DE10056923A1

DE10056923A1 - Determination of the weight of an unstable aircraft, the value of which is required by a stabilizing control system, with a high degree of security and correctness in the deduced weight values

Info

Publication number: DE10056923A1
Application number: DE2000156923
Authority: DE
Inventors: Peter Douglas Winn
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: WINN, PETER DOUGLAS, 81929 MUENCHEN, DE
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: DE10056923B4

Abstract

Method for determining weight-related data for a controlled aircraft. In a first step from measurement data (13) a weight value (21) is determined and from weight values for individual parts of the aircraft a value for the whole aircraft is derived so that a comparison of the two values can be undertaken. In a second stage the measurements are repeated with a different sensor configuration. The various weight values are consolidated and compared and if necessary an error report (50) is generated. The invention also relates to a corresponding system for use with the preceding method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von massen-bezogenen Daten für ein geregeltes Flugzeug.The invention relates to a method for determining mass-related Data for a regulated aircraft.

Bei instabilen Flugzeugen, die durch ein entsprechendes Regelsystem sta bilisiert werden, sind massen-bezogene Daten, z. B. die Flugzeug-Masse oder das Trägheitsmoment des Flugzeugs, für jede Konfiguration von großer Bedeutung. Diese Daten müssen im Flugzeug in ausreichender Genauigkeit und mit ausreichender Zuverlässigkeit verfügbar sein. Die Richtigkeit muss mit ausreichender Sicherheit gewährleistet sein.In the case of unstable aircraft, which are controlled by an appropriate control system are mass-based data, e.g. B. the aircraft mass or the moment of inertia of the aircraft, for any configuration of large Importance. This data must be sufficiently accurate in the aircraft and be available with sufficient reliability. The correctness must be guaranteed with sufficient security.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, dass massen-bezogene Daten für ein instabiles Flugzeug bereitstellt, wobei die Richtigkeit dieser Daten mit ausreichender Sicherheit gewährleistet ist.It is therefore the object of the invention to provide a method that provides mass-related data for an unstable aircraft, the Correctness of this data is guaranteed with sufficient security.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche ge löst.This object is achieved with the features of the independent claims solves.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figur beschrieben, die ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.The invention is described below with reference to the attached figure, which shows a flow diagram of the method according to the invention.

Erfindungsgemäß erfolgt in einem ersten Schritt 10 ein Wiegen des Flug zeugs mittels einer Mess- oder Wiege-Vorrichtung 11 mit einer entspre chenden Anzahl von Sensoren. Solche Sensoren sind üblicherweise Kraft messdosen, die an jedem Aufbockpunkt oder einer Meßplattform vorgese hen sind, die beispielsweise dem Fahrwerk oder jedem Rad am Boden zu geordnet sind. Vorzugsweise sind bei einem Flugzeug mit zwei Hauptfahr werken und einem Bugfahrwerk drei Meßplattformen als Sensoren oder Kraftmeßdosen als Sensoren unter den Aufbockpunkten installiert. Zumin dest ein weiterer Sensor ist zum Ersatz der installierten Sensoren vorgese hen, um durch den Austausch von Sensoren die Zuverlässigkeit der Mes sung zu erhöhen.According to the invention, in a first step 10, the aircraft is weighed by means of a measuring or weighing device 11 with a corresponding number of sensors. Such sensors are usually force transducers that are hen at each jacking point or a measuring platform, which are assigned to the undercarriage or each wheel on the ground, for example. In an aircraft with two main landing gears and a nose landing gear, three measuring platforms are preferably installed as sensors or load cells as sensors under the jacking points. At least one other sensor is provided to replace the installed sensors in order to increase the reliability of the measurement by replacing sensors.

Die Messdaten 13 gelangen in eine Berechnungseinheit 14, in der in einem Verfahrensschritt 20 der Schwerpunkt und die Trägheitsmomente des Flug zeugs nach Verfahren nach dem Stand der Technik ermittelt wird. Die dar aus ermittelten massen-bezogenen Daten 21 werden mit Daten 22 in einem Schritt 30 verglichen, die auf der Basis der Gewichte und Trägheitsmomen te von Einzelbestandteilen oder Baueilen und Komponenten des Flugzeugs in einem Schritt 40 ermittelt werden. In diesem Vergleich 30 wird die Ab weichung mit einer Sollvorgabe, d. h. mit einer maximal zulässigen Abwei chung verglichen. Liegt die Abweichung aus dem Vergleich 30 oberhalb der Sollvorgabe, erfolgt eine Fehlermeldung 50. In diesem Fall ist eine geeigne te Fehleranalyse durchzuführen, die je nach Situation und Einschätzung auf einem systematischen oder auf einen Einzelfehler beispielsweise in der Messanlage oder in den Berechnungseinheiten gerichtet ist.The measurement data 13 arrive in a calculation unit 14 , in which the center of gravity and the moments of inertia of the aircraft are determined in a method step 20 according to methods according to the prior art. The data 21 determined from this are compared with data 22 in a step 30 , which are determined in a step 40 on the basis of the weights and moments of inertia of individual components or parts and components of the aircraft. In this comparison 30, the deviation is compared with a target specification, ie with a maximum permissible deviation. If the deviation from the comparison 30 is above the target specification, an error message 50 is issued . In this case, a suitable error analysis must be carried out, which depending on the situation and assessment is directed towards a systematic or an individual error, for example in the measuring system or in the calculation units.

Falls die im Vergleich 30 ermittelte Abweichung unterhalb einer Sollvorgabe liegt, werden die in der Berechnungseinheit 14 ermittelten massenbezoge nen Daten in einem Konsolidierungsschritt 60 beispielsweise in einer Aus gabeeinheit, einem Zwischenspeicher 61 oder einer Anzeige festgehalten.If the deviation determined in comparison 30 is below a target specification, the mass-related data determined in the calculation unit 14 are recorded in a consolidation step 60, for example in an output unit, a buffer store 61 or a display.

Erfindungsgemäß wird dann der Schritt 10, also das Wiegen des Flugzeugs, mit einer veränderten Sensor-Konstellation wiederholt. Dabei werden die in den zuerst durchgeführten Schritt 10 verwendeten Sensoren beispielsweise zyklisch ausgetauscht. Da es sich um digitale Sensoren handelt, kann dies in effizienter Weise durchgeführt werden, da keine weitere Kalibrierung oder Eichung der Sensoren erforderlich ist. According to the invention, step 10 , that is to say the weighing of the aircraft, is then repeated with a changed sensor constellation. The sensors used in the first step 10 are exchanged cyclically, for example. Since these are digital sensors, this can be done efficiently since no further calibration or calibration of the sensors is required.

Aufgrund der neuerlichen Messung 10 werden wiederum Messdaten 13 an die Berechnungseinheit 14 gesandt, die den Berechnungsschritt 20 zur Be stimmung des Schwerpunkts und der Trägheitsmomente des Flugzeugs durchführt. Wiederum wird daraufhin der Vergleich 30 mit den bereits er mittelten Daten 22 aus dem Berechnungsschritt 20 durchgeführt. Tritt dann eine Fehlermeldung 50 auf, liegt eine Abweichung der ermittelten Daten von den Solldaten vor, die entsprechende Sollvorgaben überschreiten. Au ßerdem können systematische Fehler, beispielsweise Programmierfehler oder Fehler in den verwendeten Berechnungseinheiten vorliegen. Die Ent scheidung darüber, welcher Fehler vorliegt, erfolgt aufgrund einer geeigne ten Analyse.On the basis of the new measurement 10 , measurement data 13 are in turn sent to the calculation unit 14 , which carries out the calculation step 20 for determining the center of gravity and the moments of inertia of the aircraft. Again, the comparison 30 is then carried out with the data 22 already determined from the calculation step 20 . If an error message 50 then occurs, there is a deviation of the determined data from the target data, which exceed the corresponding target specifications. In addition, there may be systematic errors, for example programming errors or errors in the calculation units used. The decision about which error is made is based on a suitable analysis.

Falls keine Fehlermeldung 50 erfolgt, erfolgt wiederum eine Konsolidierung 60 für die verwendete weitere Sensor-Konstellation beim vorangegangenen Wiegen 10 des Flugzeugs.If there is no error message 50 , a consolidation 60 takes place for the further sensor constellation used during the previous weighing 10 of the aircraft.

Die Schritte des Wiegens 10, der Kalkulation 20, des Vergleichs 30 mit Da ten 22 aus einem Berechnungsschritt 40, der die massen-bezogenen Daten aus Einzelteilen des Flugzeugs ermittelt, sowie der Konsolidierungsschritt 60 wird vorzugsweise so oft wiederholt, bis der Schritt 10 mit sämtlichen möglichen Sensor-Konstellationen durchgeführt worden ist. Diese Schritte 10 bis 60 können auch so oft durchgeführt werden, bis das Wiegen 10 mit sämtlichen Sensor-Konstellationen bei einem lediglich zyklischen Austausch der Sensoren durchgeführt worden sind. In einer Weiterführung können diese Alternativen noch dadurch ergänzt werden, dass ein oder mehrere ersatzweise vorgesehenen digitalen Sensoren zusätzlich in die Sensor- Konstellation mit eingebracht werden.The steps of weighing 10 , the calculation 20 , the comparison 30 with data 22 from a calculation step 40 , which determines the mass-related data from individual parts of the aircraft, and the consolidation step 60 are preferably repeated until step 10 with all of them possible sensor constellations has been carried out. These steps 10 to 60 can also be carried out until the weighing 10 with all sensor constellations has been carried out with a merely cyclical exchange of the sensors. In a further development, these alternatives can be supplemented by additionally introducing one or more digital sensors provided as replacements into the sensor constellation.

Die Zahl der Sensor-Konstellationen und die Zahl der insgesamt zu verwen denden digitalen Sensoren hängt von der Sicherheit ab, mit der die Richtig keit der ermittelten massen-bezogenen Daten für die Verwendung in einem geregelten Flugzeug erforderlich ist. The number of sensor constellations and the total number to be used The digital sensors depend on the security with which the correct of the determined mass-related data for use in one regulated aircraft is required.

Wenn die Daten im Zwischenspeicher 61 bestätigt worden sind, können diese zu einem Flugzeug-Rechner exportiert werden. Die dort vorliegenden masse-bezogenen Daten werden mit den masse-bezogenen Daten in einem Schritt 70 verglichen. Dabei kann ein Display unerstützend verwendet wer den. Liegen die Differenzwerte der im Vergleich 70 verglichenen Werte oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts, erfolgt wiederum eine entspre chende Fehlermeldung 50. Andernfalls kann ein weiterer Iterationsschritt mit den Schritten 10, 20, 30 durchgeführt werden.When the data in the buffer 61 has been confirmed, it can be exported to an aircraft computer. The mass-related data present there are compared with the mass-related data in a step 70 . A display can be used unsupportively. If the difference values of the values compared in comparison 70 lie above a predetermined threshold value, a corresponding error message 50 is again issued. Otherwise, a further iteration step can be carried out with steps 10 , 20 , 30 .

Claims

1. A method for determining mass-related data with great certainty for a regulated aircraft, the aircraft being weighed in a step ( 10 ) for a first predetermined constellation of digital sensors, based on the measurement data ( 13 ) derived therefrom at least one mass -related value (21) is determined, a calculation ( 40 ) of the mass-related value is derived from individual parts of the aircraft,
a comparison (30) of the mass-related values from the measuring method and the individual part calculation are compared with one another,
these steps are repeated at least with at least one further sensor constellation,
a consolidation ( 60 ) which is repeated on the basis of a weighing ( 10 ) with a further constellation of digital sensors determined mass-related value ( 21 ),
An error message occurs if either the comparison of the mass-related value from the measurement and the individual part calculation or the consolidation step ( 60 ) leads to an error message ( 50 ) when comparing the mass-related value of different sensor constellations.

2. A device for determining a mass-related value for use in a controlled aircraft for carrying out the method according to claim 1, wherein the system of a measuring device ( 11 ) with a first predetermined sensor constellation for weighing the aircraft, a calculation unit ( 14 ) for determining the mass-related value from the measurement, a calculation unit for determining the mass-related value from an individual part calculation, a comparison device for comparing (30) the mass-related value from the two calculation units, with a control unit also being provided which, in the case of a corresponding deviation, comprises an error message ( 50 ) or a consolidation step ( 60 ) for confirming the mass-related value when measuring the same with a further sensor constellation.