CN115875138B - 一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置 - Google Patents

一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置 Download PDF

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CN115875138B CN202310068420.2A CN202310068420A CN115875138B CN 115875138 B CN115875138 B CN 115875138B CN 202310068420 A CN202310068420 A CN 202310068420A CN 115875138 B CN115875138 B CN 115875138B
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Abstract

本申请属于发动机控制技术领域,具体涉及一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置。该方法包括:步骤S1、基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;步骤S2、根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正。本申请通过优化控制规律挖掘发动机的潜能,充分发挥各部件、系统的长处,实现了发动机性能的提升。

Description

一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置
技术领域
本申请属于发动机控制技术领域,具体涉及一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置。
背景技术
航空发动机作为飞机的“心脏”,是在高温、高压、高转速和交变负荷等恶劣条件下长期重复使用的复杂热力机械,涉及众多学科,研制难度大、风险高。为了满足飞机飞的更快、更高、更远目标,同时适应各种复杂多变的工作环境,对发动机的工作能力提出了更高、更苛刻的要求。为了实现指标要求,一种方法是不断提高发动机材料性能和部件的气动性能,但受限于基础技术进步的速度,很难通过上述进步来实现发动机的能力指标;另一种方法是在现有条件基础技术的条件下,通过优化匹配各系统,充分发挥各部件、系统的能力潜力,进一步挖掘发动机的能力以满足要求。
现有技术方案中,发动机控制规律相对较单一,主要是在稳定性、寿命、机械强度、热强度等约束条件下取最保守的控制规律,确保发动机工作稳定、安全,结果导致发动机性能无法充分发挥。该种控制规律设计相当于一种“各取所短”的保守性设计方法,优点是控制规律简单,但没有发挥各部件的终极潜力。
发明内容
为了解决上述问题之一,本申请提供了一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法及装置,通过基于工作场景分析,从时间、空间两个维度出发,识别出各使用场景下首要解决的问题,然后确定对问题影响的关键控制因素,在该使用场景下,放大关键控制因素的效果,舍弃不重要或不关注的性能因素,从而实现对不同场景下的涡轮发动机进行控制规律修正。
本申请第一方面提供了一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,主要包括:
步骤S1、基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;
步骤S2、根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,包括:
当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正;
当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作;
当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正;
当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大;
当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长;
当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加;
当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调。
优选的是,步骤S1中,基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景包括:
根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态;
根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态;
根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态;
根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态;
根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态;
根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。
优选的是,所述发动机舱压由飞行高度转换确定。
优选的是,步骤S2中,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正包括:
基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
优选的是,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
本申请第二方面提供了一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,主要包括:
工作域场景识别模块,用于基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;
控制参数修正模块,用于根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,所述控制参数修正模块包括:
地面高温或低温起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正;
高原起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作;
小速度空中起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正;
小速度或大机动飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大;
低压或低温加力点火修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长;
超跨音速进发不匹配修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加;
大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调。
优选的是,所述工作域场景识别模块包括:
地面高温或低温起动状态识别单元,用于根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态;
高原起动状态识别单元,用于根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态;
小速度空中起动状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态;
小速度或大机动飞行状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态;
低压或低温加力点火状态识别单元,用于根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态;
超跨音速进发不匹配状态识别单元,用于根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态;
大速度突防状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态;
加速性或大马赫飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态;
升限飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。
优选的是,所述发动机舱压由飞行高度转换确定。
优选的是,所述地面高温或低温起动修正单元包括:
插值计算子单元,用于基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
修正子单元,用于选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
优选的是,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
本申请基于分时、分域的思想,识别出涡轮发动机的工作域场景,从而执行考虑工作域场景突出矛盾点的控制规律,通过优化控制规律挖掘发动机的潜能,充分发挥各部件、系统的长处,实现了发动机性能的提升。
附图说明
图1为本申请航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法的一优选实施例的流程图。
图2为本申请图1所示实施例的供油规律温度修正系数表示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式,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方式,都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请第一方面提供了一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,如图1所示,主要包括:
步骤S1、基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行。
该步骤中,基于空间维度,从发动机工作过程分析可能遇到的场景,识别出包括但不少于如下工作场景:地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行等多个典型工作域场景。另一方面,基于时间维度,从发动机工作历程,分析可能遇到的工作场景,识别出包括但不少于如下工作场景:起动、慢车、慢车上推暖机、暖机后下拉慢车、慢车加速至最大状态起飞、空中加力接通或断开、不同高度或速度飞行、异常停车后空中起动、返航、着陆复飞、着陆等。
在一些可选实施方式中,步骤S1中,基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景包括:
(1)根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态。本实施例通过设置标识值进行状态确定,例如地面高温或低温起动状态的标识初值为“0”,当发动机进口温度T1>25℃或动机进口温度T1<-5℃成立且发动机处于“起动状态”时,将地面高温或低温起动状态标识为“1”;当动机进口温度T1<24℃或动机进口温度T1>-4℃成立时且发动机处于“起动状态”时,地面高温或低温起动状态标识为“0”。
(2)根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态。例如高原起动标识的初值为“0”,当发动机舱压PH<70kPa成立且发动机处于“起动状态”时,高原起动标识为“1”;当发动机舱压PH>70.5kPa成立且发动机处于“起动状态”时,高原起动标识为“0”。
在一些可选实施方式中,所述发动机舱压由飞行高度转换确定,该实施例中,当发动机舱压不能直接通过控制系统获取时,可以根据发动机舱压与飞行高度之间的关系进行相互转换,例如上述发动机舱压PH<70kPa,对应可以表示为飞行高度H>3km,发动机舱压PH>70.5kPa,对应可以表示为飞行高度H<2.95km。
(3)根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态。例如小速度空中起动标识的初值为“0”,当飞行表速Vb<500km/h且轮载信号为“空中”且发动机停车成立时,小速度空中起动标识为“1”;当飞行表速Vb>550km/h且轮载信号为“空中”且发动机停车成立时,小速度空中起动标识从“1”变为“0”。
(4)根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态。例如小速度或大机动飞行标识的初值为“0”,当飞行表速Vb<500km/h且轮载信号为“空中”且法向过载ny<1g且发动机处于“最大状态”时,小速度或大机动飞行标识为“1”;当飞行表速Vb>550km/h且轮载信号为“空中”且法向过载ny<1g成立时,小速度或大机动飞行标识从“1”变为“0”。
(5)根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态。例如低压或低温加力点火标识初值为“0”,当发动机进口温度T1<-10℃且发动机舱压PH<22kPa(对应于飞行高度H>11km)且飞行表速Vb<500km/h成立时,低压或低温加力点火标识为“1”;当发动机进口温度T1>-8℃或发动机舱压PH>24.4kPa(对应于飞行高度H<110.5km)或飞行表速Vb>550km/h成立时,低压或低温加力点火标识从“1”变为“0”。
(6)根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态。例如超跨音速进发不匹配标识初值为“0”,当0.9<M<1.5且10<PLA<20成立时,超跨音速进发不匹配标识为“1”;当M<0.85或PLA>22成立时,超跨音速进发不匹配标识从“1”变为“0”。其中M为飞行马赫数,PLA为油门杆角度。
(7)根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态。例如大速度突防标识的初值为“0”,当飞行马赫数M>0.9且发动机舱压PH>47.1kPa(对应于飞行高度H<6km)成立时,大速度突防标识为“1”;当飞行马赫数M<0.85或发动机舱压PH<44kPa(对应于飞行高度H>6.5km)成立时,大速度突防标识从“1”变为“0”。
(8)根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态。例如加速性或大马赫飞行标识的初值为“0”,当0.9<M<1.4且发动机舱压PH<24.4kPa(对应于飞行高度H>10.5km)成立时,加速性或大马赫飞行标识为“1”;当飞行马赫数M>1.45或飞行马赫数M<0.85或发动机舱压PH>26.4kPa(对应于飞行高度H<10km)成立时,加速性或大马赫飞行标识从“1”变为“0”。
(9)根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。例如升限飞行标识的初值为“0”,当1.2<M<1.6且发动机舱压PH<15.3kPa(对应于飞行高度H>13.5km)成立时,升限飞行标识为“1”;当飞行马赫数M>1.65或飞行马赫数M<1.15或发动机舱压PH>16.5kPa(对应于飞行高度H<13km)成立时,升限飞行标识从“1”变为“0”。
步骤S2、根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,包括:
(1)当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正。
该实施例中,当地面高温或低温起动标识为“1”时,发动机处于起动过程,供油规律在基础值(Wf/P3)R=f(nR)的基础上乘以系数A1进行修正。
在一些可选实施方式中,步骤S2中,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正包括:
基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
该实施例中,供油规律温度修正系数表如图2所示,供油规律在基础值(Wf/P3)R是换算油气比,其为换算转速nR的函数。根据常规控制规律计算出换算油气比之后,再基于第一修正系数进行修正。参考图2,获取发动机进口温度T1后,首先按照开尔文(K)和摄氏度(℃)的转换关系,计算出开氏度,然后找到第一修正系数范围,A1上边界和A1下边界分别为第一修正系数范围的两个边界值,然后在第一修正范围内选取一个值对换算油气比进行修正,其中,图2中A推荐为在第一修正范围内选取修正值时的推荐值。
(2)当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作,该实施例中,当高原起动标识成立为“1” 时,发动机处于起动过程,直接输出“起动过程卸载”信号给飞机,由飞机按该指令执行相应操作。
(3)当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正。
在一些可选实施方式中,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
该实施例中,当小速度空中起动标识成立为“1”,发动机空中起动过程,空中起动供油规律在基础值(Wf/P3)R=f(nR)的基础上乘以系数A2进行修正,A2=(1-0.005*(500-Vb))。
(4)当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大。该实施例中,压气机可调叶片角度α2控制规律在正常规律基础上执行偏关B度控制,其中,B取值范围为0~5,推荐值为1;同时,喷口发动机喷口涡轮膨胀控制规律在正常规律基础上放大C倍,其中,C的取值范围为0~0.3,推荐值为0.1。
(5)当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长。该实施例中,低压或低温加力点火标识成立为“1”时,发动机慢车接加力过程,供油时机在正常规律的基础上延迟D秒,其中D的取值范围为0~3,推荐值2,点火时机延迟E秒,其中E的取值范围为0~2,推荐值1。
(6)当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加。该实施例中,超跨音速进发不匹配标识成立为“1”时,发动机最小燃油流量控制值Wfmin在正常规律上增加F(单位为kg/h),其中,F的取值范围为0~100,推荐值50。
(7)当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调。该实施例中,当大速度突防标识成立为“1”时,发动机排气温度控制计划在正常控制规律基础上上调ΔT6增1(ΔT6增1推荐值为15℃,范围0~20℃)。当加速性或大马赫飞行标识成立为“1”时,发动机排气温度控制计划在正常控制规律基础上上调ΔT6增2,(ΔT6增2推荐值为15℃,范围0~20℃)。当升限飞行标识成立为“1”时,发动机排气温度控制计划在正常控制规律基础上上调ΔT6增3,(ΔT6增3推荐值为15℃,范围0~20℃)。
本申请第二方面提供了一种与上述方法对应的航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,主要包括:
工作域场景识别模块,用于基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;
控制参数修正模块,用于根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,所述控制参数修正模块包括:
地面高温或低温起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正;
高原起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作;
小速度空中起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正;
小速度或大机动飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大;
低压或低温加力点火修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长;
超跨音速进发不匹配修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加;
大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调。
在一些可选实施方式中,所述工作域场景识别模块包括:
地面高温或低温起动状态识别单元,用于根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态;
高原起动状态识别单元,用于根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态;
小速度空中起动状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态;
小速度或大机动飞行状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态;
低压或低温加力点火状态识别单元,用于根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态;
超跨音速进发不匹配状态识别单元,用于根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态;
大速度突防状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态;
加速性或大马赫飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态;
升限飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。
在一些可选实施方式中,所述发动机舱压由飞行高度转换确定。
在一些可选实施方式中,所述地面高温或低温起动修正单元包括:
插值计算子单元,用于基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
修正子单元,用于选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
在一些可选实施方式中,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
本申请基于分时、分域的思想,识别出涡轮发动机的工作域场景,从而执行考虑工作域场景突出矛盾点的控制规律,通过优化控制规律挖掘发动机的潜能,充分发挥各部件、系统的长处,实现了发动机性能的提升。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述,但在本申请基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本申请要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,其特征在于,包括:
步骤S1、基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;
步骤S2、根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,包括:
当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正;
当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作;
当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正;
当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大;
当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长;
当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加;
当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调;
其中,步骤S1中,基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景包括:
根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态;
根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态;
根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态;
根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态;
根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态;
根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态;
根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。
2.如权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,其特征在于,所述发动机舱压由飞行高度转换确定。
3.如权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,其特征在于,步骤S2中,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正包括:
基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
4.如权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制方法,其特征在于,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
5.一种航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,其特征在于,包括:
工作域场景识别模块,用于基于发动机参数确定发动机所处的工作域场景,所述工作域场景包括但不限于地面高温或低温起动、高原起动、小速度空中起动、小速度或大机动飞行、低压或低温加力点火、超跨音速进发不匹配、大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行;
控制参数修正模块,用于根据不同工作域场景,对所述涡轮发动机进行控制参数修正,所述控制参数修正模块包括:
地面高温或低温起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为地面高温或低温起动状态时,基于预置的第一修正系数对供油规律基础值进行修正;
高原起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为高原起动状态时,控制飞机执行起动过程卸载操作;
小速度空中起动修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度空中起动状态时,基于预置的第二修正系数对供油规律基础值进行修正;
小速度或大机动飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为小速度或大机动飞行状态时,对压气机可调叶片角度执行偏关,并对发动机喷口涡轮膨胀比进行放大;
低压或低温加力点火修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为低压或低温加力点火状态时,对供油时机及点火时机进行延长;
超跨音速进发不匹配修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为超跨音速进发不匹配状态时,对发动机最小燃油流量控制值进行增加;
大速度突防、加速性或大马赫飞行、升限飞行修正单元,用于当所述涡轮发动机的工作场景为大速度突防状态时,或者为加速性或大马赫飞行状态时,或者为升限飞行状态时,对发动机排气温度控制计划进行上调;
其中,所述工作域场景识别模块包括:
地面高温或低温起动状态识别单元,用于根据发动机进口温度以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于地面高温或低温起动状态;
高原起动状态识别单元,用于根据发动机舱压以及发动机工作历程是否为起动状态,确定发动机是否处于高原起动状态;
小速度空中起动状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号以及发动机是否停车,确定发动机是否处于小速度空中起动状态;
小速度或大机动飞行状态识别单元,用于根据飞行表速、轮载信号、法向过载以及发动机工作历程是否为最大状态,确定发动机是否处于小速度或大机动飞行状态;
低压或低温加力点火状态识别单元,用于根据发动机进口温度、发动机舱压及飞行表速,确定发动机是否处于低压或低温加力点火状态;
超跨音速进发不匹配状态识别单元,用于根据飞行马赫数及油门杆角度,确定发动机是否处于超跨音速进发不匹配状态;
大速度突防状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于大速度突防状态;
加速性或大马赫飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于加速性或大马赫飞行状态;
升限飞行状态识别单元,用于根据飞行马赫数及发动机舱压,确定发动机是否处于升限飞行状态。
6.如权利要求5所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,其特征在于,所述发动机舱压由飞行高度转换确定。
7.如权利要求5所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,其特征在于,所述地面高温或低温起动修正单元包括:
插值计算子单元,用于基于预置的供油规律温度修正系数表插值出第一修正系数范围,所述供油规律温度修正系数表记载了多个发动机进口温度,以及每个发动机进口温度对应的第一修正系数范围;
修正子单元,用于选取第一修正系数范围内的任一值,对基于发动机换算转速计算的供油规律基础值进行修正。
8.如权利要求5所述的航空燃气涡轮发动机分域分时控制装置,其特征在于,根据飞行表速确定所述第二修正系数。
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