對上述方程求解，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 ———雅格比矩陣第數；
’1，’4 ———線性矩陣特征值。
根據時間步長對整個方程組都進行一次數值計算而不采用迭代來求解方程。由于有大量的描述燃氣、空氣容腔過程和轉子轉速的微分方程使上述方法可用于求解，只是在求解描述渦輪工作過程的方程時才利用局部迭代循環。
為確保進行實時計算，要預先對描述燃氣、空氣容腔中參數 和 %的非穩態過程的微
分方程進行專門的轉換。這種轉換可以大大增加方程的積分間距。 :;程序說明計算程序包含兩個帶有擴展名為; <=>的 <=>%>?@文件和一個數據文件，基本程序
流程如圖 A 3B 31C所示。首先，程序初始化，讀輸人數據，計算一個穩態點，如果需要，計算一個用戶定義的過渡態。程序能夠接收基于控制參數的穩態或者過渡態輸入。程序所用的輸人參數有：&、DE；控制參數有 +%.、+%<、?F、1和 4。
輸出參數有：風扇和壓氣機轉速（G1、G4）；發動機進出口截面參數，如壓力、溫度和流量
等（6、%、+）；發動機性能參數：推力 <；耗油率 H<I；壓氣機和風扇喘振裕度 ,JK、,JL。計算程序為下一次計算生成新的初始條件并輸出計算結果文件。 M;過渡態計算在發動機飛行包線內，進行過渡態仿真計算在允許的飛行條件下，進行發動機仿真的
過渡態響應特性研究。& -.，DE -.條件下油門桿從慢車到最大狀態快速移動時發動機過渡態曲線和內部控制參數的變化。相應的可獲得減速過程曲線。圖 A 3B 31A（ 2）示出，MN的加速響應時間（推力達到 BOP的時間）是可以接受的。最終的推力為 1OM..QN，壓氣機的 •14F4•
喘振裕度大于 "。符號 %&’表示計算機完成一個過渡態的計算時間；符號 ()(代
表計算機完成一步計算的平均時間。其他控制參數，如風扇轉速、低壓渦輪出口總溫、風扇
喘振裕度、加力燃油流量、壓氣機靜葉角度和噴口喉道面積也有相應的仿真計算結果和曲
線。
在 *+, -’. /01條件下，油門桿從 234 /*56 7896發動機過渡過程響應曲線和內部控
制參數的變化。由圖可知：達到中間推力時，燃油流量有一個下凹，緊接著緩慢增至最終
值。這是由于在接近穩態時控制器的作用而引起的，其目的是防止渦輪前溫度超調。
: /0，’. /0條件下，油門桿從 234 /;<6 7896時過渡過程的實時 -非實時數字仿真結
果的比較。計算結果具有很好的一致性。壓氣機轉速和推力的響應結果最大相對誤差小
于 <"和 5"。這一結果表明，實時數字仿真程序適用于發動機動態仿真和分析，程序結構
簡單，并且比詳細的非實時數字仿真程序具有更快的計算速度。
按發動機部件方式建立的實時數字仿真程序適用于穩態和過渡過程和控制系統分析，
較非實時數字仿真程序具有更簡單的結構，同時保留了發動機部件的非線性，能夠準確的
模擬發動機工作過程。能在整個飛行包線范圍內，進行發動機穩態和過渡態的工作過程實
時仿真，執行時間比非實時仿真程序顯著減少。由于可在計算機上實時計算，因此，為控制
系統半物理模擬試驗提供發動機仿真平臺。
四、發動機部件故障仿真專家系統
研究發動機故障運行情況的專家系統應用來自經驗和仿真兩方面的知識庫。
當發動機“正常”工作時，它表現出特有的工作特性；當發生故障時，可表現出另一特有
的工作特性。由于不正常工作，發動機性能和熱力參數相對于發動機正常工作點的基準值
產生特有的偏移，即重要參數具有一特殊的變化趨勢，這種趨勢作為知識庫中的主要信息。
在發動機工作壽命期內所積累的經驗可給出一個故障發生時發動機工作過程的信息，這種
信息可以從發動機維修手冊中查到。已開發的仿真程序中給出較完整的故障定量信息，包
括：“故障矩陣”的計算。
“影響矩陣”和
;1影響矩陣
影響矩陣作為程序文件存儲了發動機部件性能（效率和空氣流量）的給定變化 ;"時
所引起的發動機熱力參數和性能參數的變化。基本假設是發動機部件的每一個不正常狀態或故障都會導致一個或多個部件的性能（效率、空氣流量等）的下降。因此，影響矩陣的每一行都包含著發動機對故障的反應，應用故障仿真程序時，根據工作程序的類型，由用戶或專家系統來選擇相適應的矩陣行。
影響矩陣是在不同的步驟中建立的。第一步，假定每個部件的每個性能的基準值求得
發動機的工作點，其后，給定部件性能下降一固定值計算出發動機性能參數和循環參數，接
著再計算下降值的性能變化，最后，應用每一步計算出來的發動機性能參數變化量的 "來
填充矩陣。變化量的百分數是基于第一步計算出來的值。發動機影響矩陣的主要計算步
驟。通過給定馬赫數、高度 :和一個常值參數來確定所有步驟中要考慮的發動機工作點。
常值參數從燃油流量、轉速、渦輪進口溫度、排氣溫度、壓比和推力等參數中選取。該參數
稱為基本參數。可以通過小偏差法推算出，亦可以通過試驗確定，例如，對 (=8和 >9發
•;<8*•
動機曾進行了推力和壓比的不同值和固定值的試驗。除了推力和壓比外，還可選擇其他參數作為常值。在知識庫中每一部分都具有這些影響矩陣的特征值。
"專家系統
對于發動機部件故障仿真已經開發了兩個專家系統。第一個系統要求輸入所選發動機部件性能的下降值。當輸出時，系統給出發動機帶故障運行的工作過程信息。用戶可以把部件性能下降的趨勢（增大或減少）或精確的下降量（，）輸入此系統；當輸出數據時，專家系統提供了相對于基準值的性能參數的偏差趨勢或變化量的確切值。
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本文鏈接地址：飛機檢測與維修實用手冊 4(76)
