基于辅助进气门的进气道一体化稳定性控制研究1
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2020 年 7 月
第 41 卷 第 7 期
July 2020
Vol.41 No.7
推 进 技 术
JOU RN AL OF PRO PUL SION T ECH NOLO GY
基于辅助进气门的进气道/发动机
一体化稳定性控制研究
*
叶东鑫，张海波
（南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室，江苏 南京 210016）
摘 要：为了实现发动机在大机动飞行时高品质稳定运行，提出了一种基于辅助进气门调节的进气
道/发动机一体化稳定性控制方法。基于进气道 CFD 模型，通过飞行条件和辅助进气门开度计算出口性
能参数，考虑总压畸变对风扇特性的影响，建立了进气道实时模型和总压畸变模型，并将其与发动机部
件级模型匹配，建立进/发一体化模型。为了直接控制发动机安全裕度，选取发动机部分可测参数作为
输入，通过非线性拟合方法建立风扇喘振裕度实时估计模型，相比于直接压比控制可以充分发挥发动机
的潜能。进/发一体化控制是通过调节辅助进气门开度，控制进气道出口总压恢复系数，以满足发动机
进口截面需求，并基于
H
∞
鲁棒控制实现对发动机的转速和安全裕度的控制。仿真结果表明，所提出的
方法可以实现发动机在大机动飞行过程中安全稳定工作，推力损失不超过 2%。
关键词：辅助进气门；总压畸变；大机动飞行；喘振裕度；估计模型
中图分类号：V231.1 文献标识码：A 文章编号：1001-4055 （2020） 07-1621-10
DOI：10.13675/j.cnki. tjjs. 190447
Research on Integrated In let-E ngine Stability
Control Based on Auxiliary Door
YE Dong-xin，ZHANG Hai-bo
（Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System，College of Energy and Power Engineering，
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China）
Abstr act： In order to realize high quality and stable operation of the engine during large maneuvering
flight，an integrated stability control method of inlet/engine based on auxiliary door regulation is proposed. The
outlet performance parameters of the inlet model are calculated by flight conditions and auxiliary door，and con⁃
sidering the effects of total pressure distortion on fan characteristics，the real-time inlet model and total pressure
distortion model are established，which are matched with the engine component level model to establish the inte⁃
grated inlet/engine model. In order to directly control the safety margin of the engine，some measurable parame⁃
ters of the engine are selected as input，and a real-time estimation model of fan surge margin is established by us⁃
ing the non-linear fitting method. Compared with the direct pressure ratio control，the potential of the engine can
be fully developed. The control method of the integrated inlet-engine model is to control the total pressure recov⁃
* 收稿日期：2019-07-01；修订日期：2019-08-26。
基金项目：国家自然科学基金 （51576096）；中央高校科研业务费重大人才培育项目 （NF2018003）；江苏省研究生科研与
实践创新计划项目 （KYCX18_0323）。
作者简介：叶东鑫，硕士生，研究领域为航空发动机建模及控制。E-mail：740923524@qq.com
通讯作者：张海波，博士，教授，研究领域为航空发动机建模及控制。Email：zh_zhhb@126.com
引用格式：叶东鑫，张海波 . 基于辅助进气门的进气道/发动机一体化稳定性控制研究［J］. 推进技术，2020，41（7）：1621-
1630. （YE Dong-xin，ZHANG Hai-bo. Research on Integrated Inlet-Engine Stability Control Based on Auxiliary Door
［J］. Journal of Propulsion Technology，2020，41（7）：1621-1630.）
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