049
：
Figure 93847DEST_PATH_IMAGE009
S23，如图2所示，根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure 942242DEST_PATH_IMAGE049
，拟合得到中间系 数
Figure 232277DEST_PATH_IMAGE049
随转速N2R的变化关系如下：
Figure 188601DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 349324DEST_PATH_IMAGE012
为拟合参数，采用最小二乘法拟合得到。
S24，对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 628340DEST_PATH_IMAGE007
对压气机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure 140093DEST_PATH_IMAGE069
其中，KSV表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 634528DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气机的进口换算流量的 相对变化量。
S3，基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量。具体通过对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤实现：
S31，计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 449425DEST_PATH_IMAGE002
与所述第一实测角 度
Figure 371113DEST_PATH_IMAGE061
之间的偏差
Figure 370162DEST_PATH_IMAGE017
：
Figure 199447DEST_PATH_IMAGE070
S32，计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 609130DEST_PATH_IMAGE017
时，所述进口换算流量的 相对变化量
Figure 967299DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure 453644DEST_PATH_IMAGE071
S33，按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure 214183DEST_PATH_IMAGE020
修正为对应的第 一修正进口换算流量：
Figure 656535DEST_PATH_IMAGE072
其中，
Figure 41730DEST_PATH_IMAGE022
表示所述第一修正进口换算流量。
表5示出了第一修正进口换算流量与转速的对应关系：
表5
Figure 77688DEST_PATH_IMAGE073
S4，根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，具体过程如下：
S41，在预设的多个第二典型转速（一般选取7-8个第二典型转速，例如30%、55%、75%、85%、90%、96%、100%设计转速）下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机的等转速特性线，即压气机在等转速下的换算流量-压比特性线，如图3所示。
S42，对应于每个第二典型转速N2R，基于表5所示的各所述转速下的第一修正进口 换算流量，通一维线性插值得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量
Figure 720546DEST_PATH_IMAGE023
。
S43，对应于每个第二典型转速，基于表2中各所述转速下的所述第一压比，通过一 维线性插值得到该第二典型转速下的第一压比
Figure 361612DEST_PATH_IMAGE024
。
S44，对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比 特性线上的每个压比点的压比
Figure 796004DEST_PATH_IMAGE025
和进口换算流量
Figure 256942DEST_PATH_IMAGE026
，并按如下公式计算每个压比点 对应的压比偏差度和流量偏差度：
Figure 529526DEST_PATH_IMAGE027
Figure 25098DEST_PATH_IMAGE028
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure 430059DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 112713DEST_PATH_IMAGE030
）即为对应转速下 压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系。
从而，可以得到每个典型转速下
Figure 625603DEST_PATH_IMAGE074
的二维插值表，如表6所示：
表6
Figure 975681DEST_PATH_IMAGE075
S5，基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
具体地，本实施例基于表5中各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过一维线性插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
S6，在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，具体过程如下：
S61，获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 280105DEST_PATH_IMAGE002
。
具体地，基于表4中的数据，通过一维线性插值方法获取所述目标转速下所述主控 级VSV的设计目标角度
Figure 981214DEST_PATH_IMAGE068
。
S62，在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的 第二实测角度
Figure 32215DEST_PATH_IMAGE076
，并计算
Figure 239730DEST_PATH_IMAGE076
与
Figure 717985DEST_PATH_IMAGE002
之间的角度偏差
Figure 640811DEST_PATH_IMAGE077
。
S63，按如下公式获取所述目标转速N2R下所述角度偏差
Figure 504292DEST_PATH_IMAGE078
对压气机的进口换 算流量的VSV修正系数：
Figure 563384DEST_PATH_IMAGE079
其中，
Figure 806015DEST_PATH_IMAGE080
表示所述VSV修正系数，
Figure 953487DEST_PATH_IMAGE081
值与步骤S2中
Figure 611871DEST_PATH_IMAGE012
的值一致。
S7，基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数。
S71，基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure 259890DEST_PATH_IMAGE082
，同 时基于表2中的数据，通过一维线性插值获取压气机在所述目标转速下对于核心机工作线 的第一压比
Figure 342596DEST_PATH_IMAGE024
。
S72，计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure 974435DEST_PATH_IMAGE036
为：
Figure 170930DEST_PATH_IMAGE037
S73，基于表6所示的压比影响关系、以及所述目标转速和
Figure 738702DEST_PATH_IMAGE036
，通过二维线性 插值计算得到所述压比偏差度
Figure 464081DEST_PATH_IMAGE036
对应的流量偏差度
Figure 583216DEST_PATH_IMAGE040
，并将
Figure 52243DEST_PATH_IMAGE040
作为所述 压比修正系数。
S8，基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量。
具体地，通过如下公式将所述初始进口换算流量
Figure 722523DEST_PATH_IMAGE083
修正为目标进口换算 流量
Figure 415542DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure 21972DEST_PATH_IMAGE084
其中，
Figure 563200DEST_PATH_IMAGE044
表示所述VSV修正系数，
Figure 40317DEST_PATH_IMAGE040
表示所述压比修正系数。
S9，基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
具体地，按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量
Figure 107499DEST_PATH_IMAGE045
：
Figure 198296DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 540285DEST_PATH_IMAGE042
表示所述目标进口换算流量，
Figure 137488DEST_PATH_IMAGE047
表示所述进口总温，
Figure 906730DEST_PATH_IMAGE048
表示所述 进口总压。
本发明基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。可见，本发明通过对压比、VSV角度偏差进行修正，消除了压比、VSV角度偏差对流量的影响，从而使得到的整机试验中压气机的进口物理流量更加准确。
虽然以上描述了本公开的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本公开的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本公开的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，其特征在于，包括：
在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度，其中，所述核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型一致；
获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系；
基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量；
根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系；
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量；
在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数；
基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；
基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；
基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，包括：
在预设的多个第一典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速分别 获取压气机在主控级VSV的角度
Figure 691076DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure 134012DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 41182DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 168275DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure 827140DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 245352DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 413553DEST_PATH_IMAGE002
表示 主控级VSV在相应转速下的设计目标角度，
Figure 524597DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差；
对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure 814633DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 842062DEST_PATH_IMAGE009
根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure 737206DEST_PATH_IMAGE008
，拟合得到中间系数
Figure 284731DEST_PATH_IMAGE008
随转速N2R 的变化关系如下：
Figure 530905DEST_PATH_IMAGE010
对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 762690DEST_PATH_IMAGE007
对压气 机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure 840237DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 293084DEST_PATH_IMAGE012
为拟合参数，KSV表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 758044DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气机的进 口换算流量的相对变化量。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量，包括对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤：
计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 587329DEST_PATH_IMAGE002
与所述第一实测角度
Figure 988223DEST_PATH_IMAGE013
之间的偏差
Figure 614901DEST_PATH_IMAGE014
：
Figure 366825DEST_PATH_IMAGE015
计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 734222DEST_PATH_IMAGE016
时，所述进口换算流量的相对变化 量
Figure 786360DEST_PATH_IMAGE017
：
Figure 831941DEST_PATH_IMAGE018
按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure 71161DEST_PATH_IMAGE019
修正为对应的第一修正 进口换算流量：
Figure 242248DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 89506DEST_PATH_IMAGE021
表示所述第一修正进口换算流量。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，包括：
在预设的多个第二典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机在等转速下的换算流量-压比特性线；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的第一修正进口换算流量，通过插值计 算得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量
Figure 320636DEST_PATH_IMAGE022
；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的所述第一压比，通过插值计算得到该 第二典型转速下的第一压比
Figure 984835DEST_PATH_IMAGE023
；
对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比特性线上 的每个压比点的压比
Figure 956684DEST_PATH_IMAGE024
和进口换算流量
Figure 655518DEST_PATH_IMAGE025
，并按如下公式计算每个压比点对应的 压比偏差度和流量偏差度：
Figure 260812DEST_PATH_IMAGE026
Figure 271362DEST_PATH_IMAGE027
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure 521603DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 137261DEST_PATH_IMAGE029
）即为所述压比影响关 系。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量，包括：
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
6.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，包括：
获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 444614DEST_PATH_IMAGE002
；
在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的第二实测 角度
Figure 92195DEST_PATH_IMAGE030
，并计算
Figure 408776DEST_PATH_IMAGE030
与
Figure 878940DEST_PATH_IMAGE002
之间的角度偏差
Figure 953600DEST_PATH_IMAGE031
；
按如下公式获取所述目标转速下所述角度偏差
Figure 532218DEST_PATH_IMAGE031
对压气机的进口换算流量的 VSV修正系数：
Figure 446297DEST_PATH_IMAGE032
其中，
Figure 302127DEST_PATH_IMAGE033
表示所述VSV修正系数。
7.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数，包括：
基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure 485371DEST_PATH_IMAGE034
，同时获取压 气机在所述目标转速下的第一压比
Figure 364334DEST_PATH_IMAGE023
；
计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure 22717DEST_PATH_IMAGE035
为：
Figure 936315DEST_PATH_IMAGE036
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 585337DEST_PATH_IMAGE035
，通过插值计算得到所述压比偏差 度
Figure 217176DEST_PATH_IMAGE035
对应的流量偏差度
Figure 679250DEST_PATH_IMAGE037
，并将
Figure 715863DEST_PATH_IMAGE037
作为所述压比修正系数。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述压比影响关系、所述目 标转速和
Figure 175664DEST_PATH_IMAGE035
，通过插值计算得到所述压比偏差度
Figure 560377DEST_PATH_IMAGE035
对应的流量偏差度
Figure 760896DEST_PATH_IMAGE038
，包括：
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 914666DEST_PATH_IMAGE035
，通过二维插值算法计算得到所述 压比偏差度
Figure 342105DEST_PATH_IMAGE035
对应的流量偏差度
Figure 417377DEST_PATH_IMAGE037
。
9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量，包括：
按照如下公式将所述初始进口换算流量
Figure 958604DEST_PATH_IMAGE039
修正为目标进口换算流量
Figure 170143DEST_PATH_IMAGE040
：
Figure 34063DEST_PATH_IMAGE041
其中，
Figure 136578DEST_PATH_IMAGE042
表示所述VSV修正系数，
Figure 681829DEST_PATH_IMAGE043
表示所述压比修正系数。
10.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量，包括：
按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量
Figure 810191DEST_PATH_IMAGE044
：
Figure 316783DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure 163385DEST_PATH_IMAGE046
表示所述目标进口换算流量，
Figure 43486DEST_PATH_IMAGE047
表示所述进口总温，
Figure 229616DEST_PATH_IMAGE048
表示所述 进口总压。
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