一种二元喷管控制规律设计方法与流程

本申请属于航空发动机计算领域，特别涉及一种二元喷管控制规律设计方法。

背景技术：

1、二元喷管不同于常规收扩喷管，工作时不仅需要对喉道面积进行调节，还需在特定的发动机工作状态下实现偏转功能。为保证喷管部件及发动机的性能，以及喷管各构件能够在合理范围内运动，避免出现因运动关系不匹配导致的构件损坏等现象，需有一套完整、可靠的公式去控制喷管各构件之间的运动，使其协调、匹配。因此，二元喷管的控制规律设计十分必要。

2、二元喷管控制规律的常规做法是借助运动仿真获取大量数据，通过拟合法或查表法，获取控制规律公式。通过拟合法和查表法得到的控制规律，在使用时需进行大量的线性插值，数据量大、公式不连续，无法得到控制规律的理论解，且在使用时还易出现喷管“抖动”。因此，迫切需要研究一种二元喷管控制规律的设计方法以获取控制规律的理论解。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种二元喷管控制规律设计方法，包括：

2、通过正解方法计算出喷管喉道面积a8、出口面积a9或面积比ar、偏转角δj与a8作动筒、上下两侧a9作动筒的行程之间的第一特征关系；

3、通过反解方法计算出喷管喉道面积a8、出口面积a9或面积比ar、偏转角δj与a8作动筒、上下两侧a9作动筒的行程之间的第二特征关系；

4、基于第一特征关系与第二特征关系拟合出喷管喉道面积a8、出口面积a9或面积比ar、偏转角δj与a8作动筒、上下两侧a9作动筒的行程之间的第三特征关系；

5、优选的是，正解方法包括：

6、步骤s11：获取喷管喉道面积a8、出口面积a9或面积比ar、偏转角δj；

7、步骤s12：依据喉道面积调节运动机构之间形成的力学三角形，由喷管喉道面积a8计算得到a8作动筒前后铰接点距离l1；

8、步骤s13：由a8作动筒前后铰接点距离l1，计算得到a8作动筒行程la8；

9、步骤s14：依据矢量偏转调节运动机构之间形成的力学三角形，由喷管喉道面积a8、出口面积a9或面积比ar、偏转角δj，计算得到上下侧a9作动筒前后铰接点距离l2s和l2x；

10、步骤s15：由上下侧a9作动筒前后铰接点距离l2s和l2x，计算得到上下侧a9作动筒的行程la9s和la9x；

11、步骤s16：输出a8、a9作动筒行程的计算结果la8、la9s和la9x。

12、优选的是，反解方法包括：

13、步骤s21：获取a8作动筒行程la8、上下侧a9作动筒行程la9s和la9x；

14、步骤s22：由a8作动筒行程la8、上下侧a9作动筒行程la9s和la9x，计算得到a8作动筒前后铰接点距离l1、上下侧a9作动筒前后铰接点距离l2s、l2x；

15、步骤s23：根据喉道面积调节运动机构之间形成的力学三角形，由a8作动筒前后铰接点距离l1计算得到喉道面积a8；

16、步骤s24：根据矢量偏转调节运动机构之间形成的力学三角形，由上下侧a9作动筒前后铰接点距离l2s、l2x计算得到出口面积a9、偏转角δj；

17、步骤s25：输出喉道面积a8、出口面积a9、偏转角δj的计算结果。

18、优选的是，第三特征关系拟合方法包括，

19、通过试验获取真实第一特征关系，计算真实第一特征关系与所述第一特征关系误差值，截取误差值小于第一预设值的第一特征关系片段；

20、通过试验获取真实第二特征关系，计算真实第二特征关系与所述第二特征关系误差值，截取误差值小于第二预设值的第二特征关系片段；

21、整合第一特征关系片段与第二特征关系片段形成第三特征关系。

22、优选的是，调整第一预设值与第二预设值的值，使第一特征关系片段与第二特征关系片段形成完整的第三特征关系。

23、优选的是，第一特征关系与第二特征关系平均值拟合形成第三特征关系。

24、本申请的优点包括：本申请采用解析方法，根据喷管运动机构的几何位置，不断构建复杂机构中的已知、未知关系，推导二元喷管控制规律的正反解公式，获取控制规律的理论解，解决常规做法中的数据量大、公式不连续等问题。并且本申请整合正反两种方式，进一步提高理论解精度。

技术特征：

1.一种二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，包括：正解方法包括：

3.如权利要求1所述的二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，包括：反解方法包括：

4.如权利要求1所述的二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，包括：第三特征关系拟合方法包括，

5.如权利要求1所述的二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，包括：调整第一预设值与第二预设值的值，使第一特征关系片段与第二特征关系片段形成完整的第三特征关系。

6.如权利要求1所述的二元喷管控制规律设计方法，其特征在于，第一特征关系与第二特征关系平均值拟合形成第三特征关系。

技术总结本申请属于航空发动机计算领域，特别涉及一种二元喷管控制规律设计方法，本申请属于通过正解方法计算出喷管喉道面积A8、出口面积A9或面积比Ar、偏转角δJ与A8作动筒、上下两侧A9作动筒的行程之间的第一特征关系；通过反解方法计算出喷管喉道面积A8、出口面积A9或面积比Ar、偏转角δJ与A8作动筒、上下两侧A9作动筒的行程之间的第二特征关系；基于第一特征关系与第二特征关系拟合出喷管喉道面积A8、出口面积A9或面积比Ar、偏转角δJ与A8作动筒、上下两侧A9作动筒的行程之间的第三特征关系，本申请整合正反两种方式，进一步提高理论解精度。技术研发人员：石岩,高为民,叶留增,吴桐,叶贵明受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/9