[发明专利]一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种涡喷发动机关键参数测试系统，其特征在于，所述系统包括：发动机安装支架、发动机工作配件、主控模块、推力传感器和环境测量传感器；

所述发动机安装支架用于固定被测涡喷发动机；

所述发动机工作配件与所述被测涡喷发动机连接，用于保证被测涡喷发动机的正常运转；

所述主控模块与所述被测涡喷发动机以及所述环境测量传感器连接，用于根据测试要求和所述环境测量传感器监测到的环境数据控制所述被测涡喷发动机的动作；

所述推力传感器设置在所述发动机安装支架和所述被测涡喷发动机之间，并与所述主控模块连接，用于测量所述被测涡喷发动机的推力。

2.根据权利要求1所述的涡喷发动机关键参数测试系统，其特征在于，所述主控模块包括机载飞控计算机、监控计算机和参数记录仪；所述监控计算机、所述机载飞控计算机和所述被测涡喷发动机依次连接；

所述环境测量传感器与所述监控计算机连接；

所述参数记录仪和所述推力传感器均与所述机载飞控计算机连接；

所述机载飞控计算机用于接收所述监控计算机的指令控制所述被测涡喷发动机的动作，并采集所述被测涡喷发动机的工作参数传输给所述参数记录仪进行记录。

3.根据权利要求1所述的涡喷发动机关键参数测试系统，其特征在于，所述系统还包括发动机固定台架，所述发动机安装支架和所述发动机工作配件均固定在所述发动机固定台架上。

4.根据权利要求1所述的涡喷发动机关键参数测试系统，其特征在于，所述发动机工作配件包括与所述被测涡喷发动机配套的进气道、燃油及启动系统附件。

5.根据权利要求1所述的涡喷发动机关键参数测试系统，其特征在于，所述环境测量传感器监测的环境数据包括测试环境的温度、湿度和大气压力。

6.一种涡喷发动机关键参数测试方法，其特征在于，所述测试方法采用权利要求1-5任一所述的测试系统来实现；所述方法的步骤包括：

S1、在全风门范围内选择若干典型风门测试点；

S2、主控模块根据选择的若干典型风门测试点控制被测涡喷发动机在每个典型风门测试点工作且保持预设时间；

S3、主控模块采集被测涡喷发动机在每个典型风门测试点条件下的关键参数并存储；所述关键参数包括风门数据、转速数据和推力数据；

S4、读取存储的关键参数，利用MATLAB进行分析，确定发动机模型以及各典型风门测试点平衡条件下的静态增益；

S5、利用Simulink对关键参数进行线性仿真，辨识出不同典型风门测试点平衡状态下除静态增益之外的其它参数，包括惯性时间常数和时间延迟；

S6、根据S4和S5的结果，得到某一平衡条件下的发动机模型；

S7、利用Simulink对S6中得到的发动机模型进行非线性全量的仿真；

S8、将S7的仿真结果和测试得到的关键参数数据进行对比，分析推力误差是否满足容差要求；

若满足，判定步骤S6得到的发动机模型真实有效，能够用于控制律的设计和仿真工作；否则，重复步骤S6-S8直至满足上述容差要求。

7.根据权利要求6所述的涡喷发动机关键参数测试方法，其特征在于，步骤S8中的容差要求具体为：推力误差≤10％。

8.根据权利要求6所述的涡喷发动机关键参数测试方法，其特征在于，步骤S1中典型风门测试点的选择具体为：在50％～100％风门范围内每隔5％步进选取测试点。

9.根据权利要求8所述的涡喷发动机关键参数测试方法，其特征在于，在50％～100％风门范围内每隔5％步进选取测试点具体包括：由50％递增到100％和由100％递减到50％。

10.根据权利要求6所述的涡喷发动机关键参数测试方法，其特征在于，步骤S4的内容包括：

S41、绘制风门数据、转速数据、推力数据三者随时间变化的曲线，结合实际试验过程分析数据是否存在丢帧、数据跳变的失效数据，并剔除失效数据；

S42、绘制发动机的风门-推力变化曲线，根据该变化曲线确定发动机模型；

S43、利用MATLAB对风门和推力进行曲线拟合，得风门与推力的全量表达式：

S44、对风门与推力的全量表达式进行求导，得到静态增益随平衡状态下风门的变化关系式，从而确定静态增益。