基于任务段的航空发动机载荷谱聚类方法研究摘要航空发动机载荷谱能够为航空发动机及其零部件进行应力分析、结构设计、整机的可靠性、零部件耐久性试验以及寿命评定提供准确参考。其中，航空发动机载荷谱所对应的飞行任务剖面包含了发动机的飞行信息，是飞机在实际飞行时所产生的具体数据，反映了发动机的实际使用状况。飞行任务剖面聚类后，易于确定典型剖面,可以对飞行任务剖面的编制和预测提供很大的帮助，在实际工程中具有很大意义。然而，飞行任务剖面由于数量众多，杂乱无序，难以找到相似剖面的规律性，分类问题迄今为止并未能得到很好的解决。针对此问题，就需要提及聚类的问题。本文开展了基于二代机任务段的航空发动机载荷谱聚类方法研究，提出了利用聚类散点图对航空发动机飞行任务剖面进行分类的方法，并对某战斗机发动机 31 个飞行任务剖面进行了聚类分析。通过比对分析飞行任务剖面中的飞行高度、飞行马赫数、法向过载、转速四个重要参数，选取了飞行高度和飞行马赫数作为划分飞行任务剖面的原始参数；依据其对应的飞行任务段均值生成聚类散点图；按照散点分布区域的差异性对其进行初步划分，并根据滤波后剖面特征对密集点区域进一步划分；最终将剖面类型划分为五大类。本文开展了针对三代机飞行任务剖面的聚类分析研究。首先，通过飞行高度与飞行马赫数的均值生成了聚类散点图。之后，依据雨流计数法统计的各剖面对应的飞行高度、飞行马赫数 、转速、法向过载的循环数，划分出了巡航、地慢状态。随后，依据飞行高度参数划分出了空对地与空对空状态。最后，依据油门杆角度划分出了油门杆状态。将三代机剖面类型划分为五大类。本文确定了三代机的各类剖面所对应的典型飞行任务剖面。之后，将典型飞行任务剖面按照任务混频、起飞降落段均值处理的方式组成了综合任务谱。最后，通过穿级计数法与雨流计数法对各类典型飞行任务剖面与综合任务谱分别进行了计数对比。结果表明，所编制的综合任务谱合理有效。I关键词：航空发动机载荷谱，聚类分析，飞行任务剖面IIABSTRACTAeroengine load spectrum can provide an accurate reference for the stress analysis, structural design, machine reliability, durability testing of components and life assessment of aeroengines and their components. Among them, the aero-engine load spectrum corresponding to the flight mission profile c...
