計算發動機機動載荷的方法及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種計算發動機機動載荷的方法及系統，方法包括采集飛機飛行時的飛行高度和飛行速度；根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度和加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；基于x方向加速度和z方向加速度分別計算發動機質心處所受的x方向機動載荷和z方向機動載荷；計算x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；根據x方向機動載荷的均值計算主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷。本發明專利技術基于飛行參數實時計算直升機飛行過程中發動機所受的x、z方向機動載荷，能夠更加準確地獲得發動機各零件的損傷，從而實現對發動機壽命損傷的實時監測。時監測。時監測。

【技術實現步驟摘要】
計算發動機機動載荷的方法及系統


[0001]本專利技術涉及航空發動機設計領域，尤其是指一種計算發動機機動載荷的方法及系統。

技術介紹

[0002]安裝在直升機上的航空渦輪軸發動機（簡稱渦軸發動機）在直升機飛行過程中，渦軸發動機在x（前后）方向、y（側）方向、z（上下）方向存在平動的加速度，也存在繞x、y、z軸的角速度和角加速度，這些將使發動機產生慣性力，或稱“機動過載力”，這些力可能對發動機的零件產生損傷，故在強度設計時應予以考慮。目前多采用“飛行包線”來考慮機動載荷的作用。但是隨著技術的發展，對發動機實時壽命損傷的監測提出更高要求。
[0003]因此，迫切需要提供一種計算發動機機動載荷的方法及系統，從而能夠對發動機的壽命損傷進行實時監測。

技術實現思路

[0004]為此，本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術中存在的技術缺陷，提出一種計算發動機機動載荷的方法及系統，其基于飛行參數實時計算直升機飛行過程中發動機所受的x、z方向機動載荷，能夠更加準確地獲得發動機各零件的損傷，從而實現對發動機壽命損傷的實時監測。
[0005]為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種計算發動機機動載荷的方法，發動機上安裝有主安裝節和輔助安裝節，所述主安裝節與直升機傳動系統連接，其中所述主安裝節用于傳遞x、z方向載荷，所述輔助安裝節用于傳遞z方向載荷，該方法包括以下步驟：S1：采集飛機飛行時的飛行參數，其中所述飛行參數包括飛行高度和飛行速度；S2：根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度，并根據z方向速度計算z方向加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；S3：基于x方向加速度計算發動機質心處所受的x方向機動載荷，以及基于z方向加速度計算發動機質心處所受的z方向機動載荷；S4：計算所述x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；S5：根據所述x方向機動載荷的均值計算所述主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據所述z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷。
[0006]在本專利技術的一個實施例中， z方向速度的計算公式為：其中，表示z方向速度，、表示相鄰兩次的飛行高度，表示數據采集周期。
[0007]在本專利技術的一個實施例中，在S2中， z方向加速度和x方向加速度的計算公式為：
其中，表示z方向加速度，、表示相鄰兩次的z方向速度，表示數據采集周期，表示x方向加速度，、表示相鄰兩次的x方向飛行速度。
[0008]在本專利技術的一個實施例中，在S3中，發動機質心處所受的x方向機動載荷和z方向機動載荷的計算公式分別為：其中， 表示發動機質心處所受的x方向機動載荷，表示發動機質心處所受的z方向機動載荷，表示x方向加速度，表示z方向加速度， 表示發動機質量。
[0009]在本專利技術的一個實施例中，在S4中，所述x方向機動載荷均值和z方向機動載荷均值的計算公式為：其中，表示x方向機動載荷均值，表示z方向機動載荷均值， 表示發動機質心處所受的x方向機動載荷，表示發動機質心處所受的z方向機動載荷，I=0,1,2
…
M，M=（N
?
2）/n，n表示用于平均計算的數據個數，N表示所采集的每個飛行參數的總數據數。
[0010]在本專利技術的一個實施例中，在S5中，所述主安裝節所受x方向機動載荷的計算公式為：其中，表示主安裝節所受x方向機動載荷，表示x方向機動載荷均值。
[0011]在本專利技術的一個實施例中，在S5中，所述主安裝節所受z方向機動載荷和輔助安裝節所受z方向機動載荷的計算公式分別為：節所受z方向機動載荷的計算公式分別為：其中，表示主安裝節所受z方向機動載荷，表示輔助安裝節所受z方向機動載荷，表示z方向機動載荷均值，b表示發動機重心到輔助安裝節的距離，a表示發動機
重心到主安裝節的距離，L表示主安裝節到輔助安裝節的距離。
[0012]此外，本專利技術還提供一種計算發動機機動載荷的系統，發動機上安裝有主安裝節和輔助安裝節，所述主安裝節與直升機傳動系統連接，其中所述主安裝節用于傳遞x、z方向載荷，所述輔助安裝節用于傳遞z方向載荷，該系統包括：數據采集模塊，所述數據采集模塊用于采集飛機飛行時的飛行參數，其中所述飛行參數包括飛行高度和飛行速度；計算模塊，所述計算模塊用于根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度，并根據z方向速度計算z方向加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；基于x方向加速度計算發動機質心處所受的x方向機動載荷，以及基于z方向加速度計算發動機質心處所受的z方向機動載荷； 計算所述x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；根據所述x方向機動載荷的均值計算所述主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據所述z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷。
[0013]并且，本專利技術還提供了一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述所述的計算發動機機動載荷的方法的步驟。
[0014]還有，本專利技術還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現上述所述的計算發動機機動載荷的方法的步驟。
[0015]本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：本專利技術所述的一種計算發動機機動載荷的方法及系統，其基于飛行參數實時計算直升機飛行過程中發動機所受的x、z方向機動載荷，能夠更加準確地獲得發動機各零件的損傷，從而實現對發動機壽命損傷的實時監測，顯著提高發動機的安全性、可靠性和經濟性。
附圖說明
[0016]為了使本專利技術的內容更容易被清楚的理解，下面根據本專利技術的具體實施例并結合附圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。
[0017]圖1是發動機安裝主安裝節C和輔助安裝節D的結構示意圖。
[0018]圖2是本專利技術實施例提出的一種計算發動機機動載荷的方法流程示意圖。
具體實施方式
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本專利技術并能予以實施，但所舉實施例不作為對本專利技術的限定。
[0020]參照圖1所示，圖1為發動機安裝主安裝節C和輔助安裝節D的結構示意圖，其中主安裝節C與直升機傳動系統連接，主安裝節C用于傳遞x、z方向載荷，輔助安裝節D采用吊掛形式安裝在發動機上，輔助安裝節D允許x方向移動，故輔助安裝節D只能傳遞z方向載荷。
[0021]在圖1的基礎上，本專利技術實施例提供一種計算發動機機動載荷的方法，請參照圖2所示，該方法包括以下步驟：S1：采集飛機飛行時的飛行參數，其中所述飛行參數包括飛行高度和飛行速度；S2：根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度，并根據z方向速度計算z方向
加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；S3：基于x方向加速度計算發動機質心處所受的x方向機動載荷，以及基于z方向加速度計算發動機質心處所受的z方向機動載荷；S4：計算所述x方向機動載荷和z方向機動本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種計算發動機機動載荷的方法，發動機上安裝有主安裝節和輔助安裝節，所述主安裝節與直升機傳動系統連接，其中所述主安裝節用于傳遞x、z方向載荷，所述輔助安裝節用于傳遞z方向載荷，其特征在于：該方法包括以下步驟：S1：采集飛機飛行時的飛行參數，其中所述飛行參數包括飛行高度和飛行速度；S2：根據采集的相鄰兩次的飛行高度計算z方向速度，并根據z方向速度計算z方向加速度，以及根據相鄰兩次的x方向飛行速度計算x方向加速度；S3：基于x方向加速度計算發動機質心處所受的x方向機動載荷，以及基于z方向加速度計算發動機質心處所受的z方向機動載荷；S4：計算所述x方向機動載荷和z方向機動載荷的均值；S5：根據所述x方向機動載荷的均值計算所述主安裝節所受x方向機動載荷，以及根據所述z方向機動載荷的均值計算主安裝節和輔助安裝節所受z方向機動載荷；在S5中，所述主安裝節所受x方向機動載荷的計算公式為：其中，表示主安裝節所受x方向機動載荷，表示x方向機動載荷均值；在S5中，所述主安裝節所受z方向機動載荷和輔助安裝節所受z方向機動載荷的計算公式分別為：式分別為：其中，表示主安裝節所受z方向機動載荷，表示輔助安裝節所受z方向機動載荷，表示z方向機動載荷均值，b表示發動機重心到輔助安裝節的距離，a表示發動機重心到主安裝節的距離，L表示主安裝節到輔助安裝節的距離。2.根據權利要求1所述的一種計算發動機機動載荷的方法，其特征在于：在S2中，z方向速度的計算公式為：其中，表示z方向速度，、表示相鄰兩次的飛行高度，表示數據采集周期。3.根據權利要求2所述的一種計算發動機機動載荷的方法，其特征在于：在S2中，z方向加速度和x方向加速度的計算公式為：加速度和x方向加速度的計算公式為：其中，表示z方向加速度，、表示相鄰兩次的z方向速度，表示數據采集周期，表示x方向加速度，、表示相鄰兩次的x方向飛行速度。4.根據權利要求3所述的一種計算發動機機動載荷的方法，其特征在于：在S3中，發動
機質心處所受的x方向機動載荷和z方向機動載荷的計算公式分別為：其中， 表示發動機質心處所受的x方向機動載荷，表示發動機質心處所受的z方向機動載荷，表示x方向加速度，表示z方向加速度， 表示發動機質量。5.根據權利要求4所述的一種計算發動機機動載荷的方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：傅名偉，代鈺，薛園園，趙運生，丁建國，蔡顯新，
申請(專利權)人：太倉點石航空動力有限公司，
類型：發明
國別省市：