Eine schnelle Methode zur Modellierung eines Variablenzyklusmotors

Summary

Hier stellen wir ein Protokoll zum Erstellen eines mathematischen Modells auf Komponentenebene für einen Variablenzyklusmotor vor.

Abstract

Die Motoren mit variablem Zyklus (VCE), die die Vorteile von Turbofan- und Turbojet-Triebwerken kombinieren, gelten weithin als Flugzeugtriebwerke der nächsten Generation. Die Entwicklung von VCE erfordert jedoch hohe Kosten. Daher ist es wichtig, ein mathematisches Modell bei der Entwicklung eines Flugzeugtriebwerks zu erstellen, das eine große Anzahl von realen Tests vermeiden und die Kosten drastisch reduzieren kann. Die Modellierung ist auch für die Entwicklung des Kontrollrechts von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel wird auf der Grundlage einer grafischen Simulationsumgebung eine schnelle Methode zur Modellierung einer Doppelumgehungs-Variablenzyklus-Engine mit objektorientierter Modellierungstechnologie und modularer hierarchischer Architektur beschrieben. Erstens basiert das mathematische Modell jeder Komponente auf der thermodynamischen Berechnung. Anschließend wird ein hierarchisches Motormodell über die Kombination der einzelnen mathematischen Komponentenmodelle und des N-R-Solver-Moduls erstellt. Schließlich werden die statischen und dynamischen Simulationen im Modell durchgeführt und die Simulationsergebnisse belegen die Wirksamkeit der Modellierungsmethode. Das vcE-Modell, das auf dieser Methode basiert, hat die Vorteile einer klaren Struktur und Echtzeitbeobachtung.

Introduction

Moderne Flugzeuganforderungen stellen das Antriebssystem vor große Herausforderungen, die intelligentere, effizientere oder noch vielseitigere Flugzeugtriebwerke benötigen¹. Zukünftige militärische Antriebssysteme erfordern auch sowohl höheren Schub bei hoher Geschwindigkeit als auch einen geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch bei niedriger Geschwindigkeit^1,2,3,4. Um den technischen Anforderungen künftiger Flugmissionen gerecht zu werden, legte General Electric (GE) 1955 das Konzept des Variablenzyklusmotors (VC....

Protocol

1. Vorbereitung vor der Modellierung

1. Abrufen der Entwurfspunktleistung.
   1. Geöffnet Gasturb 13. Wählen Sie Variable Cycle Engine.
   2. Klicken Sie auf Basic Thermodynamics. Wählen Sie Cycle Design. Öffnen Sie DemoVarCyc.CVC.
   3. Rufen Sie die Leistung des Motorentwurfspunktes ab. Diese werden auf der rechten Seite des Fensters angezeigt.
2. Abrufen von Komponentenzuordnungen.
   1. Geöffnet Gasturb 13. Wählen Sie Variable Cycle Engine.
   2. Klicken Sie auf Off Design. Wählen Sie ....

Results

Um die Gültigkeit des Simulationsmodells zu beweisen, werden mehrere typische Leistungsparameter, die in statischen und dynamischen Simulationen ausgewählt wurden, mit den Daten in Gasturb verglichen.

In einer statischen Simulation vergleichen wir mehrere wichtige Leistungsparameter des Modells mit diesen Parametern in Gasturb, um die Genauigkeit des statischen Modells zu überprüfen. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis des Vergleichs am Konstruktionspunkt mit H=0 m, M_a=0, .......

Discussion

Basierend auf einer grafischen Simulationsumgebung kann ein VCE-Modell auf Komponentenebene schnell durch modulare hierarchische Architektur und objektorientierte Modellierungstechnologie erstellt werden. Es bietet eine freundliche Schnittstelle für Benutzer und es ist bequem, das Modell¹⁹zu analysieren und zu entwerfen.

Die Hauptbeschränkung dieser Methode ist die Ausführungseffizienz des Modells. Da das Modell in Skriptsprache geschrieben ist, muss das Modell bei jede.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gasturb	GasTurb GmbH	Gasturb 13
MATLAB	MathWorks	R2017b
TMATS	NASA	1.2.0