一种基于试飞数据标准重量下巡航推力增量的修正方法与流程

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种基于试飞数据标准重量下巡航推力增量的修正方法。

背景技术：

在飞行过程中，飞机平飞段的推力特性，对飞机的最大平飞速度、爬升率和升限等性能有重要的影响，直接关系到飞机重大性能指标的可达性，特别地，在调整试飞阶段，整个飞机的状态还在调整，需要对前期试飞数据的分析，以确定飞机状态的调整方向，预测飞机的性能，并提出合理的性能指标。其中，针对平飞阶段的推力特性分析是最为重要的方面之一，然而，在调整试飞阶段，由于飞机投产时间的约束、试飞成本的制约、飞行架次数量的限制，平飞段的重量不足以覆盖所有的飞机重量点，并且，不同的飞机重量对飞机平飞段的推力特性有不同的影响。因此，在试飞过程中，为了得到飞机平飞段的推力特性，合理地提出后续性能指标，需针对平飞段的剩余推力进行重量修正，从而，为准确地预测飞机性能指标提供重要的数据基础。

目前，不同重量情况下，平飞段发动机推力增量的预估仅依靠发动机的台架数据和飞机风洞试验的气动数据进行计算和分析，然而，真实的飞机在发动机推力和飞机阻力等方面与理论的数据均存在差异，由于发动机的安装、进发匹配等原因，会引起发动机的推力损失；飞机的制造和安装公差、表面质量等原因，也会造成飞机阻力增量的变化，因此，仅依靠飞机理论数据，不足以获得不同重量下真实飞机的平飞段推力增量，使得试飞人员不能对后续的试飞规划进行合理地制定，设计人员不能提供真实飞机准确的性能指标。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种基于试飞数据标准重量下巡航推力增量的修正方法，能够更加准确真实的反应飞机的平飞段推力增量，对飞机后续的持续试飞以及性能指标的完成有积极的意义和深远的影响。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于试飞数据标准重量下巡航推力增量的修正方法，包括以下步骤：

a、试飞规划，在不同高度和速度区间，进行两种不同重量(两种重量分别为m1和m2)的平飞加速试飞；

b、进行推力增量、重量的修正步骤，如下；

s1、平飞加速力学模型的方程组,如下；

l＝g(1)

t-d＝ma(2)

其中，l为飞机的升力，g为飞机的重力，t为发动机的推力，d为飞机的阻力，m为飞机的质量，a为飞机平飞的加/减速度，ρ为密度，v为速度，s为参考面积，cl为升力系数，cd为阻力系数，cd0为型阻，a为升致阻力因子；

s2、试飞数据分析，包括剩余推力计算、升力系数计算和升致阻力因子计算；

所述剩余推力计算为两种不同的重量状态下，选取速度为v的飞行状态点作为两种状态的基准速度，计算基准速度区间的加/减速度a，公式如下：

根据基准速度区间的加/减速度得到基准速度区间的剩余推力，计算公式如下：

t-d＝ma(6)

所述升力系数计算在相同高度平方时，根据公式(1)和(3)，法向的升力和重量相互平衡，飞机升力与飞行的速度和升力系数相对应，选取飞行的速度相同，重力与升力系数一一对应，既：

g～l～cl

cl1和cl2分别为通过重量g1和g2求解平飞时的升力系数；

所述升致阻力因子计算通过升力系数与阻力系数的公式如下：

cd＝cd0+a·cl²

根据方程(2)和(7)，得到两种不同的重量状态m1和m2下的方程组如下：

由方程式(8)-(9)，得：

求解出升致阻力因子a；

c、修正标准重量对应推力，包括稳定平飞力学模型和修正至标准重量；

所述稳定平飞力学模型的方程组如下：

l＝g(10)

t＝d(11)

所述修正至标准重量包括将飞机半油重量(g0.5fuel)的发动机推力设定为t，推力t作为基准数据，基于试飞数据，将其修正至标准重量(g)下的推力增量，根据公式(7)、(10))～(13)计算半油重量和标准重量的推力差，公式如下：

其中，g0.5fuel为半油重量，g为标准重量，△t为半油重量和标准重量的推力差。

步骤s2中，所述剩余推力为发动机转速下的推力与飞机阻力的差量，即加速度的惯性力。

本发明带来的有益效果有。

1、通过修正至标准重量下的推力增量、计算半油重量和标准重量的推力差，对不同重量下平飞段的推力增量进行修正，提供真实准确的性能指标，基于试飞数据，考虑了进发匹配，发动机安装误差等因素的影响，同时，不依赖于发动机的台架数据，对飞机和发动机整体考虑(飞/发一体)，设计人员能够提供真实飞机准确的性能指标，对后续的试飞规划进行合理地制定，因此，该方法对飞机后续的持续试飞以及性能指标的完成有积极的意义和深远的影响。

附图说明

图1是本发明中加减速曲线示意图。

图2是本发明中两种不同重量情况下加/减速度和剩余推力的表格示意图。

图3是本发明中两种不同重量m1和m2升致阻力因子的表格示意图。

图4是本发明中相同高度，不同速度下g-△t的表格示意图。

图5是本发明中高度、速度全包线g-vy的表格示意图。

具体实施方式

实施例1

一种基于试飞数据标准重量下巡航推力增量的修正方法，包括以下步骤：

a、试飞规划，在不同高度和速度区间，进行两种不同重量(两种重量分别为m1和m2)的平飞加速试飞；

b、进行推力增量、重量的修正步骤，如下；

s1、平飞加速力学模型的方程组,如下；

l＝g(1)

t-d＝ma(2)

其中，l为飞机的升力，g为飞机的重力，t为发动机的推力，d为飞机的阻力，m为飞机的质量，a为飞机平飞的加/减速度，ρ为密度，v为速度，s为参考面积，cl为升力系数，cd为阻力系数，cd0为型阻，a为升致阻力因子；

s2、试飞数据分析，包括剩余推力计算、升力系数计算和升致阻力因子计算；

如图1所示，所述剩余推力计算为两种不同的重量状态下，选取速度为v的飞行状态点作为两种状态的基准速度，计算基准速度区间的加/减速度a，公式如下：

根据基准速度区间的加/减速度得到基准速度区间的剩余推力，计算公式如下：

t-d＝ma(6)

如图2所示，运用上述方法，得到不同重量情况下的飞机加/减速度和剩余推力；

所述升力系数计算在相同高度平方时，根据公式(1)和(3)，法向的升力和重量相互平衡，飞机升力与飞行的速度和升力系数相对应，选取飞行的速度相同，重力与升力系数一一对应，既：

g～l～cl

cl1和cl2分别为通过重量g1和g2求解平飞时的升力系数；

所述升致阻力因子计算通过升力系数与阻力系数的公式如下：

cd＝cd0+a·cl²

根据方程(2)和(7)，得到两种不同的重量状态m1和m2下的方程组如下：

由方程式(8)-(9)，得：

上述方程中，升致阻力因子a为未知数，其余参数均为已知，求解出升致阻力因子a，计算结果如图3所示；

c、修正标准重量对应推力，包括稳定平飞力学模型和修正至标准重量；

所述稳定平飞力学模型的方程组如下：

l＝g(10)

t＝d(11)

所述修正至标准重量包括将飞机半油重量(g0.5fuel)的发动机推力设定为t，推力t作为基准数据，基于试飞数据，将其修正至标准重量(g)下的推力增量，根据公式(7)、(10))～(13)计算半油重量和标准重量的推力差，公式如下：

其中，g0.5fuel为半油重量，g为标准重量，△t为半油重量和标准重量的推力差；

d、分析全包线推力增量,步骤如下：

p1、在相同高度、不同速度状态下，为了得到辨识出相同高度，不同速度下标准重量-推力增量函数，可在不同速度的情况下，按照1节、2节和3节的方法进行试飞数据的统计和分析计算。可以得到相同高度和不同速度情况下的标准重量-推力增量函数，即g-△t，如图4所示；

p2、在全包线范围状态下，为了得到辨识出全包线范围(即不同高度，不同速度)内的标准重量-推力增量函数。在不同高度下，按照4.1节的方法进行试飞数据的统计和分析计算，得到高度-速度全包线范围内的标准重量-推力增量函数，即g-△t，如图5所示。

步骤s2中，所述剩余推力为发动机转速下的推力与飞机阻力的差量，即加速度的惯性力。

通过修正至标准重量下的推力增量、计算半油重量和标准重量的推力差，提供真实准确的性能指标，基于试飞数据，考虑了进发匹配，发动机安装误差等因素的影响，同时，不依赖于发动机的台架数据，对飞机和发动机整体考虑(飞/发一体)，设计人员能够提供真实飞机准确的性能指标，对后续的试飞规划进行合理地制定，因此，该方法对飞机后续的持续试飞以及性能指标的完成有积极的意义和深远的影响。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。