(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111357805.8 (22)申请日 2021.11.16 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 李大为　王军　谢业平　崔金辉　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 代理人 刘传准 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/06(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种涡扇发动机飞行使用包 线确定方法 (57)摘要 本申请属于发动机设计技术领域， 具体涉及 一种飞机涡扇发动机飞行使用包线确定方法。 该 方法主要包括： 步骤S1、 获取全包线范围内飞机 附件功率提取的载荷谱及发动机进口许用的综 合畸变指数； 步骤S2、 确定涡扇发动机的压缩部 件在发动机稳定裕度最薄弱时的转速； 步骤S3、 根据压缩部件在发动机稳定裕度最薄弱时的转 速确定功率提取后发动机稳定工作边界。 本申请 通过不同高度、 不同表速条件下压力畸变试验， 获得发动机等临界畸变指数的表速， 从而确定考 虑实际功率提取影 响下发动机的飞行使用包线， 极大提升了发动机气动稳定性评估 方法， 从而 给 出包线范围内功率提取限制， 避免发动机发生喘 振等问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114417512 A 2022.04.29 CN 114417512 A 1.一种涡扇发动机飞行使用包线确定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1、 获取全包线范围内飞机附件功率提取的载荷谱及发动机进口允许使用的综合 畸变指数； 步骤S2、 确定涡扇发动机的压缩部件在发动机稳定裕度最薄弱时的换算 转速； 步骤S3、 分别在飞行包线范围内典型高度速度点状态下， 考虑不同飞机功率提取条件 下开展压缩部件气动稳定性计算， 得到稳定裕度最薄弱时的换算转速状态下的包线高度和 速度， 从而确定功率 提取后发动机稳定 工作理论计算 边界。 2.如权利要求1所述的涡扇发动机飞行使用包线确定方法， 其特征在于， 步骤S3进一步 包括： 步骤S31、 计算飞行包线范围内某一高度左边界表速对应的压缩部件稳定裕度； 步骤S32、 增加功率提取量值后增加 原左边界表速， 使得所述压缩部件的稳定裕度保持 不变， 确定该高度下的右 移左边界表速值； 步骤S33、 根据 上述步骤计算所有典型高度下的右移左边界表速值， 从而确定飞行包线 左边界， 形成稳定理论工作边界。 3.如权利要求1所述的涡扇发动机飞行使用包线确定方法， 其特征在于， 步骤S33 中， 形 成稳定工作边界还包括， 确定所述工作边界的中部边界及右 边界为原无功 率提取时飞行包 线边界。 4.如权利要求1所述的涡扇发动机飞行使用包线确定方法， 其特征在于， 步骤S3之后， 进一步包括： 步骤S4、 开展高空进气综合畸变试验， 分别在不同高度下包线左边界点处获得无功率 提取和最大功率提取状态下 的失稳时的临界畸变指数； 保持高度不变， 向右移动表速开展 指定最大功 率提取进气畸变试验， 直至临界畸变指数大于或等于发动机进口许用的综合畸 变指数， 从而确定该高度条件下包线左边界。 依次连接各高度试验验证左边界表速， 从而 形 成考虑飞机功率提取后的新 飞行包线左边界， 其余包线边界与不考 飞机虑功 率提取包线边 界保持一 致。 5.如权利要求1所述的涡扇发动机飞行使用包线确定方法， 其特征在于， 所述压缩部件 包括风扇。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114417512 A 2一种涡扇发动机飞行使用包线确定方 法 技术领域 [0001]本申请属于发动机设计技术领域， 具体涉及一种考虑实际功率提取条件下飞机涡 扇发动机飞行使用包线确定方法。 背景技术 [0002]航空发动机在设计过程中， 除了要实现其性能优、 可靠性高的要求外， 还必须要满 足飞机适用性技术指标， 即要求在整个飞行包线范围内发动机要有足够的可用稳定裕度。 简单的说就是综合考虑推力大、 耗油率低、 可靠性高、 成本低、 稳定裕度要求等各项指标， 根 据飞机作战使用要求， 寻求到平衡点， 以达到最佳匹配效果。 因此， 在航空发动机研制周期 的各个阶段内， 自始自终均要进 行稳定性评估， 即在规定飞行条件下， 研究各类降稳 因子对 发动机稳定性的影响， 避免出现各降稳 因子所带来的需用稳定裕度超过发动机的可用稳定 裕度。 因此， 在进 行发动机 设计过程中均要考虑各降稳 因子对发动机稳定性影响。 而随着科 技的发展， 飞机在飞行中要求的功能越来越多， 功 率提取也越来越大， 对发动机使用影响也 越来越大。 [0003]目前航空涡扇发动机气动稳定性评估往往是仅通过地面条件下进气压力畸变试 验， 获得发动机临界畸变指数， 计算得到发动机压缩部件的剩余裕度， 从而评估发动机气动 稳定性。 少数发动机会考虑地面条件下部分状态功率提取影响。 而航空涡扇发动机在装机 使用过程中， 飞机功 率提取是一直存在的， 且飞机附件的功 率提取属于绝对量值， 不会因为 不同高度和表速发生变化(如发电机)， 但发动机产生推力(提供功 率提取)会随着高度及表 速的变化而变化， 因此飞机功率提取占发动机输出功率不是一定比例量值， 当比例超过某 一量值时， 会对发动机性能及气动稳定性产生影响较大， 有可能会发生喘振， 造成飞行事 故。 发明内容 [0004]为了解决上述问题， 本申请提供了一种考虑实际飞机附件功率提取的涡扇发动机 飞行使用包线确定方法， 主 要包括： [0005]步骤S1、 获取全包线范围内飞机附件功率提取的载荷谱及发动机进口允许使用的 综合畸变指数； [0006]步骤S2、 确定涡扇发动机的压缩部件在发动机稳定裕度最薄弱时的换算 转速； [0007]步骤S3、 分别在飞行包线范围内典型高度速度点状态下， 考虑不同飞机功率提取 条件下开展压缩部件气动稳定性计算， 得到稳定裕度最薄弱时的换算转速状态下的包线高 度和速度， 从而确定功率 提取后发动机稳定 工作理论计算 边界。 [0008]优选的是， 步骤S3进一 步包括： [0009]步骤S31、 计算飞行包线范围内某一高度左边界表速对应的压缩部件稳定裕度； [0010]步骤S32、 增加功率提取量值后增加原左边界表速， 使得所述压缩部件的稳定裕度 保持不变， 确定该高度下的右 移左边界表速值；说　明　书 1/4 页 3 CN 114417512 A 3