(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211533183.4 (22)申请日 2022.12.02 (71)申请人 中国航发四川燃气涡轮 研究院 地址 610500 四川省成 都市新都区新都学 府路999号 (72)发明人 程荣辉　郭令　龚鑫　王丹丹　 马波　刘洋　惠广林　林磊　 (74)专利代理 机构 北京清大紫荆知识产权代理 有限公司 1 1718 专利代理师 周晓飞 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 压气机转子轴向力评估方法、 装置、 设备及 介质 (57)摘要 本发明涉及航空发动机技术领域， 公开了压 气机转子轴向力评估方法、 装置、 设备及介质， 所 述评估方法包括根据历史工况各转速对应的压 气机转子轴向力特征值和各转速对应的压气机 相对换算转速， 构建压气机转子轴向力评估模 型； 将待测工况下的压气机出口总压及对应的相 对换算转速输入所述压气机转子轴向力评估模 型， 获得所述待测工况的压气机转子轴向力。 本 发明仅需要压气机换算转速、 压气机出口总压等 参数即可评估台架压气机转子轴向力， 所需测试 参数少； 该评估 方法是根据转子轴向力的产生原 理建立的反映压气机转子轴向力气动本质特征 的数学模型， 适用范围广、 计算精度高， 可 实时评 估各型发动机以及各种测试状态条件下压气机 转子轴向力。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115544694 A 2022.12.30 CN 115544694 A 1.一种压气机转子轴向力评估方法， 其特 征在于， 包括： 根据不同历史工况的压气机转子转速， 及各转速对应的压气机节流性能数据， 获取各 历史工况 下的压气机转子轴向力； 根据历史工况压气机各转速对应的压气机转子轴向力、 各转速对应的压气机出口总 压， 确定历史工况 各转速对应的压气机转子轴向力特 征值； 根据历史工况各转速对应的压气机转子轴向力特征值和各转速对应的压气机相对换 算转速， 构建压气机转子轴向力评估 模型； 将待测工况下的压气机出口总压及对应的相对换算转速输入所述压气机转子轴向力 评估模型， 获得 所述待测工况的压气机转子轴向力。 2.根据权利要求1所述的压气机转子轴向力 评估方法， 其特征在于， 根据历史工况各转 速下的压气机转子轴向力特征值与各转速对应的压气 机相对换算转速， 构建压气 机转子轴 向力评估 模型， 包括： 以压气机相对换算转速为自变量， 对应转速下的压气机转子轴向力特征值为因变量进 行多项式拟合， 获得压气机转子轴向力特 征值的函数： 其中， 为各转速对应的压气机相对换算转速， a、b、c、d、e和f为常数， ， 为转速i对应的压气机转子轴向力特征值， 为转速i对应的压气机转子轴向力， 为转 速i对应的压气机出口总压； 根据轴向力特征值计算公式， 将所述函数转换为所述压气机转子轴向力评估模型： 。 3.根据权利要求1所述的压气机转子轴向力 评估方法， 其特征在于， 根据不同历史工况 的压气机转子转速， 及各转速对应的压气机节流性能数据， 获取历史工况各转速下 的压气 机转子轴向力， 包括： 将压气机转子转速以及压气机转子转速对应的压气机节流性能数据， 作为流体仿真边 界条件， 将所述流体仿真边界条件输入流体仿真软件， 仿真获得各转速下 的压气机转子轴 向力； 其中， 压气机转子转速对应的压气机节流性能数据包括出口总压、 进口总压、 进口总 温以及压气机流 量。 4.根据权利要求1 ‑3任意一项所述的压气机转子轴向力评估方法， 其特征在于， 还包 括： 将待测工况的流体仿真边界条件输入流体仿真软件， 仿真获得待测工况的压气机转子 轴向力； 将压气机转子轴向力评估模型计算出的待测工况压气机转子轴向力与仿真获得的待 测工况的压气 机转子轴向力进 行比较， 获得相对误差值； 若相对误差值小于等于预设阈值， 则输出压气机转子轴向力评估模型计算出 的待测工况压气机转子轴向力； 否则， 调整压气 机转子轴向力评估 模型， 直至所述相对误差值小于等于预设阈值。 5.一种压气机转子轴向力评估 装置， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块： 用于获取历史工况和待测工况的压气机转子转速， 以及历史工况和待 测工况的压气机转子转速对应的压气机节流 性能数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544694 A 2工况分析模块： 用于根据不同工况的压气机转子转速， 及各转速对应的压气机节流性 能数据， 获取 各转速下的压气机转子轴向力； 计算模块： 用于根据压气机各转速对应的压气机转子轴向力、 各转速对应的压气机出 口总压， 计算各转速下压气机转子轴向力特 征值； 评估模型构建模块： 用于根据历史工况各转速下的压气机转子轴向力特征值和各转速 对应的压气机相对换算 转速， 构建压气机转子轴向力评估 模型； 估计模块： 用于根据待测工况下的压气机出口总压及对应的相对换算转速， 以及所述 压气机转子轴向力评估 模型， 获得 所述待测工况的压气机转子轴向力。 6.根据权利要求5所述的压气机转子轴向力评估装置， 其特征在于： 所述工况分析模 块， 用于将压气机转子转速以及压气机转子转速对应的压气机节流性能数据， 作为流体仿 真边界条件， 将所述流体仿真边界条件输入流体仿真软件， 仿真获得各转速下 的压气机转 子轴向力； 其中， 压气机转子转速对应的压气机节流性能数据包括出 口总压、 进口总压、 进 口总温以及压气机流 量。 7.根据权利要求6所述的压气机转子轴向力 评估装置， 其特征在于： 所述评估模型构建 模块， 用于以压气机相对换算转速为自变量， 对应转速下 的压气机转子轴向力特征值为因 变量进行多 项式拟合， 获得压气机转子轴向力特 征值的函数： 其中， 为各转速对应的压气机相对换算转速， a、b、c、d、e和f为常数， ， 为 转速i对应的压气机转子轴向力特征值， 为转速i对应的压气机转子轴向力， 为转速 i对应的压气机出口总压； 根据轴向力特征值计算公式， 将所述函数转换为所述压气机转子轴向力评估模型： 。 8.根据权利要求5 ‑7任意一项所述的压气机转子轴向力 评估装置， 其特征在于： 还包括 评估模型验证模块， 用于获取工况分析模块计算的待测工况 的压气机转子轴向力， 以及获 取压气机转子轴向力评估模型计算出待测工况压气 机转子轴向力， 将压气 机转子轴向力评 估模型计算出 的待测工况压气机转子轴向力与仿真获得 的待测工况的压气机转子轴向力 进行比较， 获得相对误差值； 若相对误差值小于等于预设阈值， 则输出压气 机转子轴向力评 估模型计算出的待测工况压气机转子轴向力； 否则发出报警信号。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所 述的压气机转子轴向力评估方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有执行权利 要求1至4中任一项所述的压气机转子轴向力评估方法的计算机程序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544694 A 3