[发明专利]一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法

说明书

本发明涉及一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法，属于无人机技术领域，能够实现对涡喷发动机的关键参数测量和动态特性辨识，为飞行控制律的设计和仿真提供前提输入条件，有效降低了试验风险；该系统包括安装支架、发动机工作配件、主控模块、推力传感器和环境测量传感器；安装支架用于固定被测涡喷发动机；发动机工作配件与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；主控模块与被测涡喷发动机以及环境测量传感器连接，用于根据测试要求和环境测量传感器监测到的环境数据控制被测涡喷发动机的动作；推力传感器设置在发动机安装支架和被测涡喷发动机之间，并与主控模块连接，用于测量被测涡喷发动机的推力。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法。

背景技术

发动机关键参数的测量及动态特性辨识对整个无人机的性能评估和飞行控制律的设计至关重要。诸多进口的航空发动机采购过程中厂家往往不提供精准的数学模型，严重影响无人机总体设计工作的开展。因此，外购的航空发动机在装机使用前往往需要开展大量的地面试验以确认发动机的工作参数并对其数学模型进行辨识。

涡喷发动机叶轮旋转速度和燃气温度均较高，为保证发动机具有较长的使用寿命，其动态调节过程通常较缓慢，这对高速无人机的飞行控制影响较大。目前，发动机地面台架试验装置往往测量的数据实时性差，采样频率低；发动机集成于无人机上后虽然能够解决采样数据实时性的问题，但往往采集的数据准确度不够高甚至有的数据无法获得，不能满足涡喷发动机动态特性辨识的使用要求。另外，涡喷发动机全风门操纵过程非线性特性比较明显，采用一阶惯性和比例环节进行辨识时动态特性误差较大，对高速无人机并不适用。

专利CN 105510035 A公开了一种活塞式航空发动机测试系统，将测试数据保存在工业计算机上，数据实时性差，采样频率低；发动机集成于无人机上后虽然能够解决采样数据实时性的问题，但往往采集的数据准确度不够高甚至有的数据无法获得。专利CN110889239 A公开了一种基于飞参数据辨识的航空燃气涡轮发动机建模方法，提供了一种发动机风门到转速的辨识方法，但其发动机模型采用一阶积分环节、比例环节以及加法环节，即该方法辨识得到的模型与发动机真实动态过程偏差较大，且不能反映发动机风门与推力的变化，控制律设计时不能直接使用。

因此，有必要研究一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种涡喷发动机关键参数测试系统及测试方法，能够实现对涡喷发动机的关键参数测量和动态特性辨识，为飞行控制律的设计和仿真提供前提输入条件，有效降低了试验风险。

本发明提供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。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，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；