一种飞机多状态快速称重方法
【专利摘要】本发明属于飞机设计技术，涉及对大型运输类飞机的多态称重方法的改进。布置铅垂线及地面标尺；布置位移传感器单元；尺寸测量计算；第一次重量测量；第一次计算飞机的重量和重心；对飞机进行操作；测量记录变更飞机重量状态后的位移变化量；测量记录飞机重量状态变更后全机重量；第二次计算变更飞机重量状态后飞机的重量和重心。本发明提出了一种实时、多态、高效、快速的大型运输类飞机的称重方法，提高了大型运输类飞机的全机称重及燃油加/放油试验称重的效率。
【专利说明】一种飞机多状态快速称重方法
【技术领域】
[0001]本发明属于飞机试验技术，涉及对大型运输类飞机多状态称重方法的改进。
【背景技术】
[0002]目前，国内某大型需要称重的飞机的前起落架有一对机轮，飞机的左右主起落架各有前中后三对机轮，飞机的坐标系如下:以飞机的构造水平线为X轴，逆航向为正，以O点为原点，O点位于X轴上、机头前1.6米处，以飞机对称面内的过O点垂直于X轴的直线为Z轴，上方为正，以右手法则确定Y轴；所称重飞机的机身上有前水平测量点A和后水平测量点B，A点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为Xtl ;所称重飞机的机身上有前铅垂悬挂点E和后铅垂悬挂点F ;所称重飞机的机翼内有平均气动弦长前缘点P和平均气动弦长后缘点Q，线段PQ的长度Xca为理论平均气动弦长，P点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为V ；全机重心所在点为Cg，Cg点到Y轴和Z轴所在平面的距离为Xe ;前起落架机轮中心C的横坐标为Cxci,前起落架机轮中心C位于前起落架机轮轴的中点，X0是前水平测量点A的横坐标，XQ-CxQ=b ;左前主起落架机轮中心D的横坐标为Dx。，左前主起落架机轮中心D位于左前主起落架机轮轴的中点，DX(1-CX(I=L2 ;左中主起落架机轮中心G的横坐标为Gxtl，左中主起落架机轮中心G位于左中主起落架机轮轴的中点，GX(l-DX(l=al ;左后主起落架机轮中心H的横坐标为Hx。，左后主起落架机轮中心H位于左后主起落架机轮轴的中点，HX(l-GX(l=a3 ;右前主起落架机轮中心I的横坐标为Ixtl，右前主起落架机轮中心I位于右前主起落架机轮轴的中点，IX(1-CX(I=L5 ;右中主起落架机轮中心J的横坐标为Jxtl，右中主起落架机轮中心J位于右中主起落架机轮轴的中点，JxcrIxo=a2 ;右后主起落架机轮中心K的横坐标为Kxtl，右后主起落架机轮中心K位于右后主起落架机轮轴的中点，Kxtl-JX(l=a4;本发明飞机多状态快速称重方法基于以下设备-J对电子台秤，分别是第I对电子台秤(I)至第7对电子台秤(7)和数据采集计算机；第I对电子台秤(I)位于前起落架机轮对的下面，每个机轮位于一个电子台秤上，第2对电子台秤(2)位于左前主起落架机轮对的下面，第3对电子台秤(3)位于左中主起落架机轮对的下面，第4对电子台秤(4)位于左后主起落架机轮对的下面，第5对电子台秤(5)位于右前主起落架机轮对的下面，第6对电子台秤(6)位于右中主起落架机轮对的下面，第7对电子台秤(7)位于右后主起落架机轮对的下面。利用各机轮电子台秤读数及该机轮轮轴中心到前起落架轮轴中心距离求各机轮到前起落架的重量矩，从而求解全机重心到前起落架轮心距离，再利用已有理论距离对该值进行修正即可求得全机坐标系下全机重心值。
[0003]其缺点是:第一、只能进行某一状态下的静态称量，当飞机改变为另一状态时，例如加/放一定油量后，必须重新进行标定，重复进行一次完整的静态测量，称重效率低。第二、称重精度低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:提供一种大型运输类飞机多状态称重方法，无需重新进行标定就能连续进行不同状态下的称重操作，以提高称重效率和称重精度。
[0005]本发明的技术方案是:一种飞机多状态快速称重方法，所称重的飞机的前起落架有一对机轮，飞机的左右主起落架各有前中后三对机轮，飞机的坐标系如下:以飞机的构造水平线为X轴，逆航向为正，以O点为原点，O点位于X轴上、机头前1.6米处，以飞机对称面内的过O点垂直于X轴的直线为Z轴，上方为正，以右手法则确定Y轴；所称重飞机的机身上有前水平测量点A和后水平测量点B，A点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为Xtl ;所称重飞机的机身上有前铅垂悬挂点E和后铅垂悬挂点F ;所称重飞机的机翼内有平均气动弦长前缘点P和平均气动弦长后缘点Q，线段PQ的长度Xca为理论平均气动弦长，P点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为V ;全机重心所在点为Cg，Cg点到Y轴和Z轴所在平面的距离为Xe ;前起落架机轮中心C的横坐标为Cxtl,前起落架机轮中心C位于前起落架机轮轴的中点，X0是前水平测量点A的横坐标，X0-Cx0=b ;左前主起落架机轮中心D的横坐标为Dxtl，左前主起落架机轮中心D位于左前主起落架机轮轴的中点，DX(1-CX(I=L2 ;左中主起落架机轮中心G的横坐标为Gxtl，左中主起落架机轮中心G位于左中主起落架机轮轴的中点，Gx0-Dx0=Bl ;左后主起落架机轮中心H的横坐标为Hxtl，左后主起落架机轮中心H位于左后主起落架机轮轴的中点，HX(l-GX(l=a3 ;右前主起落架机轮中心I的横坐标为Ixtl，右前主起落架机轮中心I位于右前主起落架机轮轴的中点，Ix0-Cx0=L5 ;右中主起落架机轮中心J的横坐标为Jxtl,右中主起落架机轮中心J位于右中主起落架机轮轴的中点，Jxcrlxfd ;右后主起落架机轮中心K的横坐标为Kxtl，右后主起落架机轮中心K位于右后主起落架机轮轴的中点，Kx0-Jx0=a4 ;本发明飞机多状态快速称重方法基于以下设备:7对电子台秤，分别是第I对电子台秤⑴至第7对电子台秤(7)和数据采集计算机；第I对电子台秤⑴位于前起落架机轮对的下面，每个机轮位于一个电子台秤上，第2对电子台秤(2)位于左前主起落架机轮对的下面，第3对电子台秤(3)位于左中主起落架机轮对的下面，第4对电子台秤(4)位于左后主起落架机轮对的下面，第5对电子台秤(5)位于右前主起落架机轮对的下面，第6对电子台秤(6)位于右中主起落架机轮对的下面，第7对电子台秤(7)位于右后主起落架机轮对的下面；其特征在于:还需要以下设备:前地面标尺(8)、前铅垂线(9)、后地面标尺
(10)、后铅垂线(11)和7个位移传感器单元，它们是第I位移传感器单元(12)至第7位移传感器单元(18);飞机多状态快速称重的步骤如下:
[0006]1、布置铅垂线及地面标尺:
[0007]1.1、布置前铅垂线(9)及前地面标尺(8):在机身前铅垂悬挂点E处悬挂前铅垂线(9)，并在前铅垂线(9)正下方布置前地面标尺(8)，前铅垂线(9)重锤的锥尖与前地面标尺(8)的中心对正；
[0008]1.2、布置后铅垂线(11)及后地面标尺(10):在机身后铅垂悬挂点F处悬挂后铅垂线(11)，并在后铅垂线(11)正下方布置后地面标尺(10)，后铅垂线(11)重锤的锥尖与后地面标尺(10)的中心对正；
[0009]2、布置位移传感器单元:
[0010]2.1、布置第I位移传感器单元(12):在前起落架机轮前放置第I位移传感器单元
(12)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到前起落架机轮轮轴上，调整第I位移传感器单元(12)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第I位移传感器单元(12)的位移传感器归零；[0011]2.2、布置第2位移传感器单元(13):在左前主起落架机轮前放置第2位移传感器单元(13)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左前主起落架机轮轮轴上，调整第2位移传感器单元(13)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第2位移传感器单元(13)的位移传感器归零；
[0012]2.3、布置第3位移传感器单元(14):在左中主起落架机轮前放置第3位移传感器单元(14)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左中主起落架机轮轮轴上，调整第3位移传感器单元(14)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第3位移传感器单元(14)的位移传感器归零；
[0013]2.4、布置第4位移传感器单元(15):在左后主起落架机轮前放置第4位移传感器单元(15)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左后主起落架机轮轮轴上，调整第4位移传感器单元(15)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第4位移传感器单元(15)的位移传感器归零；
[0014]2.5、布置第5位移传感器单元(16):在右前主起落架机轮前放置第5位移传感器单元(16)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右前主起落架机轮轮轴上，调整第5位移传感器单元(16)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第5位移传感器单元(16)的位移传感器归零；
[0015]2.6、布置第6位移传感器单元(17):在右中主起落架机轮前放置第6位移传感器单元(17)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右中主起落架机轮轮轴上，调整第6位移传感器单元(17)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第6位移传感器单元(17)的位移传感器归零；
[0016]2.7、布置第7位移传感器单元(18):在右后主起落架机轮前放置第7位移传感器单元(18)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右后主起落架机轮轮轴上，调整第7位移传感器单元(18)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第7位移传感器单元(18)的位移传感器归零；
[0017]3、尺寸测量计算:
[0018]3.1、测量计算左前主起落架机轮中心D与前起落架机轮中心C的横坐标差L2、右前主起落架机轮中心I与前起落架机轮中心C的横坐标差L5 ；
[0019]3.2、测量计算左中主起落架机轮中心G与左前主起落架机轮中心D的横坐标差al、左后主起落架机轮中心H与左中主起落架机轮中心G的横坐标差a3、右中主起落架机轮中心J与右前主起落架机轮中心I的横坐标差a2、右后主起落架机轮中心K与右中主起落架机轮中心J的横坐标差a4;
[0020]3.3、计算左中主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L3=L2+al、计算左后主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L4=L3+a3、计算右中主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L6=L5+a2、计算右后主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L7=L6+a4 ；[0021]4、第一次重量测量:
[0022]4.1、测量计算并记录第I对电子台秤⑴读数Gltl ；
[0023]4.2、测量计算并记录第2对电子台秤(2)读数；
[0024]4.3、测量计算并记录第3对电子台秤(3)读数6? ；[0025]4.4、测量计算并记录第4对电子台秤⑷读数；
[0026]4.5、测量计算并记录第5对电子台秤(5)读数GSci ；
[0027]4.6、测量计算并记录第6对电子台秤(6)读数Getl ；
[0028]4.7、测量计算并记录第7对电子台秤(7)读数；
[0029]5、第一次计算飞机的重量和重心:
[0030]5.1、第一次计算飞机重量 KfGla+GZa+GSa+GVGSa+Gea+G?。；
[0031]5.2、第一次计算飞机重心:
【权利要求】
1.一种飞机多状态快速称重方法，所称重的飞机的前起落架有一对机轮，飞机的左右主起落架各有前中后三对机轮，飞机的坐标系如下:以飞机的构造水平线为X轴，逆航向为正，以O点为原点，O点位于X轴上、机头前1.6米处，以飞机对称面内的过O点垂直于X轴的直线为Z轴，上方为正，以右手法则确定Y轴；所称重飞机的机身上有前水平测量点A和后水平测量点B，A点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为Xtl ;所称重飞机的机身上有前铅垂悬挂点E和后铅垂悬挂点F ;所称重飞机的机翼内有平均气动弦长前缘点P和平均气动弦长后缘点Q，线段PQ的长度Xca为理论平均气动弦长，P点到Y轴和Z轴所在平面的理论距离为V ;全机重心所在点为Cg, Cg点到Y轴和Z轴所在平面的距离为Xe ;前起落架机轮中心C的横坐标为Cxtl，前起落架机轮中心C位于前起落架机轮轴的中点，X0是前水平测量点A的横坐标，X0-Cx0=b ;左前主起落架机轮中心D的横坐标为Dxci,左前主起落架机轮中心D位于左前主起落架机轮轴的中点，DX(1-CX(I=L2 ;左中主起落架机轮中心G的横坐标为Gxtl，左中主起落架机轮中心G位于左中主起落架机轮轴的中点，GX(l-DX(l=al ;左后主起落架机轮中心H的横坐标为Hxtl，左后主起落架机轮中心H位于左后主起落架机轮轴的中点，Hx0-Gx0=a3 ;右前主起落架机轮中心I的横坐标为Ixtl，右前主起落架机轮中心I位于右前主起落架机轮轴的中点，IxcrCxc)=L5 ;右中主起落架机轮中心J的横坐标为Jxtl,右中主起落架机轮中心J位于右中主起落架机 轮轴的中点，Jxcrlx^d ;右后主起落架机轮中心K的横坐标为Kxtl，右后主起落架机轮中心K位于右后主起落架机轮轴的中点，Kxtl-JX(l=a4 ;本发明飞机多状态快速称重方法基于以下设备:7对电子台秤，分别是第I对电子台秤(I)至第7对电子台秤(7)和数据采集计算机；第I对电子台秤(I)位于前起落架机轮对的下面，每个机轮位于一个电子台秤上，第2对电子台秤(2)位于左前主起落架机轮对的下面，第3对电子台秤(3)位于左中主起落架机轮对的下面，第4对电子台秤(4)位于左后主起落架机轮对的下面，第5对电子台秤(5)位于右前主起落架机轮对的下面，第6对电子台秤(6)位于右中主起落架机轮对的下面，第7对电子台秤(7)位于右后主起落架机轮对的下面；其特征在于:还需要以下设备:前地面标尺(8)、前铅垂线(9)、后地面标尺(10)、后铅垂线(11)和7个位移传感器单元，它们是第I位移传感器单元(12)至第7位移传感器单元(18);飞机多状态快速称重的步骤如下: 1.1、布置铅垂线及地面标尺: 1.1.1、布置前铅垂线(9)及前地面标尺(8):在机身前铅垂悬挂点E处悬挂前铅垂线(9)，并在前铅垂线(9)正下方布置前地面标尺(8)，前铅垂线(9)重锤的锥尖与前地面标尺(8)的中心对正； 1.1.2、布置后铅垂线(11)及后地面标尺(10):在机身后铅垂悬挂点F处悬挂后铅垂线(11)，并在后铅垂线(11)正下方布置后地面标尺(10)，后铅垂线(11)重锤的锥尖与后地面标尺(10)的中心对正； 1.2、布置位移传感器单元: 1.2.1、布置第I位移传感器单元(12):在前起落架机轮前放置第I位移传感器单元(12)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到前起落架机轮轮轴上，调整第I位移传感器单元(12)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第I位移传感器单元(12)的位移传感器归零； 1.2.2、布置第2位移传感器单元(13):在左前主起落架机轮前放置第2位移传感器单元(13)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左前主起落架机轮轮轴上，调整第2位移传感器单元(13)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第2位移传感器单元(13)的位移传感器归零； . 1.2.3、布置第3位移传感器单元(14):在左中主起落架机轮前放置第3位移传感器单元(14)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左中主起落架机轮轮轴上，调整第3位移传感器单元(14)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第3位移传感器单元(14)的位移传感器归零； .1.2.4、布置第4位移传感器单元(15):在左后主起落架机轮前放置第4位移传感器单元(15)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到左后主起落架机轮轮轴上，调整第4位移传感器单元(15)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第4位移传感器单元(15)的位移传感器归零； .1.2.5、布置第5位移传感器单元(16):在右前主起落架机轮前放置第5位移传感器单元(16)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右前主起落架机轮轮轴上，调整第5位移传感器单元(16)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第5位移传感器单元(16)的位移传感器归零； .1.2.6、布置第6位移传感器单元(17):在右中主起落架机轮前放置第6位移传感器单元(17)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右中主起落架机轮轮轴上，调整第6位移传感器单元(17)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第6位移传感器单元(17)的位移传感器归零； . 1.2.7、布置第7位移传感器单元(18):在右后主起落架机轮前放置第7位移传感器单元(18)支架，将支架上位移传感器的连线端头粘贴到右后主起落架机轮轮轴上，调整第7位移传感器单元(18)支架的高度使位移传感器的连线保持水平，并将第7位移传感器单元(18)的位移传感器归零； .1.3、尺寸测量计算: . 1.3.1、测量计算左前主起落架机轮中心D与前起落架机轮中心C的横坐标差L2、右前主起落架机轮中心I与前起落架机轮中心C的横坐标差L5 ； .1.3.2、测量计算左中主起落架机轮中心G与左前主起落架机轮中心D的横坐标差al、左后主起落架机轮中心H与左中主起落架机轮中心G的横坐标差a3、右中主起落架机轮中心J与右前主起落架机轮中心I的横坐标差a2、右后主起落架机轮中心K与右中主起落架机轮中心J的横坐标差a4 ； . 1.3.3、计算左中主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L3=L2+al、计算左后主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L4=L3+a3、计算右中主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L6=L5+a2、计算右后主起落架机轮中心到前起落架机轮中心距离L7=L6+a4 ；.1.4、第一次重量测量: .1.4.1、测量计算并记录第I对电子台秤⑴读数Gltl ； . 1.4.2、测量计算并记录第2对电子台秤(2)读数GA ； .1.4.3、测量计算并记录第3对电子台秤(3)读数6? ； .1.4.4、测量计算并记录第4对电子台秤(4)读数G4 ； .1.4.5、测量计算并记录第5对电子台秤(5)读数；. 1.4.6、测量计算并记录第6对电子台秤(6)读数Getl ； .1.4.7、测量计算并记录第7对电子台秤(7)读数Gl ； .1.5、第一次计算飞机的重量和重心: .1.5.1、第一次计算飞机重量 KfGL+GZfGSdGt+GSfGefG?。； .1.5.2、第一次计算飞机重心:
【文档编号】G01G19/07GK103575371SQ201310571246
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】马界祥, 刘聪璞 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所