对上述方程求解，得
%-% /｛［01 •（ 211 3’4）/ 214 •04］)56（’178）
.
/［01）3 214 04)569）
（ ’1 3211］（ ’478）｝（’1 3’46-6 . /｛（ 244 3’4）/ 241 01］)56
［04（’178） /［04）3 241 01)569）
（ ’1 3244］（ ’478）｝（’1 3’4
式中， 01 -%3%.；
04 -3.；
211，.，244 ———雅格比矩阵第数；
’1，’4 ———线性矩阵特征值。
根据时间步长对整个方程组都进行一次数值计算而不采用迭代来求解方程。由于有大量的描述燃气、空气容腔过程和转子转速的微分方程使上述方法可用于求解，只是在求解描述涡轮工作过程的方程时才利用局部迭代循环。
为确保进行实时计算，要预先对描述燃气、空气容腔中参数 和 %的非稳态过程的微
分方程进行专门的转换。这种转换可以大大增加方程的积分间距。 :;程序说明计算程序包含两个带有扩展名为; <=>的 <=>%>?@文件和一个数据文件，基本程序
流程如图 A 3B 31C所示。首先，程序初始化，读输人数据，计算一个稳态点，如果需要，计算一个用户定义的过渡态。程序能够接收基于控制参数的稳态或者过渡态输入。程序所用的输人参数有：&、DE；控制参数有 +%.、+%<、?F、1和 4。
输出参数有：风扇和压气机转速（G1、G4）；发动机进出口截面参数，如压力、温度和流量
等（6、%、+）；发动机性能参数：推力 <；耗油率 H<I；压气机和风扇喘振裕度 ,JK、,JL。计算程序为下一次计算生成新的初始条件并输出计算结果文件。 M;过渡态计算在发动机飞行包线内，进行过渡态仿真计算在允许的飞行条件下，进行发动机仿真的
过渡态响应特性研究。& -.，DE -.条件下油门杆从慢车到最大状态快速移动时发动机过渡态曲线和内部控制参数的变化。相应的可获得减速过程曲线。图 A 3B 31A（ 2）示出，MN的加速响应时间（推力达到 BOP的时间）是可以接受的。最终的推力为 1OM..QN，压气机的 •14F4•
喘振裕度大于 "。符号 %&’表示计算机完成一个过渡态的计算时间；符号 ()(代
表计算机完成一步计算的平均时间。其他控制参数，如风扇转速、低压涡轮出口总温、风扇
喘振裕度、加力燃油流量、压气机静叶角度和喷口喉道面积也有相应的仿真计算结果和曲
线。
在 *+, -’. /01条件下，油门杆从 234 /*56 7896发动机过渡过程响应曲线和内部控
制参数的变化。由图可知：达到中间推力时，燃油流量有一个下凹，紧接着缓慢增至最终
值。这是由于在接近稳态时控制器的作用而引起的，其目的是防止涡轮前温度超调。
: /0，’. /0条件下，油门杆从 234 /;<6 7896时过渡过程的实时 -非实时数字仿真结
果的比较。计算结果具有很好的一致性。压气机转速和推力的响应结果最大相对误差小
于 <"和 5"。这一结果表明，实时数字仿真程序适用于发动机动态仿真和分析，程序结构
简单，并且比详细的非实时数字仿真程序具有更快的计算速度。
按发动机部件方式建立的实时数字仿真程序适用于稳态和过渡过程和控制系统分析，
较非实时数字仿真程序具有更简单的结构，同时保留了发动机部件的非线性，能够准确的
模拟发动机工作过程。能在整个飞行包线范围内，进行发动机稳态和过渡态的工作过程实
时仿真，执行时间比非实时仿真程序显著减少。由于可在计算机上实时计算，因此，为控制
系统半物理模拟试验提供发动机仿真平台。
四、发动机部件故障仿真专家系统
研究发动机故障运行情况的专家系统应用来自经验和仿真两方面的知识库。
当发动机“正常”工作时，它表现出特有的工作特性；当发生故障时，可表现出另一特有
的工作特性。由于不正常工作，发动机性能和热力参数相对于发动机正常工作点的基准值
产生特有的偏移，即重要参数具有一特殊的变化趋势，这种趋势作为知识库中的主要信息。
在发动机工作寿命期内所积累的经验可给出一个故障发生时发动机工作过程的信息，这种
信息可以从发动机维修手册中查到。已开发的仿真程序中给出较完整的故障定量信息，包
括：“故障矩阵”的计算。
“影响矩阵”和
;1影响矩阵
影响矩阵作为程序文件存储了发动机部件性能（效率和空气流量）的给定变化 ;"时
所引起的发动机热力参数和性能参数的变化。基本假设是发动机部件的每一个不正常状态或故障都会导致一个或多个部件的性能（效率、空气流量等）的下降。因此，影响矩阵的每一行都包含着发动机对故障的反应，应用故障仿真程序时，根据工作程序的类型，由用户或专家系统来选择相适应的矩阵行。
影响矩阵是在不同的步骤中建立的。第一步，假定每个部件的每个性能的基准值求得
发动机的工作点，其后，给定部件性能下降一固定值计算出发动机性能参数和循环参数，接
着再计算下降值的性能变化，最后，应用每一步计算出来的发动机性能参数变化量的 "来
填充矩阵。变化量的百分数是基于第一步计算出来的值。发动机影响矩阵的主要计算步
骤。通过给定马赫数、高度 :和一个常值参数来确定所有步骤中要考虑的发动机工作点。
常值参数从燃油流量、转速、涡轮进口温度、排气温度、压比和推力等参数中选取。该参数
称为基本参数。可以通过小偏差法推算出，亦可以通过试验确定，例如，对 (=8和 >9发
•;<8*•
动机曾进行了推力和压比的不同值和固定值的试验。除了推力和压比外，还可选择其他参数作为常值。在知识库中每一部分都具有这些影响矩阵的特征值。
"专家系统
对于发动机部件故障仿真已经开发了两个专家系统。第一个系统要求输入所选发动机部件性能的下降值。当输出时，系统给出发动机带故障运行的工作过程信息。用户可以把部件性能下降的趋势（增大或减少）或精确的下降量（，）输入此系统；当输出数据时，专家系统提供了相对于基准值的性能参数的偏差趋势或变化量的确切值。
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本文链接地址：飞机检测与维修实用手册 4(76)
