基于涡轮增压系统模型的发动机安全影响因素敏感性分析

摘要

采用涡轮增压系统可以有效地恢复发动机高空动力性能，提高通用航空器的工作升限，但在改善发动机性能的同时，其安全性也应引起足够重视。为提高航空活塞发动机涡轮增压系统的安全性并对实际运行提供建议，本文基于模型的系统安全性分析、“V”型安全性分析、响应面分析法（RSM,response surface methodology）与Sobol因子敏感性分析方法，构建了以Rotax914为原型的发动机整机准维模型与拟合方程进行全局敏感性分析，对航空活塞发动机涡轮增压系统性能的不同安全影响因素的敏感性进行分析与比较。结果表明：海拔高度的敏感性指数远高于其他因素；进气阀直径的敏感性指数高于废气阀直径但二者在量级上相近；在正常运行环境下空气过滤器的有效长度对发动机涡轮增压系统几乎不产生影响。因此，在实际运行中可以根据分析结果调整安全影响因素的变化范围，降低关键因素的不确定性，从而进行高效、直观的安全分析。

关键词

航空活塞发动机 / 涡轮增压系统模型 / 响应面分析法(RSM) / Sobol因子 / 敏感性分析

基金资助

国家自然科学基金项目（U2233213）