RU2397456C1 - Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane - Google Patents
Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397456C1 RU2397456C1 RU2009122786/28A RU2009122786A RU2397456C1 RU 2397456 C1 RU2397456 C1 RU 2397456C1 RU 2009122786/28 A RU2009122786/28 A RU 2009122786/28A RU 2009122786 A RU2009122786 A RU 2009122786A RU 2397456 C1 RU2397456 C1 RU 2397456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- aircraft
- support
- gravity
- supports
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической механики и может быть использовано для определения координат центра тяжести и веса тел, имеющих продольную ось симметрии, а именно для определения взлетного веса и положения центра тяжести самолета.The invention relates to the field of technical mechanics and can be used to determine the coordinates of the center of gravity and the weight of bodies having a longitudinal axis of symmetry, namely to determine the take-off weight and the position of the center of gravity of the aircraft.
Величина взлетной массы и положение центра тяжести самолета являются важнейшими переменными, определяющими как длину разбега и взлетную дистанцию самолета, так и требуемую величину угла установки стабилизатора перед взлетом.The take-off mass and the position of the center of gravity of the aircraft are the most important variables that determine both the take-off length and the take-off distance of the aircraft, and the required angle of stabilizer installation before take-off.
При эксплуатации самолетов нередко случается их загрузка сверх установленных пределов по весу и изменение положения его центра тяжести, следствием чего являются летные происшествия и катастрофы. Поэтому крайне необходим контроль веса и центровки самолета перед взлетом.During the operation of aircraft, they often load beyond the established weight limits and change the position of its center of gravity, resulting in flight accidents and disasters. Therefore, it is extremely necessary to control the weight and alignment of the aircraft before takeoff.
Известен способ определения веса и положения центра тяжести самолета на платформенных весах (патент США №49358856, G01M 1/12, кл. 364/567, опубл. 19.06.1990), при котором самолет закатывают каждой его опорой на отдельную динамометрическую платформу. Главным недостатком данного способа является увеличение технологического времени «оборачиваемости» самолета. Каждый аэродром не может быт оснащен большим количеством весов для всех типов самолетов.A known method of determining the weight and position of the center of gravity of the aircraft on a platform scale (US patent No. 49358856, G01M 1/12, class 364/567, publ. 06/19/1990), in which the plane roll each of its support on a separate dynamometer platform. The main disadvantage of this method is the increase in the technological time of "turnover" of the aircraft. Each airfield cannot be equipped with a large number of weights for all types of aircraft.
Известен способ определения веса и центровки с помощью измерения усилий на элементах шасси тензометрическим методом (патент США №3203234, кл.73/1416, опубл. 31.08.1965), при котором на каждую опору шасси устанавливают тензометрические датчики. Недостатком данного способа является необходимость специального конструирования силовых элементов шасси для размещения тензометрических датчиков.A known method of determining the weight and alignment by measuring the forces on the chassis elements by the tensometric method (US patent No. 3203234, class 73/1416, publ. 08/31/1965), in which strain gauge sensors are installed on each chassis support. The disadvantage of this method is the need for special design of the power elements of the chassis to accommodate strain gauges.
Известен способ определения массы и координаты центра тяжести неподвижного самолета, в котором весы содержат силоизмерительные датчики, установленные на трех основаниях, и три гидравлических подъемника (патент RU 2265192 C1, G01G 19/07, опубл. 27.11.2005). Недостатком данного метода является необходимость иметь три мощных гидравлических подъемника и весы большой грузоподъемности.A known method of determining the mass and coordinates of the center of gravity of a stationary aircraft, in which the balance contains load cells mounted on three bases, and three hydraulic elevators (patent RU 2265192 C1, G01G 19/07, published on November 27, 2005). The disadvantage of this method is the need to have three powerful hydraulic lifts and heavy-duty scales.
Известен способ определения веса и координаты центра тяжести (патент РФ от 19.09.96 г. на изобретение «Способ определения веса и координат центра тяжести тел», авторы Скрипкин А.А. и др. по заявке RU №92-015411/28/06281 от 30.12.92 г., опубликовано 19.06.95 г., МКИ G01M 1/12), который является наиболее близким заявляемому устройству.A known method of determining the weight and coordinates of the center of gravity (RF patent dated 09/19/96 for the invention "Method for determining the weight and coordinates of the center of gravity of bodies", authors Skripkin A.A. et al. According to the application RU No. 92-015411 / 28/06281 from 12.30.92, published on 06.19.95, MKI G01M 1/12), which is the closest to the claimed device.
Известный способ состоит в том, что исследуемое тело вдоль его продольной оси устанавливают на две опоры, одна из которых является измерительной, и измеряют давление на измерительную опору. После этого тело как объект измерения перемещают вдоль его продольной оси на некоторое расстояние, снова измеряют давление тела на измерительную опору и, составляя уравнение равновесия тела при известном расстоянии между опорами, вычисляют координату центра тяжести тела и его вес.The known method consists in the fact that the test body along its longitudinal axis is mounted on two supports, one of which is a measuring one, and the pressure on the measuring support is measured. After that, the body as a measurement object is moved along its longitudinal axis by a certain distance, the pressure of the body on the measuring support is measured again, and, compiling the equation of equilibrium of the body at a known distance between the supports, the coordinate of the center of gravity of the body and its weight are calculated.
Недостатком способа является необходимость устанавливать объект измерения (тело) на опоры и перемещать его. Операции по установке и перемещению объекта измерения являются сложными и трудоемкими, особенно при объекте измерения в виде самолета, при этом требуется дополнительное дорогостоящее оборудование.The disadvantage of this method is the need to install the measurement object (body) on the supports and move it. The installation and moving operations of the measurement object are complex and time-consuming, especially when the measurement object is in the form of an airplane, and additional expensive equipment is required.
Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление способа, а также повышение точности измерения веса и координат центра тяжести объекта измерений в виде самолета, что повышает безопасность полетов, особенно за счет оперативности определения веса и центровки груженого самолета непосредственно перед его взлетом.The objective of the present invention is to simplify and reduce the cost of the method, as well as to increase the accuracy of measuring the weight and coordinates of the center of gravity of the measurement object in the form of an airplane, which increases flight safety, especially due to the speed of determining the weight and centering of a loaded airplane immediately before take-off.
Поставленная техническая задача решается следующим образом. В способе, в котором самолет как объект измерения устанавливают на измерительную и поддерживающую опоры, измеряют давление самолета на измерительную опору, затем изменяют положение по крайней мере одной из опор, сохраняя при этом заданное расстояние между ними, путем перемещения самолета вдоль его продольной оси с последующим измерением давления самолета на измерительную опору, по результатам измерений вычисляют вес и координату центра тяжести самолета, изменение положения опор осуществляют путем перемещения самолета по установленной наклонно к горизонтали поддерживающей платформе и горизонтально установленной измерительной платформе, оснащенной блоком весоизмерительных датчиков, при давлении на которые передним шасси, являющимся при этом измерительной опорой, а задние шасси - поддерживающей опорой, производят замер давления самолета на измерительную опору заданное количество раз, после чего по результатам замеров определяют вес и координату центра тяжести самолета, учитывая при каждом замере угол положения продольной оси самолета относительно горизонтали и расстояние смещения измерительной опоры относительно точки соприкосновения друг с другом платформ горизонтальной измерительной и наклонной поддерживающей.The technical task is solved as follows. In the method in which the aircraft as an object of measurement is mounted on the measuring and supporting supports, the pressure of the aircraft is measured on the measuring support, then the position of at least one of the supports is changed, while maintaining a predetermined distance between them, by moving the aircraft along its longitudinal axis, followed by by measuring the pressure of the aircraft on the measuring support, according to the measurement results, the weight and coordinate of the center of gravity of the aircraft are calculated, the position of the supports is changed by moving the aircraft in the established th inclined to the horizontal supporting platform and a horizontally mounted measuring platform equipped with a load cell block, at which pressure the front landing gear, which is the measuring support, and the rear landing gear, the supporting support, measure the pressure of the aircraft on the measuring support a specified number of times, after which the measurements determine the weight and coordinate of the center of gravity of the aircraft, taking into account the angle of the longitudinal axis of the aircraft relative to the horizontal and p the distance of the displacement of the measuring support relative to the point of contact of the horizontal measuring and inclined supporting platforms.
Способ иллюстрирован чертежами, где на фиг.1 - принципиальная схема приспособления для осуществления способа; на фиг.2 изображена весоизмерительная платформа с блоком датчиков узел а на фиг.1; на фиг.3 изображена кинематическая схема, иллюстрирующая способ, где RA - реакция опоры в точке A, xi - смещение самолета относительно точки F соприкосновения наклонной поддерживающей платформы и горизонтальной измерительной платформы, αi - текущий угол наклона продольной оси самолета относительно горизонтали, α - угол наклона поддерживающей платформы относительно горизонтали, X0 - координата центра тяжести самолета, L - расстояние между шасси самолета, M - масса самолета.The method is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a schematic diagram of a device for implementing the method; figure 2 shows a weighing platform with a sensor unit node a in figure 1; 3 is a kinematic diagram illustrating a method where R A is the support reaction at point A, x i is the plane’s displacement relative to the contact point F of the inclined support platform and horizontal measuring platform, α i is the current angle of the longitudinal axis of the aircraft relative to the horizontal, α is the angle of inclination of the supporting platform relative to the horizontal, X 0 is the coordinate of the center of gravity of the aircraft, L is the distance between the chassis of the aircraft, M is the mass of the aircraft.
Приспособление для осуществления способа определения веса и координат центра тяжести самолета (фиг.1) содержит как продолжение рулежной дорожки участок подъема 2, который в верхней своей части соприкасается с горизонтальной площадкой 3, которая в свою очередь соприкасается поддерживающей платформой 4, установленной под углом α к горизонтали. Измерительная платформа 5 установлена горизонтально и соприкасается с нижним краем поддерживающей платформы 4. Измерительная платформа 5 снабжена блоком весоизмерительных датчиков 6. Кроме этого измерительная платформа снабжена дальномером 7 и микропроцессорным устройством 8. Шасси самолета 1 обозначены: переднее поз.9, заднее поз.10, которые являются измерительной и поддерживающей опорами соответственно. Угол подъема участка 2 и габариты его горизонтальной площадки 3 выбраны из условия доставки и установки самолета 1 на платформы измерительную 5 и поддерживающую 4.The device for implementing the method of determining the weight and coordinates of the center of gravity of the aircraft (Fig. 1) contains, as a continuation of the taxiway, a lift section 2, which in its upper part is in contact with the horizontal platform 3, which in turn is in contact with the supporting platform 4, installed at an angle α to horizontally. The
Способ осуществляется следующим образом: самолет 1 как объект измерения перемещают с рулежной дорожки (не показано) по участку подъема 2 на горизонтальную площадку 3, с которой самолет 1 перемещают на поддерживающую платформу 4, наклоненную под углом α к горизонтали, устанавливая, таким образом самолет 1 с расположением его продольной оси 11 под углом α к горизонтали. Затем самолет 1 перемещают вдоль его продольной оси 11 по поддерживающей платформе 4 до установки переднего шасси 9 на измерительной платформе 5 в заданной точке n1 (фиг.2) и производят первый замер давления RA1 самолета 1 на измерительную опору 9 (переднее шасси) и расстояния X1 от точки n1 до точки F на линии соприкосновения платформ друг с другом. Указанное расстояние измеряют дальномером 8. Давление RA измеряют блоком 6 весоизмерительных датчиков. Самолет 1 продолжают перемещать вдоль его продольной оси 11 до установки переднего шасси 9 в следующей точке n2 на измерительной платформе 5, после чего производят замеры давления RA2 и расстояния X2. Указанные замеры производят во всех заданных точках n3, n4, n5.The method is as follows: the plane 1 as a measurement object is moved from the taxiway (not shown) along the lift section 2 to the horizontal platform 3, from which the plane 1 is moved to the support platform 4, inclined at an angle α to the horizontal, thus setting plane 1 with the location of its longitudinal axis 11 at an angle α to the horizontal. Then, the aircraft 1 is moved along its longitudinal axis 11 along the supporting platform 4 until the
Расстояние между опорами является постоянной величиной L - это расстояние между шасси (передним и задним), α - угол наклона поддерживающей платформы (известен заранее), αi - текущий угол наклона продольной оси 11 самолета относительно горизонтали, который определяется с помощью тригонометрических функций.The distance between the supports is a constant value L is the distance between the landing gear (front and rear), α is the angle of inclination of the supporting platform (known in advance), α i is the current angle of inclination of the longitudinal axis 11 of the aircraft relative to the horizontal, which is determined using trigonometric functions.
Обработку результатов измерений осуществляют посредством микропроцессорного устройства 8.Processing the measurement results is carried out by means of a microprocessor device 8.
Приведем формулы для нахождения массы и координаты центра тяжести самолета (кинематическая схема показана на фиг.2):Here are the formulas for finding the mass and coordinates of the center of gravity of the aircraft (the kinematic diagram is shown in figure 2):
гдеWhere
RA - реакция опоры в точке A,R A - support reaction at point A,
M - масса самолета,M is the mass of the plane,
X0 - координата центра тяжести,X 0 - coordinate of the center of gravity,
L - расстояние между шасси,L is the distance between the chassis,
αi - текущий угол наклона самолета.α i - the current angle of the aircraft.
Неизвестная масса самолета М и координата центра его тяжести X0 находятся из решения данной системы по методу наименьших квадратов.The unknown mass of the aircraft M and the coordinate of its center of gravity X 0 are found from the solution of this system using the least squares method.
Преимуществом заявленного способа является то, что измерить массу и координату центра тяжести самолета можно на одних весах малой грузоподъемности. Измерения и их обработка не требуют больших временных затрат и сложных устройств по изменению положения самолета. Определение веса и координат центра тяжести груженого самолета непосредственно перед взлетом способствует повышению безопасности полетов.An advantage of the claimed method is that it is possible to measure the mass and the coordinate of the center of gravity of the aircraft on the same low-weight scales. Measurements and their processing do not require a lot of time and complex devices for changing the position of the aircraft. Determining the weight and coordinates of the center of gravity of a loaded plane immediately before take-off helps to increase flight safety.
Список использованных источниковList of sources used
1. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1969. - 734 с.1. Darkov A.V., Shpiro G.S. Strength of materials. M.: Higher School, 1969 .-- 734 p.
2. Авторское свидетельство СССР №390396, 1973 г., МКИ G01M 1/12. Способ А.А.Болотникова определения координат центра тяжести тел.2. USSR author's certificate No. 390396, 1973, MKI G01M 1/12. The method of A.A. Bolotnikov for determining the coordinates of the center of gravity of bodies
3. Решение о выдаче патента РФ от 19.09.96 г. на изобретение «Способ определения веса и координат центра тяжести тел», авторы Скрипкин А.А. и др. по заявке RU №92-015411/28/06281 от 30.12.92 г., опубликовано 19.06.95 г., МКИ G01M 1/12.3. The decision to grant a patent of the Russian Federation on September 19, 1996 for the invention “A method for determining the weight and coordinates of the center of gravity of bodies”, authors A. Skripkin and others according to the application RU No. 92-015411 / 28/06281 of 12/30/92, published on 06/19/95, MKI G01M 1/12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009122786/28A RU2397456C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009122786/28A RU2397456C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2397456C1 true RU2397456C1 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009122786/28A RU2397456C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2397456C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463567C1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-10 | Открытое акционерное общество "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | System for determining position of centre of gravity of aircraft before take-off |
CN102829721A (en) * | 2012-08-17 | 2012-12-19 | 中国航天空气动力技术研究院 | Airplane detection platform and airplane detection method |
RU2570339C1 (en) * | 2014-09-19 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | In-flight determination of aircraft gravity centre and device to this end |
CN109387329A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-26 | 南京航空航天大学 | Small drone weight center of gravity measuring device and measuring method |
CN109632062A (en) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 | Weight and gravity center measurement device and measurement method |
RU2711210C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of measuring vertical coordinate of center of gravity of object |
RU2736325C1 (en) * | 2020-05-07 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for indirect measurement of vertical coordinate of center of gravity of object |
CN112304408A (en) * | 2020-11-24 | 2021-02-02 | 贵州航天特种车有限责任公司 | Automatic measurement device for weight and gravity center of multi-model airplane |
-
2009
- 2009-06-15 RU RU2009122786/28A patent/RU2397456C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463567C1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-10 | Открытое акционерное общество "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | System for determining position of centre of gravity of aircraft before take-off |
CN102829721A (en) * | 2012-08-17 | 2012-12-19 | 中国航天空气动力技术研究院 | Airplane detection platform and airplane detection method |
CN102829721B (en) * | 2012-08-17 | 2015-02-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | Airplane detection platform and airplane detection method |
RU2570339C1 (en) * | 2014-09-19 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | In-flight determination of aircraft gravity centre and device to this end |
CN109387329A (en) * | 2018-11-14 | 2019-02-26 | 南京航空航天大学 | Small drone weight center of gravity measuring device and measuring method |
CN109387329B (en) * | 2018-11-14 | 2024-04-12 | 南京航空航天大学 | Device and method for measuring weight center of gravity of unmanned aerial vehicle |
CN109632062A (en) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 | Weight and gravity center measurement device and measurement method |
CN109632062B (en) * | 2018-12-29 | 2020-09-22 | 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 | Weight and gravity center measuring device and measuring method |
RU2711210C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of measuring vertical coordinate of center of gravity of object |
RU2736325C1 (en) * | 2020-05-07 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method for indirect measurement of vertical coordinate of center of gravity of object |
CN112304408A (en) * | 2020-11-24 | 2021-02-02 | 贵州航天特种车有限责任公司 | Automatic measurement device for weight and gravity center of multi-model airplane |
CN112304408B (en) * | 2020-11-24 | 2022-09-16 | 贵州航天特种车有限责任公司 | Automatic measurement device for weight and gravity center of multi-model airplane |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2397456C1 (en) | Method of determining weight and coordinates of centre of gravity of airplane | |
CN205642735U (en) | Center mass measuring device | |
EP3255404B1 (en) | System and method for ground vibration testing and weight and balance measurement | |
EP2594534B1 (en) | Weighing apparatus | |
US11371874B2 (en) | Method and apparatus for measuring mass based on torque equilibrium | |
KR101478760B1 (en) | Apparatus and method for measuring lift axle weight of vehicle | |
CN105092153B (en) | A kind of high-precision large-sized structural parts centroid measurement system and method | |
CN109733638A (en) | Load applying method in the case of a kind of long struts undercarriage large deformation | |
RU2458328C1 (en) | Device for determining mass and position of centre of mass of item | |
US2819612A (en) | Aircraft scale installation having adjustable platform segments | |
RU91424U1 (en) | SCALES FOR WEIGHING CARS AND TRAINS | |
US3587296A (en) | Apparatus to determine the out of balance moment of an object | |
RU100615U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE COORDINATES OF THE CENTER OF MASS AND MASS | |
RU2711210C1 (en) | Method of measuring vertical coordinate of center of gravity of object | |
RU2688575C1 (en) | Weight device for determination of take-off mass and take-off alignment of aircraft and method for determination of take-off weight and take-off alignment of aircraft (versions) | |
Zhao et al. | Vehicle centroid measurement system based on forward tilt method error analysis | |
RU2332650C1 (en) | Method of determination of body static moment | |
RU2530428C1 (en) | Method of hydraulic turbine rotor wheel balancing | |
CN109540387B (en) | Axial centroid measuring device and method based on moment balance principle | |
CN216846702U (en) | Unmanned aerial vehicle weight focus is measured and distance line adjusting device | |
CN109187184B (en) | Soil pressure test demonstration system and method | |
RU85643U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING WEIGHT AND CENTERING OF AIRCRAFT | |
RU143889U1 (en) | WEIGHING DEVICE | |
RU65216U1 (en) | DEVICE FOR WEIGHING AND CONTROL OF THE LOCATION OF THE VEHICLE CENTER OF GRAVITY | |
RU2265192C1 (en) | Weights for weighing an immobile plane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130616 |