基于聚類原理的渦扇發動機飛行剖面逐步分類方法

趙麗娜，段垚奇

（國機集團北京飛機強度研究所有限公司，北京 100083）

0 引言

飛行任務剖面分類是航空發動機載荷譜編制的環節之一，通過對上百個實測飛行起落的數據分析，歸并出航空發動機若干個典型任務剖面作為所有任務剖面的代表。任務剖面的分類不僅為編制任務混頻及載荷譜提供依據，還可用于疲勞損傷分析，進而確定或延長發動機的使用壽命［1］。

飛行任務剖面分類首先需要確定分類的依據，即能表征任務剖面特征的實測飛行參數或者某些特征參數，然后運用聚類等統計方法進行剖面分類。

在剖面分類的依據選擇方面，張海威等［1］、程德金［2-3］等均選取飛行高度、馬赫數及油門桿角度3 個參數描述發動機飛行任務剖面；郝曉樂等［4］選取13 個飛行參數共77 個統計量作為任務剖面歸納的原始載荷矩陣；宋迎東等［5］選取飛行高度、馬赫數、發動機轉速及發動機重心法向過載4 個參數，通過主成份分析，最終選用了累計貢獻率達到80%以上的第一、第二主成份進行分類，將4 維空間的飛行任務剖面分類問題轉化為二維平面內的分類問題；杜宇飛等［6］選取飛行高度和馬赫數作為劃分飛行任務剖面的參數。在剖面分類所用的統計方法方面，張海威等［1］、程德金［2-3］以渦噴發動機為研究對象，采用Fuzzy 聚類方法，通過建立任務剖面樣本的隸屬函數模糊矩陣、檢查矩陣是否模糊等價、滿足時選取不同閾值進行動態聚類，然后確定發動機典型任務剖面；……