一种消除起落架变形影响的飞机称重方法技术

本发明专利技术属于飞机称重技术领域，具体涉及一种消除起落架变形影响的飞机称重方法。该方法在称重现场利用激光追踪器对飞机上的标准点进行测量，建立飞机称重坐标系，不再将主轮轮心作为称重参考点，从而规避了起落架变形的影响，通过对包含重心坐标Xw和Zw的二元一次方程组求解获得重心坐标。组求解获得重心坐标。组求解获得重心坐标。

【技术实现步骤摘要】
一种消除起落架变形影响的飞机称重方法


[0001]本专利技术属于飞机称重
，具体涉及一种消除起落架变形影响的飞机称重方法。

技术介绍

[0002]飞机称重是确定飞机的实际重量重心位置、检验飞机重量重心理论值与实际值的符合性、根据特定的飞行要求配置所需的飞机重心的重要技术手段，对于小型飞机，目前常用的称重方法主要有机轮称重法、千斤顶称重法等。
[0003]机轮称重法是将飞机的前轮和主轮直接放置在秤面上或秤面的垫片上进行称重的一种飞机称重方法，根据称取的重量数据以及测量的几何尺寸，可选择作图法或解析法计算得到飞机重量和重心。该方法的优势在于称重所需设备及操作流程简单，重量及重心的计算可使用的方法较多。然而，飞机起落架因为承受飞机的重量会产生较大的变形，因此在飞机重心的计算时往往会产生较大的误差。
[0004]千斤顶称重法是一种使用千斤顶替代机轮支撑飞机进行称重的方法，根据称取的重量数据以及测量的几何尺寸，用解析法计算得到飞机重量和重心。相对机轮称重法的优势在于，千斤顶受力变形小，从而能够消除机轮称重法起落架变形的影响。然而要使用该方法进行称重，首先需要在结构设计和生产加工时预先设置好千斤顶的安装位置，这对许多已经完成生产的飞机的称重造成了极大的困难；其次是根据不同型号、不同尺寸的飞机需要专门设计称重用的千斤顶，而不称重时千斤顶便被闲置，从而造成资源浪费和成本增加；最后，由于千斤顶与飞机之间的接触并不采用固定件进行固定，因此采用千斤顶称重法进行称重时利用千斤顶调整飞机抬头和低头位置有较大风险。
>
技术实现思路

[0005]专利技术目的：提供一种消除起落架变形影响的飞机称重方法，规避飞机称重过程中起落架受因承受重力产生变形造成的重心测量误差，完成飞机重量重心的有效测量。
[0006]技术方案：
[0007]一种消除起落架变形影响的飞机称重方法，包括：
[0008]在称重现场利用激光追踪器对飞机上的标准点进行测量，建立飞机称重坐标系O
‑
XYZ，并以坐标原点作为称重参考点；
[0009]在飞机某一侧的空地上竖直向上设置一根标杆，在标杆上设置A、B两个标准孔；
[0010]将前轮、左主轮和右主轮分别放置在三个称上，调整飞机俯仰角，获得至少两种俯仰状态；
[0011]选择两个俯仰状态，分别根据前秤读数W
forward
、左秤读数W
left
、右秤读数W
right
，以及单独测量的增装项W
z
和缺装项W
q
的读数，确定飞机的空重G；
[0012]在选择的两个俯仰状态下，分别利用激光追踪器测量前轮轮心坐标(X
前i
,Y
前i
,Z
前i
)、左主轮和右主轮连线中点坐标(X
主i
,Y
主I
，Z
主i
)、A点坐标(X
Ai
,Y
Ai
,Z
Ai
)、B点坐标(X
Bi
,Y
Bi
,
Z
Bi
)、C点坐标(X
Ci
,Y
Ci
,Z
Ci
)、D点坐标(X
Di
,Y
Di
,Z
Di
)，并确定重力和支持力向量、重力和支持力的力臂向量、飞机的俯仰角、前轮轮心所受支持力对坐标原点的力矩M
前i
、主轮轮心连线的中点所受支持力对机体坐标原点的力矩M
主i
、飞机重心处所受重力对机体坐标原点的力矩M
wi，
其中，i的取值对应某种俯仰状态，i＝1或2；
[0013]根据第一俯仰状态下的力矩平衡M
w1
＝M
前1
+M
主1
以及第一俯仰状态下的力矩平衡M
w2
＝M
前2
+M
主2
确定飞机重心坐标(Xw，0，Zw)。
[0014]进一步地，利用激光追踪器在称重现场建立飞机称重坐标系，具体包括：
[0015]利用飞机上的标准点对飞机称重坐标系进行修正、拟合，使得拟合后的飞机称重坐标系与飞机在三维数模中的机体坐标系重合。
[0016]进一步地，飞机上的标准点包括生产加工过程中按要求预留的供水平测量使用的标准孔。
[0017]进一步地，分别在各个俯仰状态下，根据前秤读数W
forward
、左秤读数W
left
以及右秤读数W
right
，以及单独测量的增装项W
z
和缺装项W
q
的读数，确定飞机的空重G，具体包括：
[0018]分别确定各个俯仰状态的空重G1和G2，在G1和G2的差值小于预定误差的情况下，将G1和G2的平均值作为飞机的空重G，其中，G
i
＝N
前i
+N
主i
‑
W
zi
+W
qi
＝W
forwardi
+W
lefti
+W
righti
‑
W
zi
+W
qi
。
[0019]进一步地，重力和支持力向量分别为：进一步地，重力和支持力向量分别为：其中，单位方向向量为：
[0020]其中，为前轮所受支持力向量，N
前i
为前轮所受支持力，为左右两个主轮轮心连线中点所受支持力向量，N
主i
为左右两个主轮轮心连线中点所受支持力，为飞机的重力向量，W
i
为飞机毛重，
[0021]进一步地，重力向量和支持力的力臂向量分别为：进一步地，重力向量和支持力的力臂向量分别为：其中，为前轮轮心的力臂向量，为左右两个主轮轮心连线中点的力臂向量，为飞机的重力力臂。
[0022]进一步地，飞机的俯仰角a
i
为：
[0023]进一步地，前轮轮心所受支持力对坐标原点的力矩M
前i
、主轮轮心连线的中点所受支持力对机体坐标原点的力矩M
主i
、飞机重心处所受重力对机体坐标原点的力矩M
wi
分别为：
[0024][0025][0026][0027]有益效果：
[0028]该方法采用建立机体坐标系的方式，不再将主轮轮心作为称重参考点，从而规避了起落架变形的影响，通过对包含重心坐标Xw和Zw的二元一次方程组求解获得重心坐标。
附图说明
[0029]图1为向量点乘计算向量夹角的原理示意图；
[0030]图2为称重现场通过激光追踪器建立的机体坐标系示意图。
具体实施方式
[0031]本专利技术采用一种消除起落架变形影响的飞机称重方法，该方法使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除起落架变形影响的飞机称重方法，其特征在于，包括：在称重现场利用激光追踪器对飞机上的标准点进行测量，建立飞机称重坐标系O
‑
XYZ，并以坐标原点作为称重参考点；在飞机某一侧的空地上竖直向上设置一根标杆，在标杆上设置A、B两个标准孔；将前轮、左主轮和右主轮分别放置在三个称上，调整飞机俯仰角，获得至少两种俯仰状态；选择两个俯仰状态，分别根据前秤读数W
forward
、左秤读数W
left
、右秤读数W
right
，以及单独测量的增装项W
z
和缺装项W
q
的读数，确定飞机的空重G；在选择的两个俯仰状态下，分别利用激光追踪器测量前轮轮心坐标(X
前i
,Y
前i
,Z
前i
)、左主轮和右主轮连线中点坐标(X
主i
,Y
主I
，Z
主i
)、A点坐标(X
Ai
,Y
Ai
,Z
Ai
)、B点坐标(X
Bi
,Y
Bi
,Z
Bi
)、C点坐标(X
Ci
,Y
Ci
,Z
Ci
)、D点坐标(X
Di
,Y
Di
,Z
Di
)，并确定重力和支持力向量、重力和支持力的力臂向量、飞机的俯仰角、前轮轮心所受支持力对坐标原点的力矩M
前i
、主轮轮心连线的中点所受支持力对机体坐标原点的力矩M
主i
、飞机重心处所受重力对机体坐标原点的力矩M
wi
，其中，i的取值对应某种俯仰状态，i＝1或2；根据第一俯仰状态下的力矩平衡M
w1
＝M
前1
+M
主1
以及第一俯仰状态下的力矩平衡M
w2
＝M
前2
+M
主2
确定飞机重心坐标(Xw，0，Zw)。2.根据权利要求1所述的消除起落架变形影响的飞机称重方法，其特征在于，利用激光追踪器在称重现场建立飞机称重坐标系，具体包括：利用飞机上...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹涛，安兵辉，余传东，罗奔，张平，梁小玲，齐天源，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：