一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法

专利2025-04-25  10


本发明涉及航空发动机标定,尤其涉及一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法。


背景技术:

1、高压压气机可调静子导向叶片(以下简称可调导叶)系统包括安装在机匣上的外部设备即调节机构和安装在高压压气机内转子之间的静子叶片两部分。可调导叶的外部设备包括液压作动筒、驱动臂(双曲轴摇杆或扭力杆等形式)、反馈传感器和连动环。可调导叶的整体运动是作动筒中活塞推动驱动臂,驱动臂推动连动环使连动环绕发动机轴线转动,接着连动环带着摇臂绕静子叶片转动轴线转动,摇臂的转动使静子叶片绕转动轴线转动,从而实现静子叶片角度的调节。可调导叶的标定是指在发动机确认可调静叶转角与液压作动筒伸长量关系的过程,准确的标定才能保证最终的调节精度与可调导叶的控制精度,现有的航空发动机可调静叶数字化标定工具设计过程中缺乏相关的参数选取准则。

2、因此,本领域的技术人员致力于开发一种航空发动机可调导叶数字化标定参数优化方法,基于叶片摆角及定位工具间隙分析“测桥横跨叶片数量”这一设计参数,筛选与其相关的其它设计参数,并开展关联分析,求出在特定设计参数下,“测桥横跨叶片数量”这一设计参数的最优解,以提高数字化标定的准确性。


技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何在特定设计参数条件下,求出航空发动机可调导叶测桥横跨叶片数量的最优解。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

3、步骤1、选取航空发动机可调导叶系统的测桥横跨叶片数量作为主要设计参数;

4、步骤2、筛选与数字化标定设备相关的其他设计参数;

5、步骤3、对所述主要设计参数和所述其他设计参数进行关联分析;

6、步骤4、在所述其他设计参数确定的情况下,求出所述测桥横跨叶片数量的最优解。

7、进一步地,所述航空发动机可调导叶系统包括第一可调导叶、第二可调导叶、编码器和手柄,所述编码器安装在所述第一可调导叶外侧,所述手柄安装在所述第二可调导叶外侧。

8、进一步地,所述航空发动机可调导叶系统还包括测桥,所述测桥安装在所述编码器的壳体上。

9、进一步地,所述测桥横跨多个可调导叶与所述手柄实现角向定位。

10、进一步地,所述编码器的测量轴通过底部的斜面实现定位并随所述第一可调导叶转动测出角度。

11、进一步地,在所述步骤2中,所述其他设计参数包括所述测桥与所述手柄的配合间隙、可调导叶的转轴与机匣的间隙产生的叶片轴摆角、所述测桥距离发动机轴线的径向距离、本级可调导叶叶片总数、所述测桥横跨的可调导叶叶片数量。

12、进一步地,在所述步骤4中,所述测桥横跨叶片数量的最优解能使测桥摆角的计算值尽可能小,所述测桥摆角为所述测桥绕所述编码器的中轴线旋转角度的最大值。

13、进一步地,所述测桥摆角由所述测桥与所述手柄的配合间隙和所述叶片轴摆角引起的所述手柄的位置变化决定。

14、进一步地,所述测桥摆角通过以下公式计算:

15、

16、其中,为所述测桥摆角,δ为所述测桥与所述手柄的配合间隙,r为所述测桥距离发动机轴线的径向距离,n为本级可调导叶叶片总数,m为所述测桥横跨的叶片数量,μ为所述叶片轴摆角引起的所述手柄的位置变化。

17、进一步地,所述叶片轴摆角引起的所述手柄的位置变化μ通过以下公式计算:

18、

19、其中,α为所述叶片轴摆角。

20、航空发动机可调静叶数字化标定工具设计过程中缺乏相关的参数选取准则,本发明通过系统分析“测桥横跨叶片数量”这一设计参数,筛选与其相关的其它设计参数,并开展关联分析,通过各参数相关部件在航空发动机可调静叶标定过程中安装位置、相对空间关系建立方程,求出在特定设计参数下,“测桥横跨叶片数量”这一设计参数的最优解,并评估在特定设计参数下,目标参数对误差影响的趋势,误差通过测桥摆角的值来体现,最终提高了数字化标定的准确性。

21、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。



技术特征:

1.一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述航空发动机可调导叶系统包括第一可调导叶、第二可调导叶、编码器和手柄,所述编码器安装在所述第一可调导叶外侧,所述手柄安装在所述第二可调导叶外侧。

3.如权利要求2所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述航空发动机可调导叶系统还包括测桥,所述测桥安装在所述编码器的壳体上。

4.如权利要求3所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述测桥横跨多个可调导叶与所述手柄实现角向定位。

5.如权利要求2所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述编码器的测量轴通过底部的斜面实现定位并随所述第一可调导叶转动测出角度。

6.如权利要求3所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,在所述步骤2中,所述其他设计参数包括所述测桥与所述手柄的配合间隙、可调导叶的转轴与机匣的间隙产生的叶片轴摆角、所述测桥距离发动机轴线的径向距离、本级可调导叶叶片总数、所述测桥横跨的可调导叶叶片数量。

7.如权利要求6所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,在所述步骤4中,所述测桥横跨叶片数量的最优解能使测桥摆角的计算值尽可能小,所述测桥摆角为所述测桥绕所述编码器的中轴线旋转角度的最大值。

8.如权利要求7所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述测桥摆角由所述测桥与所述手柄的配合间隙和所述叶片轴摆角引起的所述手柄的位置变化决定。

9.如权利要求7所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述测桥摆角通过以下公式计算:

10.如权利要求9所述的一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,其特征在于,所述叶片轴摆角引起的所述手柄的位置变化μ通过以下公式计算:


技术总结
本发明公开了一种航空发动机可调导叶的数字化标定参数优化方法,涉及航空发动机标定技术领域,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1、选取航空发动机可调导叶系统的测桥横跨叶片数量作为主要设计参数;步骤2、筛选与数字化标定设备相关的其他设计参数;步骤3、对所述主要设计参数和所述其他设计参数进行关联分析;步骤4、在所述其他设计参数确定的情况下,求出所述测桥横跨叶片数量的最优解。本发明通过各参数相关部件在航空发动机可调静叶标定过程中的安装位置和相对空间关系建立方程,求出在特定设计参数下,“测桥横跨叶片数量”的最优解,并评估目标参数对误差影响的趋势,提高了数字化标定的准确性。

技术研发人员:季寅泽,欧阳华,田杰,肖志成
受保护的技术使用者:上海交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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