【摘 要】
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飞机雨天运行会对其搭载的航空发动机内部气路性能产生影响,而飞机机载QAR（Quick Access Recorder）数据中记录了大量表征发动机运行状态的性能参数,是实现发动机健康监测的数据基础。本文以航空发动机气路性能为研究对象,以QAR数据为研究基础,依据较为成熟、便捷的热力学方程建立发动机气路性能数学模型,进行发动机吞雨工况下的气路性能分析,可为航空发动机吞雨研究以及性能监控提供新方法及思路
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飞机雨天运行会对其搭载的航空发动机内部气路性能产生影响,而飞机机载QAR（Quick Access Recorder）数据中记录了大量表征发动机运行状态的性能参数,是实现发动机健康监测的数据基础。本文以航空发动机气路性能为研究对象,以QAR数据为研究基础,依据较为成熟、便捷的热力学方程建立发动机气路性能数学模型,进行发动机吞雨工况下的气路性能分析,可为航空发动机吞雨研究以及性能监控提供新方法及思路。本文所采用的QAR数据均来自于CFM56-7B发动机。对于发动机在降雨及非降雨气象条件的热力学模型构建,首先依据发动机传统设计点热力学方程,利用最小二乘辨识原理,修正25站位压强求解方程,获得了干空气热力学模型;然后根据混合气体熵值的可加性,构建了降雨条件的湿空气热力学模型;最后利用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）优化的粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）,依据实际调研获取的降雨及非降雨航班运行QAR数据,进行干空气和湿空气热力学模型参数计算与验证。结果表明该热力学模型计算得到的干空气和湿空气热力学参数与QAR数据间最大误差小于13%,较为接近实际QAR参数。证实了基于QAR数据构建发动机热力学模型的可行性,以及该热力学模型构建方法求解热力参数的有效性。对于发动机吞雨造成的气路性能变化分析,本文首先提出相似性假设,根据降雨航班QAR数据,利用支持向量机获得干空气热力学模型输入参数;而后利用降雨QAR数据和干空气热力学模型输入参数,分别代入降雨气象的湿空气热力学模型和干空气热力学模型进行计算分析。分析结果表明发动机吞雨后,其内涵总温、进气量及发动机运行稳定性皆有所下降。
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