本申請屬于航空發動機領域，特別涉及一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法。

背景技術：

1、涵道比是渦扇發動機的一個關鍵參數，其定義是流入發動機外涵道的氣流流量與流入內涵道氣流流量的比值。涵道比對渦扇發動機的推力、燃油效率、噪音等性能有較大影響。在渦扇發動機整機試驗過程中，由于結構限制，目前只能在渦扇發動機的進口測量流入渦扇發動機的總流量，不能實現涵道比的實時測量，無法得到渦扇發動機整機工作環境下的涵道比。

2、雖然現有技術中存在單軸壓氣機的涵道比調控方法，但由于單軸壓氣機只有一根轉軸，其與渦扇發動機整機相比缺少一部分壓縮系統，因而單軸壓氣機的結構形式及工作模式與渦扇發動機整機差距較大，其不能模擬渦扇發動機整機真實的工作環境和工作狀態，不能直接為渦扇發動機整機研制提供涵道比數據支撐。

技術實現思路

1、本申請的目的是提供了一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，以解決或減輕背景技術中的至少一個問題。

2、本申請的技術方案是：一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，基于雙軸壓氣機試驗器實現，所述方法包括：

3、確定整機狀態下的控制參數，該控制參數包括風扇及高壓壓氣機的轉速匹配關系、風扇葉片角度調節規律、高壓壓氣機葉片角度調節規律、風扇工作點壓比、高壓壓氣機工作點壓比；

4、確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度；

5、構建控制模塊，該控制模塊存儲有整機狀態下的風扇及高壓壓氣機轉速匹配關系、風扇葉片角度調節規律及高壓壓氣機葉片角度調節規律，用于在試驗過程中使風扇和高壓壓氣機的轉速處于聯動模式；

6、監測風扇壓比，調節外涵節流閥，使風扇壓比與整機狀態下相同或相近，之后調節內涵節流閥，同時監測高壓壓氣機壓比，使高壓壓氣機壓比與整機狀態下相同或相近，再同時調節內涵節流閥和外涵節流閥，使高壓壓氣機壓比和風扇壓比滿足控制精度要求；

7、保持雙軸壓氣機試驗器的狀態穩定，通過雙軸壓氣機試驗器的外涵排氣收集裝置和內涵排氣收集裝置采集壓氣機參數，所述壓氣機參數包括風扇及高壓壓氣機流量、壓比、效率、葉片角度及涵道比，穩定狀態作為內外轉子變轉速差試驗的基礎狀態設計點；

8、按照整機狀態下的風扇及高壓壓氣機轉速差要求，按照預定轉速間隔調節高壓壓氣機轉速或風扇轉速，當高壓壓氣機轉速與風扇轉速穩定后，采集壓氣機參數，之后進行下一次風扇及高壓壓氣機轉速差的調節與壓氣機參數的采集。

9、優選地，確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度包括：

10、確定風扇及高壓壓氣機換算轉速的控制精度為0.2%，風扇及高壓壓氣機葉片角度調節精度為0.5°，風扇及高壓壓氣機壓比的控制精度為0.3%。

11、優選地，當所述風扇和高壓壓氣機達到目標轉速后，將風扇與高壓壓氣機轉速的聯動關系解除。

12、優選地，所述相同或相近為風扇壓比或高壓壓氣機壓比與對應的整機狀態下的壓比不超過10%。

13、優選地，所述預定轉速間隔不超過100rpm。

14、第二方面，本申請提供的技術方案是：一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，基于雙軸壓氣機試驗器實現，所述方法包括：

15、確定整機狀態下的控制參數，該控制參數包括風扇及高壓壓氣機的轉速匹配關系、風扇葉片角度調節規律、高壓壓氣機葉片角度調節規律、風扇工作點壓比、高壓壓氣機工作點壓比；

16、確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度；

17、構建控制模塊，該控制模塊存儲有整機狀態下的風扇及高壓壓氣機轉速匹配關系、風扇葉片角度調節規律及高壓壓氣機葉片角度調節規律，用于在試驗過程中使風扇和高壓壓氣機的轉速處于聯動模式；

18、監測風扇壓比，調節外涵節流閥，使風扇壓比與整機狀態下相同或相近，之后調節內涵節流閥，同時監測高壓壓氣機壓比，使高壓壓氣機壓比與整機狀態下相同或相近，再同時調節內涵節流閥和外涵節流閥，使高壓壓氣機壓比和風扇壓比滿足控制精度要求；

19、保持雙軸壓氣機試驗器的狀態穩定，通過雙軸壓氣機試驗器的外涵排氣收集裝置和內涵排氣收集裝置采集壓氣機參數，所述壓氣機參數包括風扇及高壓壓氣機流量、壓比、效率、葉片角度及涵道比，穩定狀態為改變渦輪導向器面積或調節尾噴口面積時的基礎狀態設計點；

20、根據渦輪導向器面積或尾噴口面積調整后的風扇壓比、高壓壓氣機壓比，同時調整內涵節流閥和外涵節流閥，使風扇壓比、高壓壓氣機壓比與整機狀態下相同，待狀態點穩定后采集壓氣機參數。

21、優選地，確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度包括：

22、確定風扇及高壓壓氣機換算轉速的控制精度為0.2%，風扇及高壓壓氣機葉片角度調節精度為0.5°，風扇及高壓壓氣機壓比的控制精度為0.3%。

23、優選地，所述相同或相近為風扇壓比或高壓壓氣機壓比與對應的整機狀態下的壓比不超過10%。

24、本申請的方法可以實現模擬整機環境下的涵道比調節，且通過多種調控手段單獨調節或組合調節涵道比即可實現涵道比測量，不需要停車進行硬件調整，可有效提高試驗效率。

技術特征：

1.一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，基于雙軸壓氣機試驗器實現，所述方法包括：

2.如權利要求1所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度包括：

3.如權利要求1所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，當所述風扇和高壓壓氣機達到目標轉速后，將風扇與高壓壓氣機轉速的聯動關系解除。

4.如權利要求1所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，所述相同或相近為風扇壓比或高壓壓氣機壓比與對應的整機狀態下的壓比不超過10%。

5.如權利要求1所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，所述預定轉速間隔不超過100rpm。

6.一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，基于雙軸壓氣機試驗器實現，所述方法包括：

7.如權利要求6所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度包括：

8.如權利要求6所述的模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，其特征在于，所述相同或相近為風扇壓比或高壓壓氣機壓比與對應的整機狀態下的壓比不超過10%。

技術總結
本申請提供了一種模擬渦扇發動機整機條件下的涵道比調控方法，基于雙軸壓氣機試驗器實現，屬于航空發動機試驗領域，方法包括：確定整機狀態下的控制參數；確定雙軸壓氣機試驗器試驗狀態控制參數的控制精度；構建控制模塊，其存儲有整機狀態下的調節規律，用于在試驗過程中使風扇和高壓壓氣機的轉速處于聯動模式；監測風扇壓比調節外涵節流閥，之后調節內涵節流閥同時監測高壓壓氣機壓比，最后同時調節內涵節流閥和外涵節流閥，使高壓壓氣機壓比和風扇壓比滿足要求；保持雙軸壓氣機試驗器的狀態穩定，通過內外涵排氣收集裝置采集壓氣機參數；按照整機狀態下的風扇及高壓壓氣機轉速差調節高壓壓氣機轉速或風扇轉速，穩定后采集壓氣機參數。

技術研發人員：武卉,韓金鑫,江建玲,劉媛媛,李佳瑞,張志博
受保護的技術使用者：中國航發沈陽發動機研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28