CN109612633A - 一种飞机重量重心测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种飞机重量重心测量方法，其包括：获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。本申请依靠在每个起落架缓冲器压力上安装压力传感器，起落架支柱压缩程度和传感器输出压力特性的关系可以测量处起落架支柱的纵向承载情况，再根据飞机起落架布置和飞机总体尺寸的关系，计算得到飞机的总重量重心情况。

Description

一种飞机重量重心测量方法及装置
技术领域
本申请属于飞机重心检测领域，特别涉及一种飞机重量重心测量方法及装置。
背景技术
针对目前民用运输机和军用运输机主要用于装载货物，然而对于飞机装载的货物一旦装载上之后，并且在飞机加上燃油后，并且由于飞机的结构尺寸大和装载货物位置的不准确性，导致飞机的重量和重心不易直接测量，并且飞机装载货物后，一旦飞机整机的重心没有在要求的范围内，将对飞机的飞行有限制或者根本就不满足飞机安全飞行的要求，需要重新调整货物的位置，这样将严重影响运输机的运输性能。
发明内容
本申请的目的是提供了一种飞机重量重心测量方法及装置，以解决上述任一问题。
在一方面，本申请提供了一种飞机重量重心测量方法，其包括：获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
在本申请中，获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷是通过设置在各起落架支柱的缓冲器气腔内的压力传感器获得。
在本申请中，在获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷前，还包括：标定各起落架支柱中缓冲器气腔压力与相应起落架支柱的纵向载荷的关系。
在本申请中，根据纵向载荷得到飞机重量，包括：飞机空载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和；以及飞机装载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和。
在本申请中，根据所述纵向载荷得到飞机重心位置(x,y)的计算方法为：式中：MQ为前起落架的纵向载荷，MZ为左主起落架的纵向载荷，MY为右主起落架的纵向载荷；其中，左右主起落架的连线为x轴，前起落架与x轴垂直的轴线为y轴，垂点为中心，a为飞机重心位置距中心沿x向的距离，b为飞机重心位置距中心沿y向的距离。
在另一方面，本申请提供了一种飞机重量重心测量装置，其包括：载荷获取模块，用于获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；处理模块，用于根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
在本申请中，所述载荷获取模块为压力传感器，所述压力传感器设置在各起落架支柱的缓冲器气腔内。
在本申请中，所述压力传感器在获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷前，还包括：标定各起落架支柱中缓冲器气腔压力与相应起落架支柱的纵向载荷的关系。
在本申请中，所述处理模块根据纵向载荷得到飞机重量，包括：飞机空载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和；以及飞机装载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和。
在本申请中，所述处理模块根据所述纵向载荷得到飞机重心位置(x,y)的计算方法为：式中：MQ为前起落架的纵向载荷，MZ为左主起落架的纵向载荷，MY为右主起落架的纵向载荷；其中，左右主起落架的连线为x轴，前起落架与x轴垂直的轴线为y轴，垂点为中心，a为飞机重心位置距中心沿x向的距离，b为飞机重心位置距中心沿y向的距离。
本申请的飞机重量重心测量方法及装置依靠在每个起落架缓冲器压力上安装压力传感器，起落架支柱压缩程度和传感器输出压力特性的关系可以测量处起落架支柱的纵向承载情况，再根据飞机起落架布置和飞机总体尺寸的关系，计算得到飞机的总重量重心情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的重量重心测量方法流程图。
图2为本申请的重量重心测量装置组成图。
图3为本申请中的起落架支柱结构图。
图4为本申请中三点式飞机起落架纵向载荷示意图。
图5为本申请中三点式飞机重心位置示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1，本申请的飞机重量重心测量方法，包括：
S10，获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；
S20，根据各起落架的纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
其中，上述纵向载荷是利用安装在各起落架支柱中的油气缓冲器气腔中压力传感器测得。
如图3所示为飞机起落架支柱缓冲器，飞机起落架支柱缓冲器采用油气缓冲器，其由起落架缓冲器内筒1、起落架缓冲器外筒2及压力传感器3，其中，起落架缓冲器内筒1和起落架缓冲器外筒2在同一轴内，在起落架缓冲器内筒1上开有一个节流孔，起落架缓冲器内筒1内分成气腔和油液两部分，油液在则处于起落架缓冲器内筒1内下部分，通过节流孔与起落架缓冲器外筒2连通。压力传感器3安装在起落架缓冲器内筒1的上端，压力传感器3用于感受气腔的压力。起落架缓冲器外筒2内充满油液，起落架缓冲器内筒1的内腔则油气混合。通过压力传感器3可以测得气腔内的压力，即起落架的纵向载荷。
飞机在地面状态下，起落架支柱的纵向承载载荷与起落架支柱中气腔的压力存在对应关系，因此在本申请的方法中需先在试验室环境下测得试验数据以获得各起落架支柱中缓冲器气腔压力随起落架支柱纵向承载变化情况，根据此变化情况数据标定压力传感器3。
如图4所示，在飞机处于地面空载状态时，通过压力传感器3测量飞机各起落架(前起落架10、左主起落架20和右起落架30)支柱中缓冲器气腔压力，来判断各起落架支柱的纵向载荷，将各起落架支柱的纵向载荷相加就得到飞机的空载载荷M0，即为空载时的飞机重量。
在飞机装载货物后，采用同样的方法，通过压力传感器3可以测量飞机在装载货物后各起落架(前起落架10、左主起落架20和右起落架30)支柱中缓冲器气腔压力，来判断各起落架支柱的纵向载荷，将各起落架支柱的纵向载荷相加就得到飞机的载货后载荷M1，即装载后的飞机重量。
将装载后的飞机重量减去飞机的空载重量即可求得飞机的装载货物重量M＝M1-M0。
如图5，在飞机空载时，其重心位置通常为图中所示两主起落架连线的中点，但飞机在装载货物后，飞机重心位置有可能发生改变，本申请的方法通过测量飞机在装载货物后各起落架(前起落架10、左主起落架20和右起落架30)支柱中缓冲器气腔压力，判断出的各起落架支柱的纵向载荷，结合飞机起落架支柱的尺寸关系，即可求得飞机在装载后的重心位置。
结合图4和图5，本申请中重心位置的计算方法如下：飞机起落架通常采用三点式布置(一个前起落架和两个主起落架)，获得飞机前主起落架与主起落架连线的距离a，飞机左、右主起落架之间的距离为b。
根据左、右主起落架的距离结合左、右主起落架的纵向载荷，设测得的左主起落架的纵向载荷为MZ，测得的右主起落架的纵向载荷为MY，测得的前起落架的纵向载荷为MQ，可计算出飞机重心(x，y)相对于起落架焦点的的位置，即：
通过上述的两个公式即可求得飞机在装载后的重心位置，一旦飞机的重心位置超出了飞机允许的重心位置，即可提前对货物进行调整。
此外如图2，本申请还提供了一种飞机重量重心测量装置，其包括：载荷获取模块，用于获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；处理模块，用于根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
本申请的装置中的载荷获取模块为压力传感器3，而处理模块，可以是飞机中具有数据处理能力的装置即可，例如惯导***。本申请中的处理模块处理本申请的方法中的载荷计算及重心位置计算等。
本申请的方法及装置基于机轮承载下通，过在飞机上的各起落架支柱的缓冲器上安装压力传感器，通过对起落架支柱中缓冲器压力进行检测，判断飞机上每个起落架支柱上承受的纵向载荷，根据飞机几何尺寸以及飞机起落架上的纵向载荷，以计算出飞机的整体重量以及飞机的重心位置。本申请无需通过地面承载计量设备，可以非常方便和准的得到飞机的重量以及重心的位置。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞机重量重心测量方法，其特征在于，包括
获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；
根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
2.如权利要求1所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷是通过设置在各起落架支柱的缓冲器气腔内的压力传感器获得。
3.如权利要求2所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，在获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷前，还包括：
标定各起落架支柱中缓冲器气腔压力与相应起落架支柱的纵向载荷的关系。
4.如权利要求1所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，根据纵向载荷得到飞机重量，包括：
飞机空载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和；以及
飞机装载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和。
5.如权利要求1所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，根据所述纵向载荷得到飞机重心位置(x,y)的计算方法为：
式中：MQ为前起落架的纵向载荷，MZ为左主起落架的纵向载荷，MY为右主起落架的纵向载荷；其中，左右主起落架的连线为x轴，前起落架与x轴垂直的轴线为y轴，垂点为中心，a为飞机重心位置距中心沿x向的距离，b为飞机重心位置距中心沿y向的距离。
6.一种飞机重量重心测量装置，其特征在于，包括
载荷获取模块，用于获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷；
处理模块，用于根据所述纵向载荷得到飞机重量和飞机重心位置。
7.如权利要求6所述的飞机重量重心测量装置，其特征在于，所述载荷获取模块为压力传感器，所述压力传感器设置在各起落架支柱的缓冲器气腔内。
8.如权利要求7所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，所述压力传感器在获取飞机的前起落架、左主起落架和右主起落架的纵向载荷前，还包括：
标定各起落架支柱中缓冲器气腔压力与相应起落架支柱的纵向载荷的关系。
9.如权利要求6所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，所述处理模块根据纵向载荷得到飞机重量，包括：
飞机空载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和；以及
飞机装载状态下，飞机重量为各起落架的纵向载荷之和。
10.如权利要求6所述的飞机重量重心测量方法，其特征在于，所述处理模块根据所述纵向载荷得到飞机重心位置(x,y)的计算方法为：
式中：MQ为前起落架的纵向载荷，MZ为左主起落架的纵向载荷，MY为右主起落架的纵向载荷；其中，左右主起落架的连线为x轴，前起落架与x轴垂直的轴线为y轴，垂点为中心，a为飞机重心位置距中心沿x向的距离，b为飞机重心位置距中心沿y向的距离。
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