CN117057047B - 一种航空发动机的性能测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种航空发动机的性能测试方法及系统，涉及性能测试技术领域，该方法包括：组建目标部件集；构建第一部件模型；得到仿真飞行记录；得到第一飞行指数；以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数；确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数，解决了现有技术中存在由于大多对单一的零部件进行性能测试，且测试维度较为单一，进而导致性能测试结果不准确、不全面的技术问题，实现从多个维度对航空发动机进行性能综合测试，达到提升性能测试效率和准确性的技术效果。

Description

一种航空发动机的性能测试方法及系统

技术领域

本发明涉及性能测试技术领域，具体涉及一种航空发动机的性能测试方法及系统。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，是飞机飞行的动力提供者，因此，航空发动机的性能直接影响飞机的飞行性能，对于航空发动机进行性能测试，可以辅助相关技术人员了解航空发动机性能，从而对航空发动机结构进行改进，也可在对航空发动机结构进行改进的过程中，对于航空发动机的性能进行测试，便于技术人员及时了解改进效果，因此，对于航空发动机进行性能测试具有重要的现实意义。

目前，现有技术中对航空发动机的性能检测，大多是对单一的零部件进行性能测试，且测试维度较为单一，比如叶片、涡轮部件等，但是组成航空发动机的多个部件之间的性能会产生影响，单一部件的性能测试难以体现出航空发动机的整体性能，综上，现有技术中存在由于大多对单一的零部件进行性能测试，且测试维度较为单一，进而导致性能测试结果不准确、不全面的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种航空发动机的性能测试方法及系统，用以解决现有技术中存在由于大多对单一的零部件进行性能测试，且测试维度较为单一，进而导致性能测试结果不准确、不全面的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种航空发动机的性能测试方法，包括：组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数。

根据本发明的第二方面，提供了一种航空发动机的性能测试系统，包括：目标部件集获取模块，所述目标部件集获取模块用于组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；部件模型构建模块，所述部件模型构建模块用于利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；多部件联合仿真模块，所述多部件联合仿真模块用于基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；飞行指数获取模块，所述飞行指数获取模块用于得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；性能参数获取模块，所述性能参数获取模块用于以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；性能指数计算模块，所述性能指数计算模块用于确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数。

根据本发明采用的一个或多个技术方案，可达到如下有益效果：

1.在本实施例中，通过组建目标部件集，实现对航空发动机的部件的筛选，后续可针对性地对目标部件集中的部件进行性能测试，进一步利用多维度特征采集到的从目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，并根据第一部件模型组合得到多部件联合仿真模型，通过多部件联合仿真模型进行飞行模拟，得到仿真飞行记录，通过分析仿真飞行记录得到第一飞行指数，基于目标部件特征和第一飞行指数，通过发动机性能预测评估算法得到航空发动机的第一性能参数，加权第一性能参数计算得到目标性能指数，由此从多个维度对航空发动机进行性能综合测试，达到提升性能测试效率和准确性的技术效果。

2.根据第一部件模型组合得到多部件联合仿真模型，通过多部件联合仿真模型进行飞行模拟，得到仿真飞行记录，考虑到多个部件之间的性能影响，达到保证获得的仿真飞行记录的准确性，进而保证航空发动机的性能测试准确性的技术效果。

3.读取预定飞行评估指标，预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角，基于预定飞行评估指标对第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到第一飞行信息，其中，第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角，依次获取第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到第一飞行指数，通过对飞行速度和位置的分析，实现对航空发动机的飞行控制性能分析，达到为综合性能分析提供支持，提升性能测试的全面性和准确性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种航空发动机的性能测试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种航空发动机的性能测试系统的结构示意图。

附图标记说明：目标部件集获取模块11，部件模型构建模块12，多部件联合仿真模块13，飞行指数获取模块14，性能参数获取模块15，性能指数计算模块16。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。

说明书中使用的术语用于描述实施例，而不是限制本发明。如在说明书中所使用的，单数术语“一”“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

除非另有定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)应具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。术语，如常用词典中定义的术语，不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在此明确定义。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

需要说明的是，本发明所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种航空发动机的性能测试方法图，所述方法包括：

组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；

在一个优选实施例中，还包括：

采集所述航空发动机的同类发动机的历史飞行记录；得到第一相关性分析结果，所述第一相关性分析结果为通过对从所述历史飞行记录中第一历史记录中随机提取到的第一历史部件的第一历史部件特征与第一历史性能参数的相关性分析结果；当所述第一相关性分析结果满足预定相关性要求时，在所述航空发动机上匹配所述第一历史部件对应的第一目标部件；基于所述第一目标部件组建所述目标部件集。

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，是飞机飞行的动力，航空发动机的性能直接决定了飞机的飞行性能，因此，对航空发动机进行性能测试，对于提升飞机飞行性能具有重要意义。航空发动机由多个部件组合而成，包括燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、风扇、压气机等组件，不同部件对航空发动机的性能影响不同，对航空发动机的各部件与航空发动机的性能进行相关性分析，获取相关性较大的多个部件组合而成所述目标部件集。

采集所述航空发动机的同类发动机的历史飞行记录，历史飞行记录即为同类发动机在过去一段时间内的飞行记录，比如过去一个月，具体来说，航空发动机安装于飞机内部，因此，可通过连接航空公司的飞行管理系统，直接调取同类发动机在历史时间内的飞行记录，得到历史飞行记录，历史飞行记录包括航空发动机的各个部件的历史部件特征和历史性能参数，提取历史飞行记录中的任一部件的任一历史部件特征作为第一历史部件特征，提取历史飞行记录中的与第一历史部件特征对应的第一历史性能参数，然后通过相关性分析算法对第一历史部件特征与第一历史性能参数进行相关性分析，优选的，可利用现有的灰色关联度算法进行相关性分析，从而得到第一相关性分析结果，第一相关性分析结果包括第一历史部件特征与第一历史性能参数之间的相关度，相关性分析是本领域技术人员常用技术手段，故在此不进行展开。进一步获取预定相关性要求，预定相关性要求可由本领域技术人员自行设定，一般设置的值较小，示例性的，可设为0.2，也可结合历史经验设置，这样可以筛除掉相关性较小的部件，提高测试效率。也就是说，预定相关性要求是对航空发动机的部件进行筛选的参考条件，预定相关性要求越低，筛选出的目标部件集中包含的部件数量就越多，后续通过对目标部件集内的部件进行性能测试。通过比较预定相关性要求和第一相关性分析结果，如果第一相关性分析结果满足预定相关性要求，将在所述航空发动机上匹配与所述第一历史部件相同的部件作为的第一目标部件，由此可以得到多个第一目标部件，多个第一目标部件组成所述目标部件集。由此实现目标部件集的筛选，为后续的性能测试提供基础，达到保证测试结果准确性的同时提升测试效率的技术效果。

在一个优选实施例中，还包括：

获取第一历史部件结构特征，所述第一历史部件结构特征为所述第一历史部件的结构和尺寸特征；获取第一历史部件性能特征，所述第一历史部件性能特征为所述第一历史部件的性能特征；所述第一历史部件结构特征与所述第一历史部件性能特征共同作为所述第一历史部件特征。

获取第一历史部件结构特征，所述第一历史部件结构特征为所述第一历史部件的结构和尺寸特征，在对航空发动机进行组装时，会记录各种组装部件的结构和尺寸，结构可以理解为部件的形状，因此，通过直接调取同类发动机的组装记录，即可得到所述第一历史部件的结构和尺寸特征，具体来说，如果航空发动机的组装记录通过计算机系统存储记录，可通过连接对应的计算机系统进行第一历史部件的结构和尺寸特征的调取，也可由人工进行调取，然后通过客户端进行上传，第一历史部件的结构和尺寸特征组成第一历史部件结构特征。进一步获取第一历史部件性能特征，所述第一历史部件性能特征为所述第一历史部件的性能特征，简单来说，就是单个部件的性能，比如单个部件的密封性能，以此作为第一历史部件性能特征，一般情况下，在对航空发动机组装完成后进行使用时，一定会对各个部件的性能进行测试，保证飞机行驶安全，因此，可基于历史中的测试数据直接提取不同部件的历史性能特征，得到第一历史部件性能特征，所述第一历史部件结构特征与所述第一历史部件性能特征共同作为所述第一历史部件特征。由此实现对历史部件特征的获取，为后续的性能测试提供基础。

利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；

多维度特征采集就是上述获取第一部件特征的结构和尺寸特征、性能特征两个维度，第一部件泛指目标部件集中的任意一个部件，进而通过获取的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型，第一部件、第一部件特征、第一部件模型具有一一对应关系。

在一个优选实施例中，还包括：

采集得到所述第一部件的第一结构尺寸特征；采集得到所述第一部件的第一性能特征，并结合所述第一结构尺寸特征得到所述第一部件特征；其中，当所述第一部件为金属封严环时将漏光性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为气膜浮环时将上浮性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为吊架结构和机翼时将振动性能作为所述第一部件的性能采集指标。

采集得到所述第一部件的第一结构尺寸特征，第一结构尺寸特征是指第一部件的形状和尺寸大小，可通过现有的尺寸检测装置直接采集获取，通过不同的传感器采集得到所述第一部件的第一性能特征，并结合所述第一结构尺寸特征得到所述第一部件特征，其中，当所述第一部件为金属封严环时将漏光性能作为所述第一部件的性能采集指标，金属封严环是航空发动机的重要密封性部件，主要用于高温高压下高速轴的密封，金属封严环包括直径从十几毫米到几百毫米、形状各异的W型、C型、多W型、ρ型等，金属封严环密封性的好坏，直接影响发动机能量流失与否，进一步影响航空发动机效率，因此需要对金属封严环的密封性能进行检测，漏光性能是体现密封性能的重要指标，因此将漏光性能作为所述第一部件的性能采集指标，通过对第一部件的金属封严环进行漏光测试，得到漏光性能作为第一性能特征。

当所述第一部件为气膜浮环时将上浮性能作为所述第一部件的性能采集指标，通过气膜浮环进行密封能在环与轴之间的间隙中形成油膜，利用油膜产生的浮力来承担载荷，浮环本身能自由径向浮动，浮环在自身重量的作用下，和轴存在一定的偏心，在轴上方形成油楔，由于轴的旋转，在油楔中形成油膜压力，同时作用在浮环和轴上，浮环质量轻，在油膜压力形成的浮力作用下而浮起，上浮性能即为浮环的上浮性能，比如在一定的载荷下的浮力。

当所述第一部件为吊架结构和机翼时将振动性能作为所述第一部件的性能采集指标，可通过在吊架结构和机翼上安装的振动传感器对振动性能进行采集，将采集到的振动信号作为第一性能特征。

进而将所述第一结构尺寸特征和第一性能特征组合到一起，作为第一部件特征，通过现有的三维仿真软件，根据所述第一结构尺寸特征和第一性能特征对第一部件进行三维建模，即可得到第一部件模型，保证三维建模的准确性，为后续的性能测试提供支持。

基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；

对多个部件的多个第一部件模型进行组合，组合结果即为多部件联合仿真模型，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型，进而基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，多部件联合仿真可以对多个部件的性能进行综合分析，就是说，不同部件之前可能存在性能的相互影响，如果只对单个部件进行仿真模拟，无法判断不同部件之间是否存在影响，导致仿真结果不准确，因此，通过基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，可以考虑到多个部件之间的性能影响，保证获得的仿真飞行记录的准确性，需要说明的是，多部件联合仿真模型是航空发动机的仿真模型，通过多部件联合仿真模型可对不同飞行工况进行飞行模拟，比如起飞、巡航、空慢等，对多部件联合仿真模型在不同飞行工况的飞行模拟过程进行采集，即可得到仿真飞行记录，仿真飞行记录包括飞行速度、方向等参数。

得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；

在一个优选实施例中，还包括：

读取预定飞行评估指标，所述预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角；基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息，其中，所述第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角；依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到所述第一飞行指数。

在一个优选实施例中，还包括：

从所述第一飞行记录数据中依次提取第一飞行位置时序和第一飞行速度时序；在第一时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第一位置和第一速度；在第二时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第二位置和第二速度；依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角，所述第一平均飞行加速度为基于所述第一速度和所述第二速度计算得到的平均加速度值，所述第一平均飞行航向角为基于所述第一位置和所述第二位置计算得到的平均航向角度值；从所述第一飞行记录数据中提取第一飞行轨迹；基于纯跟踪算法原理对所述第一飞行轨迹进行分析得到第二平均飞行航向角；基于所述第二平均飞行航向角对所述第一平均飞行航向角进行调整。

所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果，具体获取过程如下：

读取预定飞行评估指标，所述预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角，基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息，第一飞行记录数据是指所述仿真飞行记录中与第一飞行工况对应的飞行记录，第一飞行工况是指任意一种飞行工况，比如起飞、巡航等，其中，所述第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角。依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到所述第一飞行指数，第一系数表征第一平均飞行加速度对于飞机飞行质量的影响程度，第二系数表征第一平均飞行航向角对于飞机飞行质量的影响程度，具体来说，可基于现有技术获取同类型航空发动机的历史飞行质量记录，历史飞行质量记录包括历史飞行质量、历史平均飞行加速度和历史平均飞行航向角，然后利用权重分析法根据历史飞行质量、历史平均飞行加速度和历史平均飞行航向角对第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角进行权重分析，优选的，可利用变异系数法进行权重分析，权重分析是本领域技术人员常用技术手段，故在此不进行展开，即可得到第一系数和第二系数。进一步根据第一系数和第二系数对所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角进行加权计算，所得结果即为第一飞行指数，由此实现对不同工况下的飞行质量的分析，提升航空发动机性能测试结果与实际工况的契合度，便于实际应用中提升航空发动机性能。

基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息的过程如下：

从所述第一飞行记录数据中依次提取第一飞行位置时序和第一飞行速度时序，时序即为时间序列，也就是说，在第一飞行工况下，根据第一飞行记录数据提取不同时间下的飞行位置和飞行速度，将不同时间下的飞行位置按照时间顺序进行排列，所得结果即为第一飞行位置时序，将不同时间下的飞行速度按照时间顺序进行排列，所得结果即为第一飞行速度时序，第一飞行位置时序和第一飞行速度时序具有一一对应关系，就是同一时间节点可以得到一个飞行位置和一个飞行速度。

第一时间是指第一飞行位置时序和第一飞行速度时序中的任意一个时间节点，在第一时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第一时间对应的第一位置和第一速度。第二时间是指第一飞行位置时序和第一飞行速度时序中的与第一时间相邻的时间节点，在第二时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第二时间对应的第二位置和第二速度。需要说明的是，此处的第一时间、第二时间泛指第一飞行位置时序和第一飞行速度时序中任意相邻的两个时间节点，对应的第一位置和第一速度、第二位置和第二速度也泛指任意相邻时间节点下的飞行位置和飞行速度。

进一步基于所述第一速度和所述第二速度，通过数学中的加速度计算公式，即可获取第一加速度，由此得到多个相邻时间节点对应的多个第一加速度，对多个第一加速度进行均值计算，得到的平均加速度值即为第一平均飞行加速度。同理，基于所述第一位置和所述第二位置计算得到多个相邻时间节点对应的多个第一航向角，通过连接第一位置和第二位置，进一步设立基准线，第一位置和第二位置之间的连接线与基准线的角度即为第一航向角，对多个第一航向角进行均值计算，得到的平均航向角值即为第一平均飞行航向角。

从所述第一飞行记录数据中提取第一飞行轨迹，第一飞行轨迹可由第一飞行位置时序中的多个位置连接而得到。基于纯跟踪算法原理对所述第一飞行轨迹进行分析得到第二平均飞行航向角，也就是说，通过多部件联合仿真模型对第一飞行工况进行飞行模拟时，与实际飞机飞行一样，需要先确定飞行目标，进而控制多部件联合仿真模型按照飞行目标进行飞行模拟，但是飞行模拟过程是通过多部件联合仿真模型自行控制的，第一飞行轨迹是指多部件联合仿真模型的模型实际飞行轨迹，但是，第一飞行轨迹与飞行目标规定的飞行轨迹之间可能存在偏差，因此，需要纯跟踪算法原理对所述第一飞行轨迹进行分析，具体过程如下：

第一飞行轨迹包括多个位置，提取其中相邻的两个位置，即第一位置和第二位置，根据飞行目标确定预定第二位置，即预期的飞行位置，以预定第二位置与第一位置之间的距离作为预瞄距离，以多部件联合仿真模型的中心为原点，以预瞄距离为半径，绘制目标圆，根据飞行目标提取预期飞行轨迹，以目标圆与预期飞行轨迹的交点作为预瞄点，实时采集多部件联合仿真模型的飞行航向角，并将飞行航向角与预瞄点间的夹角作为偏差角，基于多部件联合仿真模型的长度、预瞄距离和偏差角计算多部件联合仿真模型的实际航向角，计算公式如下：；其中，/>为飞行航向角，/>是多部件联合仿真模型的长度，/>是预瞄距离，/>是偏差角。采用此方法，可根据第一飞行轨迹包含的多个位置，分多次进行飞行航向角的获取，多个飞行航向角的平均值即为第二平均飞行航向角。基于所述第二平均飞行航向角对所述第一平均飞行航向角进行调整，就是比对第二平均飞行航向角和第一平均飞行航向角，或者两者之间的偏差值，通过偏差值对第一平均飞行航向角进行调整，提升第一平均飞行航向角的准确性，进而提升航空发动机的性能测试准确性。

以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；

发动机性能预测评估算法是发动机性能预测评估公式，可通过现有的编程软件实现，以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，将其代入发动机性能预测评估公式，即可得到第一性能参数，第一性能参数表征目标部件集中任意一个部件的性能。所述目标部件特征由所述第一部件特征组成，就是目标部件集中的多个部件分别对应的第一部件特征。

获取所述发动机性能预测评估算法中的发动机性能预测评估公式，所述发动机性能预测评估公式如下：；其中，/>为所述航空发动机在所述第一飞行工况下的所述第一性能参数，即为需要求取的参数；/>为所述目标部件特征中的目标结构尺寸特征与其目标标准结构尺寸特征之间的偏差和，简单来说，目标部件特征包括多个部件的结构尺寸特征和性能特征，目标结构尺寸特征即为任意一个部件的多个结构尺寸特征，比如不同位置的尺寸、形状等，目标标准结构尺寸特征是指与目标结构尺寸特征对应的，表示部件质量合格的结构尺寸特征，航空发动机的部件合格标准由相关部门规定，且可能发生变化，因此需要本领域人员基于实际情况获取并上传，基于此，计算目标结构尺寸特征和目标标准结构尺寸特征中的相同特征之间的差值，可得到多个差值，对多个差值求和；/>为所述目标结构尺寸特征中第i个特征，/>为所述目标标准结构尺寸特征中第i个特征，且，所述目标结构尺寸特征与所述目标标准结构尺寸特征中均包括m个特征，m为大于1的整数，/>为所述目标部件特征中的目标性能特征，也就是第一部件特征中的第一性能特征，/>为所述目标性能特征中第j个特征，比如漏光性能，且，所述目标性能特征中包括n个特征，n为大于1的整数，/>为所述第一飞行指数，此外，/>分别为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，且，/>，第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数可由本领域技术人员结合实际情况自行设置，示例性的，可根据本领域技术人员对于航空发动机的结构尺寸特征、性能特征，以及飞行指数的重视程度，通过人工设置，也可基于现有技术中的权重分析法（比如变异系数法）对结构尺寸特征、性能特征，以及飞行指数进行权重分析，进行权重的自动化设置，对此不做限制。由此实现对航空发动机的部件的性能预测，得到第一性能参数，此时已实现了不同部件的性能测试，如果实际需求中需要对单个部件进行性能测试，即可以第一性能参数作为性能测试结果。

确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数。

第一性能参数泛指不同部件的性能参数，进而对所述第一性能参数进行加权计算，示例性的，可设置相同的权重，即对多个部件对应的多个第一性能参数求平均值，也可根据不同部件在航空发动机中的重要程度，设置不同的权重，重要程度越高，权重越大，进而对多个第一性能参数进行加权计算，所得结果即为目标性能指数，目标性能指数用于表征所述航空发动机的综合性能的指数，由此实现对航空发动机的性能测试，达到提升性能测试结果的准确性的技术效果。

基于上述分析可知，本发明提供的一个或多个技术方案，可达到如下有益效果：

1.在本实施例中，通过组建目标部件集，实现对航空发动机的部件的筛选，后续可针对性地对目标部件集中的部件进行性能测试，进一步利用多维度特征采集到的从目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，并根据第一部件模型组合得到多部件联合仿真模型，通过多部件联合仿真模型进行飞行模拟，得到仿真飞行记录，通过分析仿真飞行记录得到第一飞行指数，基于目标部件特征和第一飞行指数，通过发动机性能预测评估算法得到航空发动机的第一性能参数，加权第一性能参数计算得到目标性能指数，由此从多个维度对航空发动机进行性能综合测试，达到提升性能测试效率和准确性的技术效果。

2.根据第一部件模型组合得到多部件联合仿真模型，通过多部件联合仿真模型进行飞行模拟，得到仿真飞行记录，考虑到多个部件之间的性能影响，达到保证获得的仿真飞行记录的准确性，进而保证航空发动机的性能测试准确性的技术效果。

3.读取预定飞行评估指标，预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角，基于预定飞行评估指标对第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到第一飞行信息，其中，第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角，依次获取第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到第一飞行指数，通过对飞行速度和位置的分析，实现对航空发动机的飞行控制性能分析，达到为综合性能分析提供支持，提升性能测试的全面性和准确性的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种航空发动机的性能测试方法同样的发明构思，如图2所示，本发明还提供了一种航空发动机的性能测试系统，所述系统包括：

目标部件集获取模块11，所述目标部件集获取模块11用于组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；

部件模型构建模块12，所述部件模型构建模块12用于利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；

多部件联合仿真模块13，所述多部件联合仿真模块13用于基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；

飞行指数获取模块14，所述飞行指数获取模块14用于得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；

性能参数获取模块15，所述性能参数获取模块15用于以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；

性能指数计算模块16，所述性能指数计算模块16用于确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数。

进一步而言，所述目标部件集获取模块11还用于：

采集所述航空发动机的同类发动机的历史飞行记录；

得到第一相关性分析结果，所述第一相关性分析结果为通过对从所述历史飞行记录中第一历史记录中随机提取到的第一历史部件的第一历史部件特征与第一历史性能参数的相关性分析结果；

当所述第一相关性分析结果满足预定相关性要求时，在所述航空发动机上匹配所述第一历史部件对应的第一目标部件；

基于所述第一目标部件组建所述目标部件集。

进一步而言，所述目标部件集获取模块11还用于：

获取第一历史部件结构特征，所述第一历史部件结构特征为所述第一历史部件的结构和尺寸特征；

获取第一历史部件性能特征，所述第一历史部件性能特征为所述第一历史部件的性能特征；

所述第一历史部件结构特征与所述第一历史部件性能特征共同作为所述第一历史部件特征。

进一步而言，所述部件模型构建模块12还用于：

采集得到所述第一部件的第一结构尺寸特征；

采集得到所述第一部件的第一性能特征，并结合所述第一结构尺寸特征得到所述第一部件特征；

其中，当所述第一部件为金属封严环时将漏光性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为气膜浮环时将上浮性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为吊架结构和机翼时将振动性能作为所述第一部件的性能采集指标。

进一步而言，所述飞行指数获取模块14还用于：

读取预定飞行评估指标，所述预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角；

基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息，其中，所述第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角；

依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到所述第一飞行指数。

进一步而言，所述飞行指数获取模块14还用于：

从所述第一飞行记录数据中依次提取第一飞行位置时序和第一飞行速度时序；

在第一时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第一位置和第一速度；

在第二时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第二位置和第二速度；

依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角，所述第一平均飞行加速度为基于所述第一速度和所述第二速度计算得到的平均加速度值，所述第一平均飞行航向角为基于所述第一位置和所述第二位置计算得到的平均航向角度值；

从所述第一飞行记录数据中提取第一飞行轨迹；

基于纯跟踪算法原理对所述第一飞行轨迹进行分析得到第二平均飞行航向角；

基于所述第二平均飞行航向角对所述第一平均飞行航向角进行调整。

进一步而言，所述性能参数获取模块15还用于：

获取所述发动机性能预测评估算法中的发动机性能预测评估公式，所述发动机性能预测评估公式如下：；其中，/>为所述航空发动机在所述第一飞行工况下的所述第一性能参数，/>为所述目标部件特征中的目标结构尺寸特征与其目标标准结构尺寸特征之间的偏差和，/>为所述目标结构尺寸特征中第i个特征，/>为所述目标标准结构尺寸特征中第i个特征，且，所述目标结构尺寸特征与所述目标标准结构尺寸特征中均包括m个特征，/>为所述目标部件特征中的目标性能特征，为所述目标性能特征中第j个特征，且，所述目标性能特征中包括n个特征，/>为所述第一飞行指数，此外，/>分别为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，且，。

前述实施例一中的一种航空发动机的性能测试方法具体实例同样适用于本实施例的一种航空发动机的性能测试系统，通过前述对一种航空发动机的性能测试方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚地知道本实施例中一种航空发动机的性能测试系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种航空发动机的性能测试方法，其特征在于，包括：

组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；

利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；

基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；

得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；

以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；

确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数；

其中，所述通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，包括：

获取所述发动机性能预测评估算法中的发动机性能预测评估公式，所述发动机性能预测评估公式如下：

；

其中，为所述航空发动机在所述第一飞行工况下的所述第一性能参数，/>为所述目标部件特征中的目标结构尺寸特征与其目标标准结构尺寸特征之间的偏差和，/>为所述目标结构尺寸特征中第i个特征，/>为所述目标标准结构尺寸特征中第i个特征，且，所述目标结构尺寸特征与所述目标标准结构尺寸特征中均包括m个特征，/>为所述目标部件特征中的目标性能特征，/>为所述目标性能特征中第j个特征，且，所述目标性能特征中包括n个特征，/>为所述第一飞行指数，此外，/>、/>、/>分别为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，且，/>。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述组建目标部件集，包括：

采集所述航空发动机的同类发动机的历史飞行记录；

得到第一相关性分析结果，所述第一相关性分析结果为通过对从所述历史飞行记录中第一历史记录中随机提取到的第一历史部件的第一历史部件特征与第一历史性能参数的相关性分析结果；

当所述第一相关性分析结果满足预定相关性要求时，在所述航空发动机上匹配所述第一历史部件对应的第一目标部件；

基于所述第一目标部件组建所述目标部件集。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述得到第一相关性分析结果，包括：

获取第一历史部件结构特征，所述第一历史部件结构特征为所述第一历史部件的结构和尺寸特征；

获取第一历史部件性能特征，所述第一历史部件性能特征为所述第一历史部件的性能特征；

所述第一历史部件结构特征与所述第一历史部件性能特征共同作为所述第一历史部件特征。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，包括：

采集得到所述第一部件的第一结构尺寸特征；

采集得到所述第一部件的第一性能特征，并结合所述第一结构尺寸特征得到所述第一部件特征；

其中，当所述第一部件为金属封严环时将漏光性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为气膜浮环时将上浮性能作为所述第一部件的性能采集指标，当所述第一部件为吊架结构和机翼时将振动性能作为所述第一部件的性能采集指标。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述得到第一飞行指数，包括：

读取预定飞行评估指标，所述预定飞行评估指标包括平均飞行加速度和平均飞行航向角；

基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息，其中，所述第一飞行信息包括第一平均飞行加速度和第一平均飞行航向角；

依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角的第一系数和第二系数，并加权计算得到所述第一飞行指数。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述基于所述预定飞行评估指标对所述第一飞行工况下的第一飞行记录数据进行分析计算，得到所述第一飞行信息，包括：

从所述第一飞行记录数据中依次提取第一飞行位置时序和第一飞行速度时序；

在第一时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第一位置和第一速度；

在第二时间下，分别从所述第一飞行位置时序和所述第一飞行速度时序中得到第二位置和第二速度；

依次获取所述第一平均飞行加速度和所述第一平均飞行航向角，所述第一平均飞行加速度为基于所述第一速度和所述第二速度计算得到的平均加速度值，所述第一平均飞行航向角为基于所述第一位置和所述第二位置计算得到的平均航向角度值；

从所述第一飞行记录数据中提取第一飞行轨迹；

基于纯跟踪算法原理对所述第一飞行轨迹进行分析得到第二平均飞行航向角；

基于所述第二平均飞行航向角对所述第一平均飞行航向角进行调整。

7.一种航空发动机的性能测试系统，其特征在于，用于执行权利要求1至6所述的一种航空发动机的性能测试方法中任意一项方法的步骤，所述系统包括：

目标部件集获取模块，所述目标部件集获取模块用于组建目标部件集，所述目标部件集是指通过对航空发动机的各部件特征与其性能参数进行相关性分析并筛选得到的部件的集合；

部件模型构建模块，所述部件模型构建模块用于利用多维度特征采集到的从所述目标部件集中随机提取的第一部件的第一部件特征构建第一部件模型，所述第一部件模型是指所述第一部件的三维模型；

多部件联合仿真模块，所述多部件联合仿真模块用于基于多部件联合仿真模型得到仿真飞行记录，所述多部件联合仿真模型是指根据所述第一部件模型组合得到的所述航空发动机的仿真模型；

飞行指数获取模块，所述飞行指数获取模块用于得到第一飞行指数，所述第一飞行指数是通过分析所述仿真飞行记录中第一飞行工况下的第一飞行信息得到的综合飞行质量表征结果；

性能参数获取模块，所述性能参数获取模块用于以目标部件特征和所述第一飞行指数作为输入变量，通过发动机性能预测评估算法得到所述航空发动机的第一性能参数，其中，所述目标部件特征由所述第一部件特征组成；

性能指数计算模块，所述性能指数计算模块用于确定目标性能指数，所述目标性能指数为加权所述第一性能参数计算得到的用于表征所述航空发动机的综合性能的指数。