[发明专利]客机与涡扇发动机一体化性能优化计算机辅助设计装置及其方法

摘要

本发明公开一种客机与涡扇发动机一体化性能优化计算机辅助设计装置及其方法，属于航空发动机技术领域。所述的设计装置通过数据线将输入设备、中央处理器、内存模块、存储设备及显示设备进行连接；内存模块包括系统程序库、系统交互式操作视窗、涡扇发动机设计模块、涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算模块、客机飞行性能仿真模块和客机/涡扇发动机一体化性能优化模块。利用本发明，能够快速、全面的考虑飞机与涡扇发动机技术参数的相互要求和影响，开展已有飞机和已有发动机的性能匹配计算与评估、新设计飞机和新设计发动机的性能匹配计算、优化与评估研究。

主权项

客机与涡扇发动机一体化性能优化计算机辅助设计装置，其特征在于：所述的设计装置包括输入设备(1)、中央处理器(2)、内存模块(3)、存储设备(4)及显示设备(5)，所述的输入设备(1)用于输入操控指令或相关参数至中央处理器(2)，所述的中央处理器(2)用于执行内存模块(3)中的所有程序，存储设备(4)用于保存上述客机与涡扇发动机一体化性能优化计算机辅助设计装置的设计结果，显示设备(5)用于显示操作视窗，提示设计人员输入指定的相关参数，并显示设计结果，上述的输入设备(1)、内存模块(3)、存储设备(4)和显示设备(5)均通过数据线与中央处理器(2)进行连接；内存模块(3)中设置有系统程序库(31)、系统交互式操作视窗(32)、涡扇发动机设计模块(33)、涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算模块(34)、客机飞行性能仿真模块(35)和客机/涡扇发动机一体化性能优化模块(36)；其中，系统程序库(31)存储四个程序，包括涡扇发动机总体性能仿真程序(31‑1)、涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算程序(31‑2)、客机飞行性能仿真程序(31‑3)、客机/涡扇发动机一体化性能优化程序(31‑4)；系统交互式操作视窗(32)作用为：设计人员通过系统交互式操作视窗(32)中的菜单促发内存模块(3)中的涡扇发动机设计模块(33)、涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算模块(34)、客机飞行性能仿真模块(35)和客机/涡扇发动机一体化性能优化模块(36)，利用菜单选项中的下拉对话框完成各功能模块相关参数的输入，设计结果或优化结果显示在显示设备(5)上；涡扇发动机设计模块(33)用于显示涡扇发动机设计操作视窗，由设计人员在涡扇发动机设计操作视窗中定义涡扇发动机的[设计点需求性能参数]、[设计点循环参数]、[设计点部件特征参数]和[非设计点控制规律]，在系统程序库(31)中选择并运行涡扇发动机总体性能仿真程序(31‑1)，获得设计结果并显示在显示设备(5)的计算机屏幕上；涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算模块(34)用于显示涡扇发动机尺寸、重量、阻力估算操作视窗，设计人员在涡扇发动机尺寸、重量、阻力估算操作视窗中输入[基线发动机风扇直径]、[基线发动机重量]和[目标发动机特征参数]，选择并运行涡扇发动机尺寸/重量/阻力估算程序(31‑2)，获得[目标发动机特征尺寸]、[目标发动机重量修正量]和[目标发动机阻力修正量]；客机飞行性能仿真模块(35)用于显示客机飞行性能仿真操作视窗，设计人员在客机飞行性能仿真操作视窗中定义飞机[几何参数]、[重量参数]、[气动参数]、[飞行参数]和[发动机台数]，在系统程序库(31)中选择并运行客机飞行性能仿真程序(31‑3)，仿真结果显示在显示设备(5)的计算机屏幕上；客机/涡扇发动机一体化性能优化模块(36)显示客机/涡扇发动机一体化性能优化操作视窗，由设计人员在客机/涡扇发动机一体化性能优化操作视窗上定义[遗传算法参数]、[发动机优化参数]和[发动机安装尺寸约束]，以客机完成特定飞行任务所消耗的[总燃油消耗量]最小作为优化目 标，在系统程序库(31)中选择并运行客机/涡扇发动机一体化性能优化程序(31‑4)，优化仿真结果显示在显示设备(5)的计算机屏幕上。