低成本飞行器重心监控系统和方法。一种实例系统包括一个或者多个载荷测量装置，该一个或者多个载荷测量装置产生前起落架或者主起落架重量信息中的一个；以及与该一个或者多个载荷测量装置进行数据通信的处理装置，该处理装置基于先前所接收到的毛重信息和所产生的前起落架或主起落架重量信息来确定飞行器的重心。具有载荷测量装置的起落架组的数量比沿着飞行器机身具有不同的纵向位置的起落架组总数少一个。该处理装置进一步基于温度和／或俯仰姿态信息来确定重心。该系统包括用户界面，该界面允许用户来输入毛重信息，该毛重信息可能被包含在飞行报告单或者载重平衡表中；和／或通信部件，该通信部件接收来自于地面系统的毛重信息。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
现代的飞行器装备有种类丰富的传感器和用来便利飞行器操作的仪器设备。几乎 每一个关系到安全和有效操作的参数都被精确地实时监控，只有一个显著的例外。毛重和 纵向重心(这两个对于安全和有效操作都非常关键)是基于多种输入的，所述多种输入包 括预定“已知”值、测量值以及基于统计抽样的估算值的混合。载重平衡表(Load and Trim Sheet)或者载货清单是利用这些输入的载荷计划程序的结果。尽管载荷计划程序被高度地 控制着，但是也存在着出现探测不到的误差的机会。另外，即使载荷计划是完美的，实际的 装载过程也会引入误差，该误差在没有进行飞行器的“负载状态”的实时测量的情况下是不 会被探测到的。并且，在装载程序期间，机尾部分可能变得不均衡地沉重(由于早期地机尾 货物和/或行李的装载)，这导致了飞行器倾斜(尾部向下)，这可能对于机身产生损害。根据编号NLR-TP-2007-153的国家太空实验室报告，被识别出的重量和平衡问题 的大部分(超过90% )可以被消除，如果存在一种能够用于机组成员的将会进行自动机上 重量和平衡估算的系统的话。当前的机上飞行器重量和平衡系统(WBS)需要多个精密传感器(通常每个轮位置 布置一个或者多个传感器)，这就真实地导致了系统太过于昂贵从而对于较小的、较低成本 的飞行器显得不实用。因此，只有具有非常巨大的机体的飞行器现今才会使用这些系统。飞行器装载参数和处于使用中的数据的分析已经显示出，最关键的也是最复杂的 装载参数就是飞行器在重心限制之内的装载。操作者通常能够在能够接受的精确度范围内 来确定飞行器的毛重，并且飞行器性能能够适当地容忍较小的毛重不确定性，只要重心在 限制范围之内。但是，如果重心超出了能够接受的范围，甚至只有几英寸，飞行器也可能变 得无法控制以及不安全。因此，较低成本的解决方案不需要集中在高度精确的毛重确定，而 代替地必须被最优化地来进行实际重心的精确实时测量。
技术实现思路
本专利技术提供了用于确定飞行器的重心的系统和方法。一种实例系统包括一个或者 多个载荷测量装置，该一个或者多个载荷测量装置产生前起落架或者主起落架重量信息中 的一个；以及与该一个或者多个载荷测量装置进行数据通信的处理装置，该处理装置基于 先前所接收到的毛重信息和所产生的前起落架或主起落架重量信息来确定飞行器的重心。在本专利技术的一方面中，具有载荷测量装置的起落架组的数量比沿着飞行器机身具 有不同的纵向位置的起落架组总数少一个。在本专利技术的另一方面中，具有载荷测量装置的起落架组是前起落架，并且该前起 落架数据(具有或者不具有毛重数据和/或飞行器俯仰数据(Pitchdata))被用于确定即 将发生的尾部倾斜状态，该状态可以被用来在实际倾斜将发生之前在边上报告即将发生的4倾斜状态。在本专利技术的另一方面中，处理装置进一步基于温度和/或俯仰姿态信息来确定重 心。仍然在本专利技术的另一方面中，该系统包括用户界面，该界面允许用户来输入毛重 信息，该信息可以被包含在飞行报告单或者载重平衡表中。还在本专利技术的另一方面中，该系统包括通信部件，该部件接收来自于地面系统的毛重信息。仍然在本专利技术的另一方面中，该系统包括通信部件，该通信部件从另一飞行器机 载系统接收毛重信息，其从前述方法中的一个接收毛重信息，或者基于来自于先前所述的 方法中的一个或者多个的输入来导出毛重信息。附图说明本专利技术的优选的以及替换实施方式下面将参照附图来进行详细的描述图1是具有根据本专利技术的实施方式而构造的重量平衡系统(WBS)的飞行器的透视 图；图2是在图1中的飞行器中所使用的实例WBS的方块图；图3是显示了由图1和2中所示的WBS所执行的实例程序的流程图；以及图4示出了感测到的重量和重心之间的几何关系。具体实施例方式本专利技术提供一种低成本的飞行器重量与平衡系统(WBS)，该系统能够精确地并且 自动地确定飞行器的重心位置(CG)。本专利技术将系统性能仅集中在为确定实际“所加载的(as loaded)”重心(CG)而绝 对需要的那些测量，并且从其他的现有的数据源(比方说载重平衡表或者飞行报告单)获 得其他的被需求用于(CG)计算的信息。在一个实施方式中，仅仅来自于飞行报告单的毛重 (Gff)数据以及测量到的前起落架重量被用来计算CG。对于这个实施方式来说，测量到的前 起落架重量(具有或不具有毛重数据和/或飞行器俯仰姿态数据)被用于确定和报告飞行 器何时正在接近尾部倾斜状态(太多的重量太远的尾部)。在另一个实施方式中，飞行器俯 仰测量被用于进一步改善计算的CG的精确性。该方法通过使用起落架位置矩臂以及被存 储在系统存储器中的MAC长度和位置值(可选地具有来自于另一个机载系统或者CG监控 系统内的传感器的机身俯仰角度)来提供预料不到的CG信息结果，该结果比+/-3%平均空 气动力弦(MAC)要好。来自于飞行报告单(或者载重平衡表)的毛重数据(估算值)仅需 要处在实际值的大约+/-5%之内。工业调查显示出，操作者通常能够在2至3%内估算飞 行器重量，但在确定CG时却不精确得多。这是因为，除很少例外之外，操作者知晓飞行器上 所发生的事情，但是要来确保其(正如计划的)处在适当的位置上则更为困难。另外，在飞 行器上或不在飞行器上发生的小误差都不会导致整个毛重的大误差，通常也不会导致不安 全的状态，该不安全的状态对于飞行器性能将是“灾难性的”。在另一方面，在飞行器内的载 荷分布的小误差可以轻易地导致重心状态超出范围并且不安全。如在图1和2中所显示的，飞行器22上的实例WBS系统20包括处在前起落架305上(或者处在主起落架32上，但不是二者兼备)的(多个)载荷测量传感器26、用户界面 50、存储器52、输出设备58、通信装置60以及可选地包括俯仰姿态传感器62和温度传感器 66，它们全部与处理装置54进行信号通信。(多个)载荷测量传感器26可以是比方说在美 国专利序列号NO. 4269070 (其在这里通过引用被并引入本专利技术)中所示出的应变测量传感 器、支杆压力测量传感器、或者任何其他的感测装置，所述感测装置导致产生对飞行器前起 落架30上“所负载的”重量的精确测量。 该系统20接收来自于装载清单或者其他手段的飞行器毛重的输入，该输入可以 通过用户界面50 (例如键盘、小键盘等等)或者通过通信装置60 (至地面控制系统或者其 他具有毛重信息的系统的无线数据链接)而得以实现。由这两个输入(26，50)以及存储在 存储器52中用于特定飞行器模型的预定的矩臂表格，处理装置54通过力矩求和(图3，块 84-88)计算出CG，并且可选地俯仰修正飞行器的CG位置。预定的矩臂表格包括对于所有 纵向起落架位置的相关的矩臂位置和MAC以及MAC的长度。对于俯仰修正型式，存储器52 包括关于每个俯仰角度的CG位置修正的信息一其也可以是关于毛重的。 处理装置54基于前起落架30载荷(反作用在地面上的机头重量)，使用力矩求和 公式来确定飞行器CG的位置，其是CG (位置)=力矩之和/重量之和前起落架重量=NWt (测量得到)总重或者毛重=GW(来自于载货清单)主起落架Wt或者MWt = Gff-NWt前起落架矩臂=NA (由飞行器物理特征所限定)主起落架矩臂=MA(由飞行器物理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定飞行器的重心的方法，该方法包括：接收飞行器的毛重信息；接收前起落架重量信息或者主起落架重量信息中的一个；以及基于所接收到的毛重信息和前起落架重量信息或主起落架重量信息来自动地确定重心。
【技术特征摘要】
US 2008-11-12 12/269723一种用于确定飞行器的重心的方法，该方法包括接收飞行器的毛重信息；接收前起落架重量信息或者主起落架重量信息中的一个；以及基于所接收到的毛重信息和前起落架重量信息或主起落架重量信息来自动地确定重心。2.如权利要求1所述的方法，其中接收前起落架重量信息或者主起落架重量信息中的 一个包括接收来自于少于起落架组总数一个的重量信息，所述起落架组沿着飞行器的机身 具有不同的纵向位置。3.如权利要求1所述的方法，其中自动地确定重心进一步基于温度。4.如权利要求1所述的方法，其中自动地确定重心进一步基于俯仰姿态信息。5.如权利要求1所述的方法，其中接收飞行器的毛重信息包括接收来自于用户界面 的、基于飞行报告单或者载重平衡表中的一个的毛重信息。6.如权利要求1所述的方法，其中接收飞行器的毛重信息包括通过通信链接接收来自 于地面系统的毛重信息。7.如权利要求1所述的方法，其中接收飞行器的毛重信息包括接收部分毛重信息，所 述部分毛重信息当与毛重信息的其他部分组合时被用来确定飞行器毛重。8.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所接收到的前起落架重量信息来提供飞 行器即将发生的尾部倾斜警告信号。9.一种用于确定飞行器的重心的系统，该系统包括一个或者多个载荷测量装置，该一个或者多个载荷测量装置被构造用来产生前起落架 重量信息或者主起落架重量信息中的一个；以及与该一个或者多个载荷测量装置进行数据通信的处理装置，该处理装置被构造用于基 于先前所接收到的毛重信息以及所产生的前起落架重量信息或主起落架重量信...
【专利技术属性】
技术研发人员：LE韦特施，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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