基于贝兹曲线的压气机特性图生成方法
2021-12-02李书明王泽芃孙小鹏
李书明,王泽芃,孙 爽,2,孙小鹏
(1.中国民航大学航空工程学院,天津 300300;2.中国民航大学天津民航维修和适航重点实验室,天津 300300)
发动机部件特性图(engine component maps,Map)包含了各部件的详细性能信息[1],在非设计点工况,部件Map对发动机物理模型精度有较大影响。但这些信息属于原始设备制造商(original equipment manufacturer,OEM)厂商的商业机密,OEM以黑箱形式编译封存部件Map与物理模型,并将其以通用性能计算平台的方式提供给用户。即便OEM厂商提供了发动机的部件Map,也只是某型发动机的平均性能数据,而无法反映制造工艺、装配公差等因素对机队同型发动机带来的个体偏差,这会使发动机性能模型产生较大误差,进而干扰后续的发动机性能分析和故障诊断[2]。
发动机在中高转速工作时,涡轮基本处于临界或超临界状态,压气机与涡轮的共同工作对涡轮Map敏感度较低,因此压气机Map成为中外学者主要的研究对象。其中,缩放因子法是一种常见的压气机Map生成方法[3]。Kong等[4]与潘鹏飞等[5]使用遗传算法对压气机Map进行缩放。董桢等[6]运用粒子群算法针对涡轴发动机的压气机Map进行了缩放。王永华等[7]运用融入熵判别的粒子群算法来优化对缩放因子的搜索。朱正琛等[8]使用改进的微分进化算法对压气机Map进行缩放。金鹏等[9]使用自适应滤波来缩放了涡扇发动机的压气机Map。以上研究使发动机模型得到了很高的精度,但只是针对发动机设计状态进行处理,对于非设计工况上的精度难以保证。Li等[10]致力于捕捉发动机Map非设计转速上的非线性效应,用以提高非设计转速工况下发动机模型的精度。……
