一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统技术方案

一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，属于飞机定型试飞科目重心调节技术领域。本发明专利技术解决了现有的纵向重心调节系统效率低、准确性差且存在安全隐患的问题。八个工作水箱为呈矩形分布的前水箱组，其余八个工作水箱为呈矩形分布的后水箱组，前水箱组与后水箱组位于同一直线上，每个工作水箱的顶部均设置有气阀，前水箱组包括并排设置的四个第一分组，后水箱组包括并排设置的四个第二分组，八个位于同一列的工作水箱中的每个工作水箱与第一主干管路之间各通过一个分支管路连通，另外八个位于同一列的工作水箱中的每个工作水箱与第二主干管路之间各通过一个分支管路连通。本发明专利技术用于航空测试。

An Automatic Distribution System of Aircraft Longitudinal Center of Gravity Based on Water Balance

An automatic allocation system of aircraft longitudinal gravity center based on water balance belongs to the technical field of gravity center adjustment in aircraft finalization and flight test subjects. The invention solves the problems of low efficiency, poor accuracy and potential safety hazard of the existing longitudinal gravity center regulating system. Eight working water tanks are rectangular front water tank group, the other eight working water tanks are rectangular back water tank group. The front water tank group and the back water tank group are located in the same straight line. The top of each working water tank is equipped with air valves. The front water tank group includes four first groupings arranged side by side, the rear water tank group includes four second groupings arranged side by side, and eight workers located in the same row. Each working water tank in the water tank is connected with the first main pipeline through a branch pipeline, and the other eight working water tanks in the same row are connected with the second main pipeline through a branch pipeline. The invention is used for aviation test.

【技术实现步骤摘要】
一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统
本专利技术涉及一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，属于飞机定型试飞科目重心调节

技术介绍
纵向重心调节的核心思路就是改变飞机纵向质量分布，调节重心的方式十分多样，早期的重心调节系统，往往通过人工按照标定距离搬移标准重量沙袋、砝码改变飞机重心，通过手工核算的方式计算飞机的重心作为试飞的参考依据，这种重心调节方式效率低、准确性差，且存在安全隐患。随着飞机试飞需求的不断增加，航空测试的自动化水平也在不断提高，越来越多的重心调配系统采取自动化控制手段，由控制主机配合监测设备完成重心的调节和计算。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的纵向重心调节系统效率低、准确性差且存在安全隐患的问题，进而提供了一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，它包括第一主干管路、第二主干管路、八个连接管路、若干分支管路、第一～第四水泵、十六个第一控制阀门、四个第二控制阀门、两个第三控制阀门、两个第四控制阀门、两个压力传感器、十六个液位传感器、十六个温度传感器、两个流量计以及设置在机舱内的十六个工作水箱，其中，八个工作水箱为呈矩形分布的前水箱组，其余八个工作水箱为呈矩形分布的后水箱组，且前水箱组与后水箱组位于同一直线上，每个工作水箱的顶部均设置有气阀，所述前水箱组包括并排设置的四个第一分组，所述后水箱组包括并排设置的四个第二分组，每个分组分别包括通过连接管路连通且并列设置的两个工作水箱，十六个工作水箱中，八个位于同一列的工作水箱中的每个工作水箱与第一主干管路之间各通过一个分支管路连通，另外八个位于同一列的工作水箱中的每个工作水箱与第二主干管路之间各通过一个分支管路连通，每个分支管路上各设置有一个第一控制阀门，第一水泵、第二水泵并联设置在前水箱组与后水箱组之间的第一主干管路上，第三水泵、第四水泵并联设置在前水箱组与后水箱组之间的第二主干管路上，每台水泵的出水管上各设置一个第二控制阀门，一个第三控制阀门设置在第一主干管路上且位于第一水泵、第二水泵的进水口侧，另一个第三控制阀门设置在第二主干管路上且位于第三水泵、第四水泵的进水口侧，一个第四控制阀门设置在第一主干管路上远离后水箱组的一端，另一个第四控制阀门设置在第二主干管路上远离后水箱组的一端，每个工作水箱内对应安装一个液位传感器和一个温度传感器，两个所述流量计一一对应设置在第一主干管路和第二主干管路上，一个压力传感器设置在第一主干管路上且位于两个第二控制阀门的出水侧，另一个压力传感器设置在第二主干管路上且位于两个第二控制阀门的出水侧。进一步地，正常工作模式下，两个第三控制阀门均为打开状态，当系统需要从前向后调水时，与第一主干管路连通的八个分支管路上的第一控制阀门全部为打开状态，四台水泵中仅第一水泵工作，同时第一水泵出水管上的第二控制阀门为打开状态；当系统需要从后向前调水时，与第二主干管路连通的八个分支管路上的第一控制阀门全部为打开状态，四台水泵中仅第三水泵工作，同时第三水泵出水管上的第二控制阀门为打开状态。进一步地，应急工作模式下，两个第三控制阀门均为打开状态，当系统需要从前向后调水时，与第一主干管路连通的八个分支管路上的第一控制阀门全部为打开状态，第一水泵、第二水泵工作，同时第一水泵出水管上以及第二水泵出水管上的第二控制阀门均为打开状态；当系统需要从后向前调水时，与第二主干管路连通的八个分支管路上的第一控制阀门全部为打开状态，第三水泵、第四水泵工作，同时第三水泵出水管上以及第四水泵出水管上的第二控制阀门均为打开状态。进一步地，注水工作模式下，四台水泵均为关闭状态，全部第一控制阀门、全部第二控制阀门、全部第三控制阀门以及全部气阀均为打开状态。进一步地，放水工作模式下，气阀、第一至第四控制阀门均为打开状态。进一步地，两个主干管路上各设置有一个第五控制阀门，其中，一个第五控制阀门设置在一个第三控制阀门与前水箱组之间的第一主干管路上，另一个第五控制阀门设置在另一个第三控制阀门与前水箱组之间的第二主干管路上，散热工作模式下，全部气阀、第一控制阀门及第三控制阀门均为打开状态，第五控制阀门为关闭状态，同时第一水泵及第三水泵为打开状态。进一步地，所述流量计为涡街流量计。进一步地，第一控制阀门为电磁阀，第二控制阀门为电动球阀，第三至第四控制阀门均为手动球阀。进一步地，水泵采用直流工作的水泵，并且其供电电源为兼容变压整流器输出的直流28V和应急模式下蓄电池提供的直流24V。进一步地，所述液位传感器、压力传感器、温度传感器均为电流信号输出型传感器，所述流量计为电流信号输出型流量计。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：一、本专利技术申请设计了用来存储与调度配重水的系统工作水箱管路布局，并在管路与工作水箱的相应的位置安装液位、温度、流量与压力传感器以及管路控制阀门、水箱上部排气阀门与水泵等执行机构来搭建系统平台，实现完全自动化程控监测、计算、调配重心，系统效率更高，准确性更好，安全性大大提高。二、本专利技术申请在两根调水主干管路上各安装一支流量计，监测重心调节过程中的管内流量及其变化，可以计算出单位时间调水总量，从而计算出水箱水量的重心改变，辅助液位传感器监测重心，形成有力的数据监测补充与数据比对，规避液位或者压力某支传感器失效而带来的误判风险。附图说明图1为本专利技术的系统分布结构示意图(压力传感器、液位传感器、温度传感器以及气阀未示出)；图2为控制测量系统架构示意图。图3为十六个工作水箱对应附图标记的示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，它包括第一主干管路11、第二主干管路12、八个连接管路13、若干分支管路14、第一～第四水泵、十六个第一控制阀门31、四个第二控制阀门32、两个第三控制阀门33、两个第四控制阀门34、两个压力传感器41、十六个液位传感器42、十六个温度传感器43、两个流量计44以及设置在机舱内的十六个工作水箱51，其中，八个工作水箱51为呈矩形分布的前水箱组52，其余八个工作水箱51为呈矩形分布的后水箱组53，且前水箱组52与后水箱组53位于同一直线上，每个工作水箱51的顶部均设置有气阀，所述前水箱组52包括并排设置的四个第一分组55，所述后水箱组53包括并排设置的四个第二分组56，每个分组分别包括通过连接管路13连通且并列设置的两个工作水箱51，十六个工作水箱51中，八个位于同一列的工作水箱51中的每个工作水箱51与第一主干管路11之间各通过一个分支管路14连通，另外八个位于同一列的工作水箱51中的每个工作水箱51与第二主干管路12之间各通过一个分支管路14连通，每个分支管路14上各设置有一个第一控制阀门31，第一水泵、第二水泵并联设置在前水箱组52与后水箱组53之间的第一主干管路11上，第三水泵、第四水泵并联设置在前水箱组52与后水箱组53之间的第二主干管路12上，每台水泵的出水管上各设置一个第二控制阀门32，一个第三控制阀门33设置在第一主干管路11上且位于第一水泵、第二水泵的进水口侧，另一个第三控制阀门33设置在第二主干管路12上且位于第三水泵、第四水泵的进水口侧，一个第四控制阀门3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，其特征在于：它包括第一主干管路(11)、第二主干管路(12)、八个连接管路(13)、若干分支管路(14)、第一至第四水泵、十六个第一控制阀门(31)、四个第二控制阀门(32)、两个第三控制阀门(33)、两个第四控制阀门(34、)两个压力传感器(41)、十六个液位传感器(42)、十六个温度传感器(43)、两个流量计(44)以及设置在机舱内的十六个工作水箱(51)，其中，八个工作水箱(51)为呈矩形分布的前水箱组(52)，其余八个工作水箱(51)为呈矩形分布的后水箱组(53)，且前水箱组(52)与后水箱组(53)位于同一直线上，每个工作水箱(51)的顶部均设置有气阀(54)，所述前水箱组(52)包括并排设置的四个第一分组(55)，所述后水箱组(53)包括并排设置的四个第二分组(56)，每个分组分别包括通过连接管路(13)连通且并列设置的两个工作水箱(51)，十六个工作水箱(51)中，八个位于同一列的工作水箱(51)中的每个工作水箱(51)与第一主干管路(11)之间各通过一个分支管路(14)连通，另外八个位于同一列的工作水箱(51)中的每个工作水箱(51)与第二主干管路(12)之间各通过一个分支管路(14)连通，每个分支管路(14)上各设置有一个第一控制阀门(31)，第一水泵和第二水泵并联设置在前水箱组(52)与后水箱组(53)之间的第一主干管路(11)上，第三水泵和第四水泵并联设置在前水箱组(52)与后水箱组(53)之间的第二主干管路(12)上，每台水泵的出水管上各设置一个第二控制阀门(32)，一个第三控制阀门(33)设置在第一主干管路(11)上且位于第一水泵及第二水泵的进水口侧，另一个第三控制阀门(33)设置在第二主干管路(12)上且位于第三水泵和第四水泵的进水口侧，一个第四控制阀门(34)设置在第一主干管路(11)上远离后水箱组(53)的一端，另一个第四控制阀门(34)设置在第二主干管路(12)上远离后水箱组(53)的一端，每个工作水箱(51)内对应安装一个液位传感器(42)和一个温度传感器(43)，两个所述流量计(44)一一对应设置在第一主干管路(11)和第二主干管路(12)上，一个压力传感器(41)设置在第一主干管路(11)上且位于两个第二控制阀门(32)的出水侧，另一个压力传感器(41)设置在第二主干管路(12)上且位于两个第二控制阀门(32)的出水侧。...

【技术特征摘要】
1.一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，其特征在于：它包括第一主干管路(11)、第二主干管路(12)、八个连接管路(13)、若干分支管路(14)、第一至第四水泵、十六个第一控制阀门(31)、四个第二控制阀门(32)、两个第三控制阀门(33)、两个第四控制阀门(34、)两个压力传感器(41)、十六个液位传感器(42)、十六个温度传感器(43)、两个流量计(44)以及设置在机舱内的十六个工作水箱(51)，其中，八个工作水箱(51)为呈矩形分布的前水箱组(52)，其余八个工作水箱(51)为呈矩形分布的后水箱组(53)，且前水箱组(52)与后水箱组(53)位于同一直线上，每个工作水箱(51)的顶部均设置有气阀(54)，所述前水箱组(52)包括并排设置的四个第一分组(55)，所述后水箱组(53)包括并排设置的四个第二分组(56)，每个分组分别包括通过连接管路(13)连通且并列设置的两个工作水箱(51)，十六个工作水箱(51)中，八个位于同一列的工作水箱(51)中的每个工作水箱(51)与第一主干管路(11)之间各通过一个分支管路(14)连通，另外八个位于同一列的工作水箱(51)中的每个工作水箱(51)与第二主干管路(12)之间各通过一个分支管路(14)连通，每个分支管路(14)上各设置有一个第一控制阀门(31)，第一水泵和第二水泵并联设置在前水箱组(52)与后水箱组(53)之间的第一主干管路(11)上，第三水泵和第四水泵并联设置在前水箱组(52)与后水箱组(53)之间的第二主干管路(12)上，每台水泵的出水管上各设置一个第二控制阀门(32)，一个第三控制阀门(33)设置在第一主干管路(11)上且位于第一水泵及第二水泵的进水口侧，另一个第三控制阀门(33)设置在第二主干管路(12)上且位于第三水泵和第四水泵的进水口侧，一个第四控制阀门(34)设置在第一主干管路(11)上远离后水箱组(53)的一端，另一个第四控制阀门(34)设置在第二主干管路(12)上远离后水箱组(53)的一端，每个工作水箱(51)内对应安装一个液位传感器(42)和一个温度传感器(43)，两个所述流量计(44)一一对应设置在第一主干管路(11)和第二主干管路(12)上，一个压力传感器(41)设置在第一主干管路(11)上且位于两个第二控制阀门(32)的出水侧，另一个压力传感器(41)设置在第二主干管路(12)上且位于两个第二控制阀门(32)的出水侧。2.根据权利要求1所述的一种基于水配重的飞机纵向重心自动调配系统，其特征在于：正常工作模式下，两个第三控制阀门(33)均为打开状态，当系统需要从前向后调水时，与第一主干管路(11)连通的八个分支管路(14)上的第一控制阀门(31)全部为打开状态，四台水泵中仅第一水泵(21)工作，同时第一水泵(21)出水管上的第二控制阀门(32)为打开状态；当系统需要从后向前调水时，与第二主干...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏德宝，乔立岩，贾磊，窦天蔚，彭喜元，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23