CN102506956A - 一种飞机燃油油量传感器布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机燃油油量测量系统布置领域，特别是涉及到一种飞机燃油油量传感器的布置方法。任何油箱都有其中性面，油箱在滚转、俯仰姿态下，相同体积的液面高度在该中性位置处都是相同的，本方法利用两个飞机停机状态与滚角状态下燃油油面交叉点确定一条直线，作为中性线，在中性线上对飞机燃油油量传感器进行布置。采用本方法不仅能够大大缩短设计周期，而且能够在达到高精度要求的基础上，满足油箱各种状态下油量的准确测量。

Description

一种飞机燃油油量传感器布置方法

技术领域

本发明属于飞机燃油油量测量系统布置领域，特别是涉及到一种飞机燃油油量传感器的布置方法。

背景技术

为了能够在飞行过程中为机组人员提供燃油量信息，飞机油箱内都需要安装油量传感器，且采用技术非常成熟的电容式油量传感器。其个数随飞机油箱的复杂程度而确定，对于大型客机或运输机油量传感器的个数可达到二十多个。这样传感器的安装位置以及个数的确定就成为油量测量系统中的关键技术。

现在的设计方法主要是依据油箱的复杂程度而定，较为规整的油箱，如长方体、圆柱体形状，油量传感器可以安装在油箱的几何中心位置，采用一个油量传感器就可以满足测量精度要求。而对于采用机翼整体油箱的飞机，传感器的安装位置及个数的确定比较困难。通常采用积分法对剩余油量进行计算，将油箱剩余油量块划分成大量的水平截面，这样就需要许多柱体单元的体积总和来代替一个复杂形状的液体体积。如果需要高精度的测量，就需要做出大量的截面，导致繁杂的计算，如果考虑各种姿态角，计算更加复杂。在进行Y12某型机油量测量系统设计过程中，为了来确定油量传感器的个数及位置进行了大量的计算，装订成册有110A4。由于计算过程中省略了内部结构所占体积，还需要在飞机燃油系统的模拟试验台上进行模拟试验，试验台以各种不同的滚转角和俯仰角转动，进行飞机飞行时燃油流动的动态模拟或对过载进行不同的组合试验，依据试验结果进行适当的修正。但进行这样的试验需要投入大量的人力、物力以及财力且研制周期较长，对现代飞机研制进度的安排非常不利。

发明内容

本发明的目的：为了节约设计成本，缩短研制周期，提出了一种油量传感器的优化布置方法，能够很方便地完成飞机燃油系统的设计，且保证测量系统的精度要求。

本发明的技术方案是：一种飞机燃油油量传感器布置方法，包括以下步骤：

步骤一、平面切割：

1)以机翼整体油箱的最低点为基准点，在地面停机姿态下以距离基准点h高度作一个水平面s1，测量油液体积为V_s1；

2)利用与水平面夹角为滚转角φ的平面m进行切割，切割的油液体积V_m1＝V_s1，此时得到切割平面m1；

3)平面s1、m1在某一垂直于弦向的平面上交于一点P1；

4)重复步骤1)、2)，3)，以平面s2，m2进行切割，平面s2，m2交于点P2；

切割面切割后剩余油量体积计算的数学模型为：

$V_i=\underset{i=0}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\·{\mathrm{\Δh}}_i$

其中：

V_i为油量体积；S_i为平行于切割面的平面面积；Δh_i为计算步长，根据测量精度而定；

步骤二、依据两点确定一条直线的原理，连接P1和P2两点即为在垂直于弦向的某一平面上的中性线L；

步骤三、在P1点和P2点的连线处中性线L上布置传感器。

本发明的有益效果是：采用本方法对飞机燃油油量传感器进行布置，能够大大缩短设计周期，在达到高精度要求的基础上，满足油箱各种状态下油量的准确测量。

附图说明：

图1是本方法一较佳实施方式的示意图；

图2是本方法一较佳实施方式油量传感器安装示意图；

图3是本方法一较佳实施方式油量传感器安装局部放大图。

其中，s平面为飞机地面停机姿态；m平面为飞机带滚转角时的液面；φ为飞机滚转角；L为各姿态下相等燃油量的液面相交位置；

1为2号油量传感器支架，2为2号油量传感器；3油量传感器导线；4固定导线卡箍；5为3号油量传感器；6为3号油量传感器支架；7为4号油量传感器支架；8为4号油量传感器；9螺钉；10自锁螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明，请参阅图1至图3。

一种飞机燃油油量传感器布置方法，包括以下步骤：

步骤一、平面切割(请参阅图1)：

1)以机翼整体油箱的最低点为基准点，在地面停机姿态下以距离基准点h高度作一个水平面s1，测量油液体积为V_s1；

2)利用与水平面夹角为滚转角φ的平面m进行切割，切割的油液体积V_m1＝V_s1，此时得到切割平面m1；

3)平面s1、m1在某一垂直于弦向的平面上交于一点P1；

4)重复步骤1)、2)，3)，以平面s2，m2进行切割，平面s2，m2交于点P2；

切割面切割后剩余油量体积计算的数学模型为：

$V_i=\underset{i=0}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\·{\mathrm{\Δh}}_i$

其中：

V_i为油量体积；S_i为平行于切割面的平面面积；Δh_i为计算步长，根据测量精度而定；

步骤二、依据两点确定一条直线的原理，连接P1和P2两点即为在垂直于弦向的某一平面上的中性线L；

步骤三、在P1点和P2点的连线处中性线L上布置传感器(请参阅图2及图3)。

实施例：请参阅图1至图3。某机型油箱为机翼整体油箱，为扁平形状。飞机在侧滑、滚转时，油箱内的油面变化较大。同时考虑到在飞机各种姿态下，能够不间断地向发动机供油，将机翼整体油箱分为两部分：消耗隔舱和大油箱。现采用本方法对大油箱内油量传感器进行优化布置，消耗隔舱内的油量传感器可采用同样的方法进行。由于机翼整体油箱沿翼展方向布置，油箱形状尽管比较规则，但沿翼展方向较长，大油箱从机翼5肋到18肋长约4.2米，在布置油量传感器时首先确定一根主传感器位置。可采取以下步骤：

1)以机翼整体油箱的最低点为基准点，在地面停机姿态下以距离基准点h高度作一个水平面s1，测量油液体积为V_s1；

2)利用与水平面夹角为滚转角φ的平面m进行切割，切割的油液体积V_m1＝V_s1，此时得到切割平面m1；

3)平面s1、m1在某一垂直于弦向的平面上交于一点P1；

4)重复步骤1)、2)，3)，以平面s2，m2进行切割，平面s2，m2交于点P2；

切割面切割后剩余油量体积计算的数学模型为：

$V_i=\underset{i=0}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\·{\mathrm{\Δh}}_i$

其中：

V_i为油量体积；S_i为平行于切割面的平面面积；Δh_i为计算步长，根据测量精度而定；

步骤二、依据两点确定一条直线的原理，连接P1和P2两点即为在垂直于弦向的某一平面上的中性线L；

步骤三、在工程上，任何油箱都有其中性面，油箱在滚转、俯仰姿态下，相同体积的液面高度在该中性位置处都是相同的，因此布置传感器时在油箱中性位置处布置在P1点和P2点的连线处中性线L上布置传感器。

3号油量传感器[5]就是所述的主油量传感器，需最先放置该传感器。利用支架[6]将该传感器固定在12肋上。对于某机型，滚转角φ达到30°时，出现测量盲区，此时需要在油箱两端安装两根传感器[2]和[8]解决测量盲区的问题，同时也可以减小油面波动对测量精度的影响，减少不可测油量。2号油量传感器[2]和4号传感器[8]分别通过固定支架[1]和[7]固定在6肋和16肋上，考虑到该机型沿弦向的长度不太大，将传感器沿机翼展向布置，所有的传感器通过螺钉、自锁螺母[9]和[10]固定在支架上。

Claims (1)

1.一种飞机燃油油量传感器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、平面切割：

1)以机翼整体油箱的最低点为基准点，在地面停机姿态下以距离基准点h高度作一个水平面s1，测量油液体积为V_s1；

2)利用与水平面夹角为滚转角φ的平面m进行切割，切割的油液体积V_m1＝V_s1，此时得到切割平面m1；

3)平面s1、m1在某一垂直于弦向的平面上交于一点P1；

4)重复步骤1)、2)，3)，以平面s2，m2进行切割，平面s2，m2交于点P2；

切割面切割后剩余油量体积计算的数学模型为：

$V_i=\underset{i=0}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i\·{\mathrm{\Δh}}_i$

其中：

V_i为油量体积；S_i为平行于切割面的平面面积；Δh_i为计算步长，根据测量精度而定；

步骤二、依据两点确定一条直线的原理，连接P1和P2两点即为在垂直于弦向的某一平面上的中性线L；

步骤三、在P1点和P2点的连线处中性线L上布置传感器。

Images