某涡扇发动机加速过程仿真研究

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1、第31卷第3期2013年6月JOURNALOF中国民航大学学报CⅣⅡ。AVIATIONI仆TIVERSITYOFCIⅡNAV01．31No．3June2013某涡扇发动机加速过程仿真研究白杰a一，闫国辉8一，王大伟a，6，牛春明a,b(中国民航大学a．航空工程学院；b．天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津300300)摘要：对航空发动机控制系统进行仿真是航空发动机可靠性工程的研究方向之一。本研究针对发动机在加速过程中必须保证发动机不会发生喘振、不出现超温的情况，对加速过程进行了分析。采用部件法建立了分开排气的涡轮风扇发动机加速过程的稳态模

2、型和动态模型。利用Matlab语言及其函数库编写了基于Newton—Raphson的稳态算法．并进行了稳态仿真，得出了高压转速、低压转速、推力等性能参数与供油量之间的关系。研究了迭代法．利用Matlab(Simulink)实现了涡扇发动机的动态仿真，给出了不同加速供油情况下的性能变化情况。最后对3种不同加速时间下的喘振裕度进行了分析，得出了不同加速时间对喘振的影响。关键词：涡扇发动机；加速过程；数值仿真；部件法中图分类号：V235文献标志码：A文章编号：1674—5590(2013)03—0036—04Simulationofaccelerat

3、ionprocessofturbofanengineBAI五e8⋯，YANGuo—hui8∥，WANGDa-wei8⋯，NIUChun—min矿’“(a．CollegeofAeronauticdEngineering；b．Ti删inKeyLaboratoryofCivilAircraftAirworthinessandMaintenance，CA∞，死删in300300，China)Abstract：Thesimulationofaircraftenginecontrolsystemisoneoftheaircraftenginereliabi

4、lityengineeringresearch．Becausetheengineinacceleratingtheprocess，mustensurethattheenginedoesnotsurge，doesnotappearover-temperature，weanalyzetheaccelerateprocess．Thesteady-stateanddynamicmodelsforaseparateexhaustturbofanenginearepresentedbyutilizingcomponentcharacteristics．Th

5、euseoftheMadablanguageanditslibrariescompiletheNewton—Raphsonalgorithmbasedonthesteadystate，andsteady—statesimulation，obtaintherelationshipbetweenahigh-pressurespeed，lowspeed，thrustandotherperformanceparametersandfuelsupply．AchievethedynamicsimulationofaturbofanengineusingMa

6、tlab(Simulink)byresearchingherativemethod，givetheperformanceinthecaseofacceleratedoilchange．Finally，byanalyzingthesurgemarginofthreedifferentaccelerationtime，wedrawtheinfluenceofdifferentaccelerationtimetosurge·Keywords：turbofanengine；accelerationprocess；numericalcalculation

7、；componentcharacteristics加速过程是航空发动机过渡工作状态中比较重要和复杂的一环。发动机在低转速和高转速时，分别受到高压压气机喘振边界的限制和涡轮前温度的限制，因此本文展开对某型CFM56涡扇发动机加速过程的分析。本文采用部件法建立了发动机加速过程中的稳态模型和动态模型，并分别进行了稳态仿真和动态仿真，一方面通过对其安全性进行评估分析，保证发动机在加速过程中不发生喘振、不出现超温；另一方面，研究了不同加速供油量对发动机加速过程的影响，期望能为驾驶员提供一些建议和帮助。1建模仿真方法1．1发动机稳态模型的建立航空发动机是一

8、个复杂的空气动力学及热力学系统，本文采用部件法建立某型CFM56涡扇发动机的模型。该方法首先根据气体热力学、空气动力学和相关特性数据建立发动机各部件的