RU2172475C1

RU2172475C1 - Method of determination of take-off mass and cg position of flying vehicle

Info

Publication number: RU2172475C1
Application number: RU2000113926A
Authority: RU
Inventors: Р.М. Ахметшин; Н.М. Ощепков; О.Г. Кузнецов; П.Г. Петров; В.Н. Кружков
Original assignee: Ахметшин Равиль Миргасимович; Кузнецов Олег Геннадьевич
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-08-20

Abstract

FIELD: measurement technology; methods of determination of take-off mass and cg position of flying vehicle by means of radiation sources. SUBSTANCE: method consists in shaping the signal reflecting the flying vehicle characteristics, such as mass and CG position by means of units secured on fuselage. To this end, light cone is projected on working surface of scanning unit by means of laser radiator. Coordinates of light cone are noted and mass and cg position are determined by means of computer according to their change; then, information is displayed on monitor screen. EFFECT: enhanced accuracy of determination of mass and CG position of flying vehicle; extended functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к определению взлетной массы и центровки летательного аппарата с помощью источников излучения. The invention relates to measuring technique, in particular, to determining the take-off mass and centering of an aircraft using radiation sources.

При погрузке летательных аппаратов часто происходит их перегруз, что является причиной многочисленных летных происшествий и катастроф. Перегруз приводит к смещению положения центра тяжести, т.е. к изменению центровки летательного аппарата, что приводит к нарушению взлетного режима и летных характеристик летательного аппарата. Вследствие этого очень важно осуществлять в процессе загрузки летательного аппарата контроль изменения его массы и распределения груза. When loading aircraft, they often overload, which is the cause of numerous flight accidents and disasters. Overload leads to a shift in the position of the center of gravity, i.e. to a change in the centering of the aircraft, which leads to a violation of the take-off mode and flight characteristics of the aircraft. As a consequence of this, it is very important to control the change in its mass and cargo distribution during the loading of the aircraft.

Известен способ взвешивания самолета посредством преобразователя давления, сообщающегося с гидравлическим цилиндром шасси, при котором преобразователь генерирует сигнал, соответствующий давлению в цилиндре, которое зависит только от массы самолета (патент США N 52528582, G 01 G 19/10, ИСМ вып. 82, N 9, 1995 г.). A known method of weighing an aircraft by means of a pressure transducer communicating with a hydraulic cylinder of the chassis, in which the transducer generates a signal corresponding to the pressure in the cylinder, which depends only on the mass of the aircraft (US patent N 52528582, G 01 G 19/10, ISM issue 82, N 9, 1995).

Известен способ взвешивания объектов с использованием рентгеновских лучей, который предусматривает связь измеряемого объекта с источником излучения, регистрацию интенсивности излучения и определение по отдельным элементам излучения веса (патент США N 5585603, МКИ G 01 G 19/22, ИСМ, вып. 82, N 22, 1997 г.). A known method of weighing objects using x-rays, which provides for the connection of the measured object with the radiation source, recording the radiation intensity and determining the weight of individual radiation elements (US patent N 5585603, MKI G 01 G 19/22, ISM, issue 82, N 22 , 1997).

Недостатком известных способов является их сложность и необходимость дорогого оборудования, невозможность определения статического положения объекта. A disadvantage of the known methods is their complexity and the need for expensive equipment, the inability to determine the static position of the object.

Наиболее близким к предложенному является способ измерения массы вертолета, при котором с помощью закрепленных на фюзеляже устройств формируют сигнал, характеризующий расстояние между фюзеляжем и лопастями, и по нему определяют массу вертолета (заявка ЕПВ N 0502811, G 01 G 19/07, ИСМ, вып. 82, N 24, 1993 г.). Closest to the proposed is a method of measuring the mass of a helicopter, in which using a device mounted on the fuselage a signal is generated that characterizes the distance between the fuselage and the blades, and the mass of the helicopter is determined from it (application EPO N 0502811, G 01 G 19/07, IMS, issue 82, No. 24, 1993).

Данный способ имеет небольшую точность определения массы. Кроме того, он не позволяет определять статическое положение объекта. This method has a small accuracy in determining the mass. In addition, it does not allow determining the static position of an object.

Изобретение направлено на повышение точности определения массы летательного аппарата, расширение функциональных возможностей благодаря определению массы и центровки. The invention is aimed at improving the accuracy of determining the mass of an aircraft, expanding functionality by determining mass and alignment.

Поставленная задача достигается способом определения взлетной массы и центровки летательного аппарата, при котором с помощью закрепленных на фюзеляже устройств формируют сигнал, характеризующий расстояние между фюзеляжем и сканирующим устройством. В отличие от прототипа в качестве устройства формирования сигнала используют лазерный излучатель, посредством которого проецируют световой конус на рабочую поверхность сканирующего устройства, на которой фиксируют координаты проекции светового конуса и по их изменению с помощью вычислительного устройства определяют массу и центр масс летательного аппарата. The problem is achieved by the method of determining the take-off mass and centering of the aircraft, in which using the devices mounted on the fuselage form a signal characterizing the distance between the fuselage and the scanning device. In contrast to the prototype, a laser emitter is used as a signal conditioning device, by means of which a light cone is projected onto the working surface of a scanning device, on which the coordinates of the projection of the light cone are fixed, and the mass and center of mass of the aircraft are determined using their computing device.

При увеличении массы летательного аппарата по мере его загрузки изменяется расстояние между лазерным излучателем и сканирующей поверхностью, что приводит к изменению координат проекции светового конуса. With increasing mass of the aircraft as it is loading, the distance between the laser emitter and the scanning surface changes, which leads to a change in the coordinates of the projection of the light cone.

При изменении положения летательного аппарата происходит смещение центра тяжести и, соответственно, смещение проекции светового конуса с одновременной деформацией круга в эллипс. When the position of the aircraft changes, the center of gravity shifts and, accordingly, the projection of the light cone with the simultaneous deformation of the circle into an ellipse is displaced.

Координаты проекции обрабатываются в вычислительном устройстве, и информация о характеристиках летательного аппарата воспроизводится на экране монитора. The projection coordinates are processed in a computing device, and information about the characteristics of the aircraft is displayed on the monitor screen.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения взлетной массы и центровки летательного аппарата, на которой изображено: лазерный излучатель 1, сканирующее устройство 2, вычислительное устройство 3, монитор 4, бортовой блок питания 5. The drawing shows a block diagram of a device for measuring take-off mass and centering of an aircraft, which shows: a laser emitter 1, a scanning device 2, a computing device 3, a monitor 4, an onboard power supply 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Лазерный излучатель 1 закрепляют на фюзеляже летательного аппарата в специальном гнезде, например, сориентированном относительно центра тяжести, обеспечивающем его привязку к координатным осям. В оптической системе излучателя предусмотрены координатные метки, которые проецируются на поверхность сканирующего устройства и служат для привязки его по координатным осям летательного аппарата. The laser emitter 1 is fixed on the fuselage of the aircraft in a special slot, for example, oriented relative to the center of gravity, ensuring its binding to the coordinate axes. The optical system of the emitter provides coordinate labels that are projected onto the surface of the scanning device and serve to bind it along the coordinate axes of the aircraft.

Лазерный излучатель подключают к бортовому блоку питания 5 летательного аппарата. Сканирующее устройство 2 устанавливают под лазерным излучателем 1 так, чтобы проекция светового конуса располагалась примерно в центре его рабочей поверхности. Исходные данные (до загрузки летательного аппарата) координат светового пятна обрабатывают и фиксируют в вычислительном устройстве 3. Информация о массе и положении центра тяжести летательного аппарата поступает на монитор 4 и отображается на его экране. The laser emitter is connected to the on-board power supply unit 5 of the aircraft. The scanning device 2 is installed under the laser emitter 1 so that the projection of the light cone is located approximately in the center of its working surface. The initial data (before the aircraft is loaded) of the coordinates of the light spot are processed and recorded in computing device 3. Information about the mass and position of the center of gravity of the aircraft is transmitted to monitor 4 and displayed on its screen.

По мере загрузки летательного аппарата изменяются его характеристики, соответственно изменяется геометрия светового пятна на поверхности сканирующего устройства. Это изменение обрабатывается в вычислительном устройстве 3 с помощью специальной программы для ЭВМ. Информация об изменении массы и центровки летательного аппарата отображается на мониторе 4. As the aircraft loads, its characteristics change, respectively, the geometry of the light spot on the surface of the scanning device. This change is processed in the computing device 3 using a special computer program. Information on changes in the mass and alignment of the aircraft is displayed on monitor 4.

Таким образом, предложенный способ позволяет простыми средствами измерять взлетную массу и центровку летательного аппарата с достаточно высокой точностью. Thus, the proposed method allows simple means to measure the take-off mass and centering of the aircraft with sufficiently high accuracy.

Claims

A method for determining the take-off mass and centering of an aircraft, in which using a device mounted on the fuselage a signal is generated that characterizes the distance between the fuselage and the scanning device, characterized in that a laser emitter is used as a signal conditioning device, by means of which a light cone is projected onto the working surface of the scanning a device on which the coordinates of the projection of the light cone are fixed and the masses are determined by their change using a computing device y and the center of mass of the aircraft.