面向飞行模拟的民航发动机性能与故障仿真

摘要

飞行模拟器是研发新型飞机，培养优秀的飞行人员所不可或缺的工具。目前我国飞行模拟器同国外存在较大差距，在当前民航大发展的背景下，加快飞行模拟器的自主研发势在必行。
　　建立精确的民航发动机性能模型有利于高逼真度的飞行仿真，提升飞行模拟器品质。通过对发动机进行故障建模则可支持涉及发动机的飞行事故分析与调查研究。依照民航总局CCAR-60，对发动机的建模要求，分别建立了目前民航广泛使用的某型发动机的推力、低压/高压转子转速、排气温度等性能模型。为了所搭建的模型能进一步贴合民航飞行的实际需求，并提升模型的通用性。
　　本文提出了推力等级预设法，通过预设6个典型推力等级，在提高模型逼真度的同时，保证了模型的实时性。并通过对燃气机原理的分析，改进了燃油流量，高压转子转速以及排气温度的数学模型。在性能模型的基础上讨论了鸟撞和空中停车两种典型的发动机故障模型。通过Matlab/Simulink平台构建模型并使用RTW生成DLL动态链接库。
　　最后，运用真实飞行中所记录的相关数据对模型进行了验证。仿真结果同真实数据的误差小于5％，取得了良好效果。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究背景与意义

1.3 飞行模拟器的发展与研究状况

1.4 航空发动机性能建模与仿真的研究概况

1.5 论文的主要研究内容

第二章 发动机性能建模

2.1 涡扇发动机简介

2.2 航空发动机建模特点

2.3 推力等级预设法

2.4 若干重要性能参数数学模型

2.5 典型故障建模

2.6 本章小结

第三章 SIMULINK的模型实现

3.1 SIMULINK简介

3.2 数学模型的SIMULINK实现

3.3 模型处理

3.4 本章小结

第四章 模型验证

4.1 稳态过程模拟

4.2 进近着陆过程模拟

4.3 中断起飞过程模拟

4.4小结与误差分析

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文