一种大展翼飞行器质心测量方法技术

本发明专利技术涉及一种大展翼飞行器质心测量方法，将待测飞行器放置于质量质心测量设备上，读取待测飞行器质量；定义飞行器坐标系为左手系三维坐标系，以飞行器头部为原点，以飞行器逆航向为x轴；通过不平衡力矩法对y轴求取力矩，获得轴向质心x

【技术实现步骤摘要】
一种大展翼飞行器质心测量方法


[0001]本专利技术属于飞行器测量
，具体涉及一种大展翼飞行器质心测量方法。

技术介绍

[0002]现行的飞行器质心测量在测量过程中需将飞行器大范围转动以获得飞行器的径向质心位置，而对于翼展大的飞行器来说，传统方法在测量飞行器的径向质心位置时，需将飞行器沿航向(轴向)依次大角度旋转90
°
、180
°
、270
°
，通过求取相应力矩从而获取飞行器径向质心位置；大角度旋转过程中，一般需要配合其他辅助转动机构，测量过程较为繁琐。在测量大翼展的飞行器时，由于翼展的存在，飞行器旋转大范围会与测试设备发生干涉，如使用增高的安装支架，则会造成测量过程中飞行器安装和设备操作均很不方便，而且安装支架刚度要求极高，并且存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0003](1)专利技术目的：
[0004]本方法提出一种质心测量方法能够在小角度转动飞行器情况下获取飞行器的质心位置。
[0005]本专利技术旨在专利技术一种飞行器质心测量方法，用于解决质心测量时因为机翼而无法大范围转动时测量飞行器质心的问题。
[0006](2)专利技术技术方案：
[0007]本专利技术提出的一种大展翼飞行器质心测量方法，将待测飞行器放置于质量质心测量设备上，读取待测飞行器质量；
[0008]定义飞行器坐标系为左手系三维坐标系，以飞行器头部为原点，以飞行器逆航向为x轴；
[0009]步骤S1、通过不平衡力矩法对y轴求取力矩，获得轴向质心x
c
；
[0010]步骤S2、通过不平衡力矩法对x轴求取力矩，获得轴向质心y
c
；
[0011]步骤S3、分别绕x轴逆时针、顺时针旋转待测飞行器，按步骤S1、S2的方法获得对应的质心x
c1
、x
c2
；质心y
c1
、y
c2
；
[0012]步骤S4、计算出待测飞行的径向质心z
c
。
[0013]进一步的，为了消除待测飞行器轴向与质量质心测量设备存在偏差的问题，完成一次测量后，可将飞行器绕x轴旋转180
°
放置与测量设备上，重复步骤S1
‑
S4，最后求平均值。
[0014]进一步的，所述质量质心测量设备上布置有三个称重传感器；其中一个称重传感器布置于x轴上；另外两个传感器对称布置于飞行器两侧。
[0015]进一步的，飞行器质量为各称重传感器试实测值之和；w＝w1+w2+w3；w为飞行器质量，w
1 w
2 w3分别为1,2,3三点处传感器的实测值。
[0016]进一步的，飞行器轴向质心y
c
根据力和力矩平衡原理在平面oxy内对ox取矩求得；
飞行器在oxy平面内的径向质心y
c
＝(w1H1‑
w2H2)/w。
[0017]进一步的，飞行器轴向质心x
c
对OY取矩求得，即飞行器轴向质心x
c
＝(w1L1+w2L2‑
w3L3)/w。
[0018]进一步的，将飞行器绕x轴逆时针转动角度一定角度得到质心c1位置，绕x轴顺时针转动一定角度得到质心c2位置，且c c
1 c2在以o点为圆心的圆弧上。
[0019]进一步的，根据力和力矩平衡原理可得下式
[0020]y
c1
＝(y
c2
+z
c2
)
0.5
cos(a+b)
[0021]y
c2
＝(y
c2
+z
c2
)
0.5
cos(a
‑
b)
[0022]y
c1
/y
c2
＝cos(a+b)/cos(a
‑
b)
[0023]根据飞行器实际情况合理设计转动角度，则可以求取处c位置原始角度a，根据位置关系得到z
c
＝y
c tana＝tana(w1H1‑
w2H2)/w；公式中b为飞行器绕x轴顺时针转动角度。
[0024](3)专利技术的有益技术效果：
[0025]本专利技术有效解决了在飞行器无法大范围转动导致无法测量质心的问题，特别对于大展翼飞行器，因机翼过程，旋转受限，从方法上给出了一种小角度转动测量飞行器质心测量问题，设计简便，无需对现有辅助测量装置进行复杂改进即可。
附图说明
[0026]图1为待测飞行器放置状态示意图；
[0027]其中，测量设备台体1，滚转机构2，基准尺3，待测飞行器4
[0028]图2为传感器安装位置示意图；
[0029]图3为oyz平面上质心位置示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术所提出的一种飞行器质心测量方法，具体实施包括以下步骤：
[0032](1)参见附图1，将待测飞行器放置于质量质心测量设备上，为了便于转动调节待测飞行器，所述质量质心测量设备上设置有便于待测大展翼飞行器转动的机构，也可以直接采用对应的成品设备，如MPTA
‑
F500无人机质心和推力测量台等设备，进行适应性改进即可；所使用是测量设备包括：测量设备台体1，滚转机构2，基准尺3，待测飞行器4；测量时，将待测飞行器4安装于测量设备台1上，两端通过滚转机构2夹持固定，滚转机构2的设计便于待测飞行器的转动调节；所述基准尺3用于调节待测飞行器的空间固定位置，保证其航向与测量设备的X轴重合；通常如
技术实现思路
中所陈述，测量过程中需要分别绕x轴逆时针、顺时针旋转待测飞行器，飞行器前后端均以圆形框架结构进行固定定位，为了更为精确的转动定位，圆形端框上设置有周向布置的若干限位孔；转动到指定位置后，配合定位销即可实现空间位置的定位。
[0033]在质心测量设备设计时，采用多支点称重法进行测量，一般采用三点支撑测量；三个称重传感器在平台上的分布垂直投影如图2所示；其中点1,2,3分别表示三个称重传感器
和上平台的接触点。其中ox、oy为测量设备的参考轴，原点o为装置的定位中心，H1、H2、L1、L2、L3分别为三个称重传感器和参考轴ox、oy的垂直距离。设oxyz为飞行器坐标轴，装置o的x轴和轴ox重合，点C为飞行器在oxy平面的质心位置。
[0034](2)调整装夹工装设计保证飞行器安装好时飞行器轴线在oxy平面上的投影与ox轴重合；通常，为了消除飞行器轴线与ox轴重合度对试验结果的影响，完成一次测量后，可将飞行器绕x轴旋转18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大展翼飞行器质心测量方法，其特征在于，将待测飞行器放置于质量质心测量设备上，读取待测飞行器质量；定义飞行器坐标系为左手系三维坐标系，以飞行器头部为原点，以飞行器逆航向为x轴；步骤S1、通过不平衡力矩法对y轴求取力矩，获得轴向质心x
c
；步骤S2、通过不平衡力矩法对x轴求取力矩，获得轴向质心y
c
；步骤S3、分别绕x轴逆时针、顺时针旋转待测飞行器，按步骤S1、S2的方法获得对应的质心x
c1
、x
c2
；质心y
c1
、y
c2
；步骤S4、计算出待测飞行的径向质心z
c
。2.如权利要求1所述的一种大展翼飞行器质心测量方法，其特征在于，完成一次测量后，可将飞行器绕x轴旋转180
°
放置与测量设备上，重复步骤S1
‑
S4，最后求平均值。3.如权利要求1所述的一种大展翼飞行器质心测量方法，其特征在于，所述质量质心测量设备上布置有三个称重传感器；其中一个称重传感器布置于x轴上；另外两个传感器对称布置于飞行器两侧。4.如权利要求3所述的一种大展翼飞行器质心测量方法，其特征在于，飞行器质量为各称重传感器试实测值之和；w＝w1+w2+w3；w为飞行器质量，w
1 w
2 w3分别为1,2,3三点处传感器的实测值。5.如权利要求4所述的一种大展翼飞行器质心测量方法，其特征在于，飞行器轴向质心y
c
根据力和力矩平...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文涛，胜永民，李明章，陈龙，高祥，彭志翔，徐剑，鞠新星，万想响，周炫，曹宏友，刘亚芬，吴宇翔，刘绍勇，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：