JPS59184827A - ヘリコプタ用重量測定装置 - Google Patents

ヘリコプタ用重量測定装置

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JPS59184827A
JPS59184827A JP59053660A JP5366084A JPS59184827A JP S59184827 A JPS59184827 A JP S59184827A JP 59053660 A JP59053660 A JP 59053660A JP 5366084 A JP5366084 A JP 5366084A JP S59184827 A JPS59184827 A JP S59184827A
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JP
Japan
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helicopter
lift
measuring device
pressure
weight
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JP59053660A
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English (en)
Inventor
チヤ−ルズ・デイ・ベイトマン
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Sundstrand Data Control Inc
Original Assignee
Sundstrand Data Control Inc
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Publication date
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    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は航空機の重量測定装置、特にヘリコプタ用の
機上搭載型の重量測定装置であって、その回転翼によっ
て揚力が発生されている時でさえも、ヘリコプタの重量
もしくは負荷量の信頼性のある値を表示する装置に関す
るものである。
〔従来技術〕
従来のこの種の航空機の＊量測定装置は米国特許第４８
３ｌユθｌＩ２号に開示されている。その装置は対にな
った加速度計を有し、これらの加速度計は航空機の重量
が加わって生ずる着陸装置の重量支持部分の歪みを検出
するように、各着陸装置の重量支持部分に装着されてい
る。加速度計の出力は合計され、これてよって滑走路の
傾斜もしくは不規則性による影響を相殺し、航空機の重
量の正確な表示がおこなわれる。
このような装置は、航空機が地上に静止してまだ何の揚
力も受けていない時にその負荷重量を検出するためには
効果的なものである。しかしながら、回転翼を有するヘ
リコプタの場合には、回転翼がヘリコプタに揚力を与え
ている間でも、ヘリコプタには負荷による重みがかけら
れたり、自重がかかったりする可能性がある。
このときには、ヘリコプタがまだ着地していても、着陸
装置上に装着された対になった加速度計によって検出さ
れた重量は、着陸装置上の負荷量の一部が回転翼に起因
する揚力によって減少するために、不正確なものになる
。このような不正確性は、ヘリコプタにとって危険な荷
重状Ｕｔもたらすことになろう。
〔発明の概要〕
この発明は、着陸装置により支えられている重量を表示
する手段と、ヘリコプタの回転翼により供給される揚力
を表示する手段と、着陸装置Ｋより支えらしている重量
と揚力（の表示）からヘリコプタの重量を表示する手段
とを含むヘリコプタ用重量測定装置に関するものである
。
揚力雀表示する手段は第１および第２の圧力検出器を有
し、これらの出力はその平均が求められ、さらにこれに
定数およびヘリコプタの回転翼の有効円板面積が乗じら
れて揚力が計算される。
着陸装置によって支えられているヘリコプタの重量は、
−着陸装置の重量支持部分に装着され、そのずれを検出
する対てなった加速度計によって検出される。対になっ
た加速度計の出力はそれぞれ合計され、これによって各
着陸装置により支えられている重量が表示されろ。また
、各対になった加速度計からの出力はさらに合計され、
全ての着陸装置により支えられている総重量が表示され
る。
着陸装置の加速度計により検出された総重量は揚力と加
算されてヘリコプタの総重量が表示される。この発明に
よるヘリコプタ用重敏測定装置は、ヘリコプタが静止し
ているその下の地面の傾斜やでこぼこに影響されずにヘ
リコプタの重量の正確な表示をおこなう。
〔発明の実施例〕
第１図には、回転翼１２を有するヘリコプタ／θが示さ
れており、この回転翼／コは回転することにより揚力を
発生する。ヘリコプタＩＯはさらに、前側着陸装置／弘
および左右の主着陸装置／Ａ、／ｇｆそれぞれ有する。
ヘリコプタＩＯの総重量は、回転翼１２によって推力が
供給されない時には、３個の着陸装置／ＩＩ、／Ａおよ
び／ｇＫ、よって支えられている重、量の和に等しい。
しかし、回転［／−２が揚力を発生して、例えばヘリコ
プタ１０がわずかに浮上している場合には、総重量猷も
はや着陸装置に支えられている重量の和に等しいもので
はな（なっている。この場合、総重量は次式で与えられ
る。
ｗＴ’＝　ｗＮＧ＋　ｗＲＧ＋　ＷＬ、　十ＩＩ　　　
（１１但し、ＷＴ　　は総重量、ＷＮｏは前側着陸装置
ｌグによって支えられている重量、ＷＲＧは右側主着陸
装置／ＡＫよって支えられている重量ＷＬＧは左側主着
陸装置／ｇＫよって支えられている重量、そしてＬは回
転翼／２によって与えられる揚力である。
各着陸装置ＩＱ−，／ｂおよび７ｇによって支えられて
いる重量は米国特許第名ａ／２ｏｐコ号に開示された装
置によって測定することができ、その開示は参照される
ものである。以下にこの装置の簡単な説明をおこなうが
、さらに詳細な説明は上掲の特許の中でされていること
が理解される。
各着陸装置／４’、　／Ａおよび／’ｇＫよって支えら
れている重量もしくは負荷量Ｃよ、この重量を゛支える
構造部材、例えば着陸装置の車軸の歪みつまりベンドの
大きさを検出することにより測定される。
この構造部材のベンドの角度は、その構造部材にかかる
重量、すなわち力に比例する。特に、第２図に示された
左側主着陸装置／ｇの構成図において、車軸２０はこれ
の上にかかる負荷による影響を例示するために誇張して
曲げられている。慣性による基準の水平面は、水平の破
線ユｌ′Ｆ−よって示されている。車軸の曲げ角度は、
参照角度、θ、ｔθ２　で示されている。
／対の加速度計、２グ２．２乙は角度θ１．θ２　を検
出するように車軸、２ｏの両端に装着されている。角度
θ４．θ２　はそれぞれ下記の成分を含む。
θ１−θＢ十θＬ１＋θＡ１　　　　　　　　（２）θ
、＝−〜十〇Ｌ２＋θＡ２（３） 上記式＋２１１　（３１においてθ　はヘリコプタが静
止している時の地面の傾斜による車軸の角度である。θ
いおよびθＬ２は負荷による着陸装置曲げ角度（ｂｅａ
ｍ　ｂｅｎｔ　ａｎｇｌｅ）である。θ４．およびθＡ
２は検出軸の不揃いおよび偏ってよる頃である。車軸、
２０で支えられて１ハる重量は次の式で与えられる。
Ｗ＝Ｋ（θＬ１＋θＬ２）　　　　　＋４＋以上のこと
から、車軸にかかる重量は全体的な測定角度θ、および
θ２からなるθ５　成分に比例することが詔められろ。
Ｋは車軸の形状および強度によって定まる係数であり、
通常経験的に知られた大きさのものである。車軸、２０
によって支えられている総重量を得るために、加速度計
コグおよび、２乙の出力は第３図に示される電算機、２
ｇ１Ｋ、よって加算されるが、この電算機、２ｇはまた
メモリ２？の中に係数Ｋをも記憶しており、この係数Ｋ
に角度Ｖ、およびθ２　の加算されたものを乗算する。
結果として生じた量は角度要素θ３　からは独立してお
り、そのために、計算された重量はヘリコプタが着陸し
ている地面の傾斜には影響されない。さらに、角度要素
θア　は装置の自動零点規正の間に測定されかつ相殺さ
れるので、計算の妨害になることはない。つまり、加速
度計２りおよびユ６の出力を加算することにより、車軸
５ｏｙｃより支えられている負荷量が表示される。
特に、第３図において認められるように、前側着陸装置
／ｌｌの車軸に備えられた加速度計、３０　、Ｊｕから
の出力および右側主着陸装置／Ａの車軸に備えられた加
速度計Ｊ　’Ｉ　ｒ　Ｊ　Ａの出力も電算機２ｇ’ｇ−
結合されている。電算機２ｇは各着陸装置／グｒ’／Ａ
で支えられる重量も計算し、３個の車軸にかかる重量を
合計して着陸装置によって支えられるヘリコプタの総重
量を表示する。
電算機、２ｇはまた前方部および後方部の圧力検出器グ
コおよび９１Ｉによって、回転翼／コによる揚力をも表
示する。これらの各圧力検出器グーおよびググは特に第
１図に示されており、ヘリコプタ１０の回転翼／、２の
下にある胴体９０に備えられている。この好適な実施例
において、圧力検Ｂｉｔ器ｌＩ２およびｑグはピトー管
であり、動圧と静圧の差を検出することにより回転翼／
ユの動きに起因する、ＰＴ８で示されるプロペラ後流圧
力を発生する。
回転翼／２によう発生する揚力りは次式で与えられる。
Ｌ　＝　ｑｏＣＬＳＰｆ５１ 但し、（１ｏ　　は動圧、ＣＬ　は揚力係数、そして８
Ｆ　　は有効回転翼円板面積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒ
ｏｔａ　−ｔｉｎｇ　ｗｉｎｇ　ｄｉｓｃ　ａｒｅａ　
）である。
揚力係数ＣＬはＰＴで示されろ全体的な圧力に比例する
。
換言すれは、次式で表わされる。
ＣＬ＝ＫｏＰＴ（６） 但し、Ｋｏ　　は常数であり、この装置が搭載されるヘ
リコプタのそれぞれのタイプにより経験的に定まるもの
である。
全体的な圧力ＰＴ　　は次式で与えられる。
Ｃ 但し、ＰＴＤはヘリコプタが空気中で飛ぶことにより生
ずる自由流れの全体的な圧力（ｆｒｅｅＳｔｒｅａｍ　
ｔｏｔａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　）である。
（７）式および（６）式を（５）式に代入すると次のよ
うになる。
Ｌ−Ｋｏ（ＰＴ８−ＰＴＤ）ＳＰ（８）重量測定装置は
、ヘリコプタが或は完全に浮上して地面に対して静止し
ている状聾であるときにのみ有効で葛ろように慈父され
ていることから、自由流れの全体的な圧力を示す項ＰＴ
Ｄは零に等しい。従って、全体的な推力の式は次のよう
になる。
Ｌ−ＫｏＰＴ８ｓＰ（９） 回転翼７．２の有効円板面積ＳＰ　　は、重量測定装置
が搭載されろヘリコプタの個々の型式について計算され
、電算機Ωｇのメモリ、２９に定数Ｋｏ　　として記憶
されろ。有効円板面積は／ｈπ（Ｄ、−０２）となり、
こ＼に、Ｄ；ｌ　Ｄ２　　はそれぞれ回転１ｊｌ／２の
有効面積の外径および内径である。
実際上は、回転翼／、２のプロペラ後流圧力”ＴＳは、
圧力検出器４ｔ、２および＋ｐの出力の平均により定ま
る。換言すれは、５Ｐ　　　および５Ｉ ＰＴＥ１２　　で示される圧力゛検出器＋、２および４
１１Ｉの出力は、その平均値を得るために電算機、２ｇ
で加算されてから、２により除算され、この平均値が（
９）式に代入される。
次に電算機−ｇは（９）式を解（ことにより、回転翼／
、２．から発生される全体的々揚力を計算する。
ヘリコプタ１０内に設けられている表示器３ｇは電算機
Ωｇに接続されており、これは、この電算機、２ｇによ
り制＃されて、ヘリコプタの操縦士に対し、当該ヘリコ
プタにかけろ負荷についての可視的その他の表示がなさ
れろ。
圧力検出器ダコ、ダｑの出力の平均を゛とること足より
、電算機、２ｇＹｃよって計算された揚力の値は、ヘリ
コプタｉｏが静止しているときの回転翼／ユの姿勢およ
び地面の傾斜とは実質的には関係がな（、更に、空気力
学的損失および機械的な伝達力の損失とも実質的には関
係がないものである。
〔発明の効果〕
以上説明されたようにこの発明は、回転翼により与えら
れる揚力がある時でも、正確なヘリコプタの重量もしく
は、荷重量を表示できるヘリコプタ用重量測定装Ｍを提
供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明のヘリコプタ用重量測定装置の部分に
関するヘリコプタの透視図、第、２図は第１図に示した
左側着陸装置の拡大図、第３図はこの発明のヘリコプタ
用重量測定装置のブロック図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ／　７組の着陸装置および揚力を得るための回転翼を有
    するヘリコプタのためのヘリコプタ用重量測定装置であ
    って、前記７組の着陸装置によって支えられている荷重
    量を表示する第１の手段と、揚力を表示する第一の手段
    と、前記第１の手段および第一の手段に結合されて前記
    １組の着陸装置によって支えられている荷重量および前
    記揚力からヘリコプタの総重量を表示するための第３の
    手段とを備えているヘリコプタ用重量測定装置。 ユ　第３の手段は、荷重量を揚力に加算するための電算
    機を含んでいる特許請求の範囲第１項記載のヘリコプタ
    用重量測定装置。 ３　ヘリコプタは、プロペラ後流圧力を発生する有効円
    板面積を有する回転翼を含み、第一。 の手段は、前記プロペラ後流圧力を示す出力を発生する
    圧力検出器、前記有効円板面積を記憶するためのメモリ
    、および前記圧力検出器およびメモリに結合されて前記
    プロペラ後流圧力および有効円板面積から揚力を表示す
    るための手段を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の
    ヘリコプタ用重量測定装置。 ク　表示手段は、以下の式に従って回転翼により発生さ
    せる揚力を計算する電算機を含んでいる特許請求の範囲
    第３項記載のヘリコプタ用重量測定装置： Ｌ−ＫＯＰＴ８ＳＰ 但し、Ｌは揚力、ＰＴ８プロペラ後流圧力、ＳＰは有効
    円板面積、Ｋｏ　　は定数。 Ｓ　圧力検出器は、ピトー管を含んでいる特許請求の範
    囲第３項記載のヘリコプタ用重量測定装置。 乙　圧力検出器は、プロペラ後流圧力を表示するために
    回転翼の下部に設けられ夫々に出力を発生する第１およ
    び第一のピトー管と、これらのピトー管の出力を平均化
    するための手段とを含んでいる特許請求の範囲第３項記
    載のヘリコプタ用重量測定装置。 ７　表示手段に接続されてへ１戸コプタの総重量を視覚
    的に表示するための表示器をさらに含んでいる特許請求
    の範囲第３項記載のヘリコプタ用重量測定装置。 ざ　プロペラ後流圧力を発生する有効円板面積をもつ回
    転翼を有するヘリコプタにおける前記回転翼によって発
    生される揚力を測定するための装置であって、前記プロ
    ペラ後流圧力を表示するための圧力検出器と、前記有効
    円板面積の表示を記憶するためのメモリと、前記圧力検
    出器とメモリとに接読されて前記プロペラ後流圧力およ
    び有効円板面積からの揚力を表示するための手段とを含
    んでいる揚力測定装置。 ！　圧力検出器は、ヘリコプタの回転翼の下部に設ゆら
    れたピトー管を含んでいる特許請求の範囲第３項記載の
    揚力測定装置。 １０、　　圧力検出器は、ヘリコプタの回転翼の下部て
    設けられ夫々に出力を発生する第１および第二のピトー
    管と、これらのピトー管に結合されてその出力を平均化
    するための手段とを含んでいる／＃許請求の範囲第３項
    記載の揚力測定装置。 ／ｌ　表示手段は、以下の式に従って揚力を計算する電
    算機を含んでいる特許請求の範囲第３項記載の揚力測定
    装置： Ｌ−ＫＯＰＴｓＳＰ 但し、Ｌは揚力、Ｋｏ　　は定数、Ｐ７ｇ、はプロペラ
    後流圧力、ＳＰ　　は有効円層面積。 ／ユ　表示手段に接続されて回転翼によって発生される
    揚力を視覚的に表示するための表示器ｅｌらに含んでい
    る特許請求の範囲第３項記載の揚力測定装置。
JP59053660A 1983-04-01 1984-03-22 ヘリコプタ用重量測定装置 Pending JPS59184827A (ja)

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US06/481,487 US4574360A (en) 1983-04-01 1983-04-01 Helicopter weight measuring system
US481487 1983-04-01

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JPS59184827A true JPS59184827A (ja) 1984-10-20

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BE (1) BE899300A (ja)
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CH (1) CH659130A5 (ja)
DE (1) DE3407051C2 (ja)
ES (1) ES531133A0 (ja)
FR (2) FR2543678A1 (ja)
GB (1) GB2137153B (ja)
HK (1) HK94586A (ja)
IT (1) IT1177632B (ja)
NL (1) NL8401015A (ja)
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