(19)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 202210999050.X (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 中国人民解 放军32381部队 地址 100072 北京市丰台区杜家坎1 1号院 (72)发明人 胡英俊　潘波　杜鹃　康丽霞　 陈晧晖　李益涵　陈彪　 (74)专利代理 机构 北京众泽信达知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11701 专利代理师 周振 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估 方法 (57)摘要 本发明属于涡轴喷气发动机技术领域， 具体 涉及一种用于涡轴发动机的可用 功率自动评估 方法。 包括如下步骤： 步骤1： 对发动机运行特性 数据进行稳态数据滤波； 步骤2： 发动机性能趋势 检测； 步骤3： 扭矩系数的计算。 本发明的有益效 果在于： 本方法中所采集的数据均来自目前发动 机采集的正常任务数据， 不需要额外的维修工 序。 通过稳态数据过滤器提取发动机稳态运行特 征参数， 方便数据的在线实时处理， 并利用这些 处理后的参数建立待检发动机的性能曲线。 性能 曲线用于估计发动机的极限功率条件， 并计算可 用功率的扭矩系数进行实时显示， 从而指导飞行 员决定任务计划、 调度以及对发动机的维护和检 修。 与现有手动评估方法相比， 省时省力。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115525987 A 2022.12.27 CN 115525987 A 1.一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 对发动机运行 特性数据进行 稳态数据滤波； 步骤2： 发动机性能趋势检测； 步骤3： 扭矩系数的计算。 2.如权利要求1所述的一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 其特征在于， 所 述的步骤1 中稳态数据滤波只使用与发动机性能直接相关的参数， 包括燃气发生器转速、 涡 轮转速、 扭矩、 涡轮温度、 大气压力温度和空速等。 3.如权利要求2所述的一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 其特征在于， 所 述的步骤1 中所述稳态数据滤通过计算输入参数的标准差σ 来确定稳态工况点， 首先确保防 冰放气阀关闭； 进一步， 确保校正后的燃气发生器转速Ng 高于90％， 以排除起动和空慢运行点； 若满足防冰放气阀关闭、 校正后的燃气发生器转速Ng高于90％以上， 则进入数据分析 窗口， 最小 数据分析窗口为 15秒； 达到最小 数据分析窗口长度， 开始计算窗口中包含的每个 参数的平均值和标准偏差； 将标准偏差与规定阈值标准进行比较， 若不满足稳态标准， 稳态 数据过滤器将窗口向前推进， 保持最近15秒的数据， 如果每个参数 的标准差小于其指定的 阈值， 则认为窗口中的数据处于稳态。 4.如权利要求1所述的一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 其特征在于， 所 述的步骤2中识别到发动机稳态数据点后， 将其与标称发动机性能进 行比较， 计算 发动机性 能残差， 表示 为轴功率变化 量(△SHP)， 具体 计算过程如下： 所述轴功率变化量 △SHP代表处在确定的稳态工作点时， 待检发动机校正后轴功率与 在相同条件下运 转的标称发动机之间的差值； 其中， 标称发动机性能可由数据库查询获得， 通过给定四个条件： 气压高度， 空速， 外部 气温和涡轮燃气温度， 即可 得到标称发动机的相应功率； 在得出所述轴功率 性能残差后， 将其与燃气涡轮温度进行拟合； 拟合算法包括但不仅限于用解析表达式逼近方法和最小二乘法； 将残差拟合曲线更新到额定发动机性 能曲线图谱中， 用于表示待检发动机校正后的性 能， 即， 发动机性能＝标称发动机性能+残差曲线拟合。 5.如权利要求1所述的一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 其特征在于， 所 述的步骤2中， 当发动机运行时， 涡轮温度曲线实时更新， 可通过以下步骤计算新的发动机 扭矩系数： 通过涡轮温度极限确定极限功率值， 此时动力涡轮转速为100％， 将功率值转换为扭 矩； 极限扭矩值除以目标扭矩值， 计算出标准转矩扭矩比， 目标扭矩值是基于保证发动机 正常运行后产生的额定功率； 采用该型发动机规定的线性关系将标准转矩扭矩比转换为扭 矩系数。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115525987 A 2一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方 法 技术领域 [0001]本发明属于涡轴喷气发动机技术领域， 具体涉及 一种用于涡轴发动机的可用功率 自动评估方法。 背景技术 [0002]作为直升机飞行安全的参数之一， 发动机 的可用功率的指示十分重要。 直升机涡 轮轴发动机的可用功 率在整个生命周期内是变化的。 涡轮叶片、 密封件磨损、 污染等是造成 这种变化的主要因素。 直升机操作人员一定程度上依赖可用功率的指示来决定任务计划、 调度以及对发动机进行维护和检修。 [0003]现有评估可用功率的方法需要维修飞行员通过手动执行： 在执行最大可用功率检 查时， 直升机需装备2台发动机， 其中一台工作状态良好的涡轴发动机， 另一台是被检涡轴 发动机。 维修飞行员需要将飞机保持在固定高度、 空速和功率设置， 同时使发动机运行稳 定， 然后逐渐将 工作状态良好的发动机的功率降低， 使被检的发动机的功率增加， 直到该发 动机达到运行控制极限。 此时， 飞行员记录必 要的飞机和发动机运行参数， 手动计算扭矩系 数， 进而指示可用功率。 现有的方法步骤繁琐且工作量相对较大。 同时， 被检发动机将会工 作于极限状态， 这对发动机及维修飞行员的安全更 是一大挑战。 [0004]因此， 迫切需要一种自动化方法取代目前手动检查最大可用功率的方法， 使其能 够简化工序， 并能对发动机可用功率进行实时在线评估。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种用于涡轴发动机的可用功率自动评估方法， 它能够利用 直升机普通任务数据进行可用功率的自动评估， 可降低涡轴发动机可用功率的评估成本， 并实现可用功率的实时评估。 [0006]本发明的技术方案如下： 一种用于涡轴 发动机的可用功率自动评估方法， 包括如 下步骤： [0007]步骤1： 对发动机运行 特性数据进行 稳态数据滤波； [0008]步骤2： 发动机性能趋势检测； [0009]步骤3： 扭矩系数的计算。 [0010]所述的步骤1中稳态数据滤波只使用与发动机性能直接相关的参数， 包括燃气发 生器转速、 涡轮转速、 扭矩、 涡轮温度、 大气压力温度和空速等。 [0011]所述的步骤1中所述稳态数据滤通过计算输入参数的标准差σ 来确定稳态工况点， 首先确保防冰放气阀关闭； [0012]进一步， 确保校正后的燃气发生器转速Ng 高于90％， 以排除起动和空慢运行点； [0013]若满足防冰放气阀关闭、 校正后的燃气发生器转速Ng高于90％以上， 则进入数据 分析窗口， 最小 数据分析窗口为 15秒； 达到最小 数据分析窗口长度， 开始计算窗口中包含的 每个参数的平均值和标准偏 差； 将标准偏差与规定阈值标准进 行比较， 若不满足稳态标准，说　明　书 1/5 页 3 CN 115525987 A 3