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申请/专利权人:中国航发沈阳发动机研究所
摘要:本申请属于涡扇发动机指标分配领域,为一种综合平衡气动、结构强度和热负荷的指标分配方法,以现有和在研发动机数据库的基础上,建立分配指标与部件气动、结构、强度相互间的耦合关系,在涡扇发动机指标分配过程中科学分析分配指标的可实现性和风险等级,从而在指标分配阶段排除可实现性较低,难度较高的分配方案,提高航空发动机研制的效率。避免了传统分析方法反复迭代,严重影响航空发动机研制周期的问题。本发明提出的方法在涡扇发动机指标分配过程中与部件性能进行迭代设计,对气动、热和结构强度等因素进行综合评估,实现涡扇发动机指标分配阶段去除不可实现的方案,大幅缩短设计周期。
主权项:1.一种综合平衡气动、结构强度和热负荷的指标分配方法,其特征在于,包括:在发动机概念方案阶段,总体输入初始的分配指标,包括压气机流量、压比、效率和进出口气动参数;根据初始的分配指标建立各级数与平均级压比的相互关系,形成压比评估数据库,通过压比评估数据库对初始指标分配方案的压比设计水平以及对应的压气机级数做出评估;评估合格后,进行下一步骤;根据初始的分配指标建立压比与进出口轮毂比的相互关系,形成流路评估数据库,根据流路评估数据库确定压气机初始流路;初选几组方案,计算对应的各级气流转折角和扩散因子,并进一步计算得到压气机转速和叶尖切线速度,通过压气机转速和叶尖切线速度对压气机初始流路进行优化,得到压气机最终流路;根据总体初始分配方案建立载荷系数、平均级压比与多变效率的关系,形成方案评估数据库,通过方案评估数据库对总体初始分配方案的效率进行评估;评估合格后,进行下一步骤;根据总体初始分配方案建立流量系数与载荷系数的关系,形成工作评估数据库,根据工作评估数据库计算压气机节流系数,通过压气机节流系数对压气机稳定工作裕度进行评估;评估合格后,进行下一步骤;通过工作评估数据库库对压气机进出口马赫数进行评估,评估合格后,进行下一步骤;输入初始分配的涡轮指标参数,包括涡轮前温度、流量、落压比、效率和进出口气动参数;获取现有涡轮数据库,对输入的涡轮前温度进行评估,评估合格后,进行下一步骤;通过现有涡轮数据库并结合经验公式确定当前涡轮前温度对应的涡轮级数;根据涡轮指标参数和对应的涡轮级数选择不同的叶尖切线速度,应用流路设计程序完成涡轮流路初始设计并对涡轮An2值进行计算评估,评估合格后,得到对应的涡轮转速并进行下一步骤;根据不同的压气机最终流路和涡轮转速对初选几组方案进行计算评估,将平均载荷系数、流量系数与涡轮效率建立关系数据库,根据关系数据库对分配的涡轮效率指标进行评估,评估合格后,进行下一步骤;根据压气机压比、压气机最终流路、压气机稳定工作裕度、涡轮前温度和涡轮转速,生成分配指标的机械负荷、气动负荷和热负荷的平衡性评估报告。
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权利要求:
百度查询: 中国航发沈阳发动机研究所 一种综合平衡气动、结构强度和热负荷的指标分配方法
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