RU2466360C2 - Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method - Google Patents

Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2466360C2
RU2466360C2 RU2011105554/11A RU2011105554A RU2466360C2 RU 2466360 C2 RU2466360 C2 RU 2466360C2 RU 2011105554/11 A RU2011105554/11 A RU 2011105554/11A RU 2011105554 A RU2011105554 A RU 2011105554A RU 2466360 C2 RU2466360 C2 RU 2466360C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
mass
cargo
center
value
Prior art date
Application number
RU2011105554/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011105554A (en
Inventor
Василий Васильевич Ефанов (RU)
Василий Васильевич Ефанов
Сергей Михайлович Мужичек (RU)
Сергей Михайлович Мужичек
Original Assignee
Василий Васильевич Ефанов
Сергей Михайлович Мужичек
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Васильевич Ефанов, Сергей Михайлович Мужичек filed Critical Василий Васильевич Ефанов
Priority to RU2011105554/11A priority Critical patent/RU2466360C2/en
Publication of RU2011105554A publication Critical patent/RU2011105554A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466360C2 publication Critical patent/RU2466360C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method for information support of the process of loading, monitoring the weight of aircraft before take-off involves fitting the aircraft with pressure sensors with subsequent generation of signals therein. The signals are converted to the value of the weight of the aircraft and the position of its centre of mass relative longitudinal and transverse axes. Information on the weight and the position of the centre of mass of the aircraft is displayed on a display for the crew before take-off. The current weight of the aircraft is also compared with the allowable value and a corresponding signal is output. Pressure sensors are placed on the entire cargo section of the aircraft and the average weight of the cargo and uniformity of its distribution is determined. The cargo is uniformly placed in the cargo section based on this information. The apparatus for information support of the process of loading, monitoring the weight of aircraft before take-off comprises connected pressure sensors, a processor and a display device in the crew cabin. There are also n pressure sensors which are uniformly arranged in the cargo section of the aircraft.
EFFECT: higher flight safety.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к бортовым информационно-вычислительным системам летательного аппарата.The invention relates to aircraft, in particular to on-board computer information systems of the aircraft.

Наиболее близким к изобретению является способ определения массы летательного аппарата, заключающийся в том, что размещают датчики давления непосредственно на летательном аппарате, в месте крепления стоек шасси к конструкции летательного аппарата, формируют сигналы в датчиках давления при действии на них массы летательного аппарата, преобразуют данные сигналы процессором в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно его продольной и поперечной осей, отображают на дисплее информацию экипажу о массе летательного аппарата и положении его центра масс относительно его продольной и поперечной осей перед взлетом, сравнивают текущую массу летательного аппарата с допустимым значением, выдают сигнал запрета вылета летательного аппарата, в случае если текущее значение массы летательного аппарата больше допустимого значения и положение его центра масс перед взлетом не соответствует допустимым значениям [1].Closest to the invention is a method of determining the mass of the aircraft, which consists in placing pressure sensors directly on the aircraft, in the place of attachment of the landing gear to the structure of the aircraft, generating signals in pressure sensors when exposed to the mass of the aircraft, converting these signals the processor in the numerical values of the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to its longitudinal and transverse axes, display the information of the crew about the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to its longitudinal and transverse axes before takeoff, compare the current mass of the aircraft with an acceptable value, give a signal to prevent the aircraft from flying out if the current value of the mass of the aircraft is more than the allowable value and the position of its center mass before take-off does not correspond to permissible values [1].

Наиболее близким к изобретению является устройство определения массы летательного аппарата, которое состоит из последовательно соединенных датчиков давления, процессора и отображаемого устройства в кабине экипажа, причем процессор выполнен в виде микроконтроллера, отображающее устройство в кабине экипажа выполнено в виде дисплея, датчики давления выполнены в виде пьезоэлектрических датчиков и размещены в местах крепления стоек шасси с конструкцией летательного аппарата, при этом в датчиках давления при действии на них массы летательного аппарата образуются сигналы в виде электродвижущих сил (ЭДС), которые поступают в микроконтроллер, где преобразуются в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно продольной и поперечной осей, а затем эти сигналы поступают в кабину экипажа на отображающее устройство, выполненное в виде дисплея, на котором отображается информация о массе летательного аппарата и положении его центра масс перед взлетом и запрете вылета летательного аппарата, в случае если текущее значение массы летательного аппарата больше допустимого значения и положение его центра масс перед взлетом не соответствует допустимым значениям [1].Closest to the invention is a device for determining the mass of an aircraft, which consists of series-connected pressure sensors, a processor and a displayed device in the cockpit, the processor being made in the form of a microcontroller, the displaying device in the cockpit is made in the form of a display, pressure sensors are made in the form of piezoelectric sensors and are located in the places of attachment of the landing gear with the design of the aircraft, while in the pressure sensors when exposed to the mass of the flying signals are formed in the form of electromotive forces (EMF), which are transmitted to the microcontroller, where they are converted into numerical values of the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to the longitudinal and transverse axes, and then these signals are transmitted to the cockpit to a display device made in a display on which information about the mass of the aircraft and the position of its center of mass before take-off and the prohibition of departure of the aircraft, if the current value of the mass of the aircraft is displayed of the device than the maximum value and the position of its center of mass before takeoff does not meet acceptable values [1].

Недостатками данного способа и устройства является возможность взлета летательного аппарата даже при наличии сигнала запрета вылета.The disadvantages of this method and device is the ability to take off the aircraft, even if there is a signal prohibiting departure.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности полетов летательного аппарата за счет исключения возможности перегруза и неправильного размещения груза в отсек летательного аппарата, уже на этапе загрузки груза, что является одним из дополнительных условий обеспечения полета летательного аппарата.The technical result of the invention is to increase the flight safety of the aircraft by eliminating the possibility of overload and improper placement of cargo in the aircraft compartment, already at the stage of loading the cargo, which is one of the additional conditions for ensuring the flight of the aircraft.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе информационного обеспечения процесса загрузки, контроля массы летательного аппарата перед вылетом, заключающемся в том, что размещают датчики давления непосредственно на летательном аппарате, в месте крепления стоек шасси к конструкции летательного аппарата, формируют сигналы в датчиках давления при действии на них массы летательного аппарата, преобразуют данные сигналы процессором в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно его продольной и поперечной осей, отображают на дисплее информацию экипажу о массе летательного аппарата и положении его центра масс относительно его продольной и поперечной осей перед взлетом, сравнивают текущую массу летательного аппарата с допустимым значением, выдают сигнал запрета вылета летательного аппарата, в случае если текущее значение массы летательного аппарата больше допустимого значения и положение его центра масс перед взлетом не соответствует допустимым значениям, дополнительно размещают n-датчики давлений равномерно по всей конструкции грузового отсека летательного аппарата, осуществляют загрузку груза в грузовой отсек летательного аппарата, определяют среднею массу груза в грузовом отсеке летательного аппарата, определяют равномерность размещения груза на основе сравнения отношений масс между средним и текущим значениями массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата, осуществляют равномерное размещение груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата на основе данной информации.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of information support of the loading process, controlling the mass of the aircraft before departure, which consists in placing pressure sensors directly on the aircraft, in the place of attachment of the landing gear to the structure of the aircraft, they generate signals in pressure sensors at the action of the masses of the aircraft on them, these signals are converted by the processor to the numerical values of the masses of the aircraft and the positions of its relative center of mass It is only its longitudinal and transverse axes that display information on the crew about the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to its longitudinal and transverse axes before takeoff, compare the current mass of the aircraft with an acceptable value, give a signal to prevent the aircraft from departing, if the current the mass value of the aircraft is greater than the permissible value and the position of its center of mass before takeoff does not correspond to the permissible values, n-pressure sensors are additionally placed equal to Roughly throughout the design of the cargo compartment of the aircraft, load the cargo into the cargo compartment of the aircraft, determine the average weight of the cargo in the cargo compartment of the aircraft, determine the uniformity of cargo distribution by comparing the mass ratios between the average and current values of the cargo mass at the control points of the cargo compartment of the aircraft apparatus, carry out the uniform placement of cargo at control points of the cargo compartment of the aircraft based on this information.

Заявляемый способ реализуется в устройстве информационного обеспечения процесса загрузки, контроля массы летательного аппарата перед вылетом, которое состоит из последовательно соединенных датчиков давления, процессора и отображающего устройства в кабине экипажа, причем процессор выполнен в виде микроконтроллера, отображающее устройство в кабине экипажа выполнено в виде дисплея, датчики давления выполнены в виде пьезоэлектрических датчиков и размещены в местах крепления стоек шасси с конструкцией летательного аппарата, при этом в датчиках давления при действии на них массы летательного аппарата образуются сигналы в виде электродвижущих сил (ЭДС), которые поступают в микроконтроллер, где преобразуются в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно продольной и поперечной осей, а затем эти сигналы поступают в кабину экипажа на отображающее устройство, выполненное в виде дисплея, на котором отображается информация о массе летательного аппарата и положении его центра масс перед взлетом, а также выдаче сигнала запрета вылета в случае, если текущее значения массы летательного аппарата больше допустимого значения и положение его центра масс перед взлетом не соответствует допустимым значениям, дополнительно вводятся n-датчики давления, выходы которых соединены с входами микроконтроллера, при этом датчики давления размещены равномерно по грузовому отсеку летательного аппарата, кроме того, микроконтроллер дополнительно определяет среднюю массу груза и отношений масс между средним и текущим значениями груза в отдельных точках конструкции летательного аппарата, осуществляют на основе анализа данных отношений равномерное размещение груза в грузовом отсеке летательного аппарата.The inventive method is implemented in a device for providing information about the loading process, mass control of the aircraft before departure, which consists of series-connected pressure sensors, a processor and a display device in the cockpit, the processor being made as a microcontroller, the display device in the cockpit is made in the form of a display, pressure sensors are made in the form of piezoelectric sensors and are located in the places of attachment of the landing gear with the design of the aircraft, while pressure sensors when the mass of the aircraft acts on them, signals are generated in the form of electromotive forces (EMF), which are transmitted to the microcontroller, where they are converted into numerical values of the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to the longitudinal and transverse axes, and then these signals enter the cockpit crew to a display device, made in the form of a display, which displays information about the mass of the aircraft and the position of its center of mass before take-off, as well as the issuance of a prohibition signal after and if the current mass value of the aircraft is greater than the permissible value and the position of its center of mass before take-off does not correspond to the permissible values, n-pressure sensors are additionally introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the microcontroller, while the pressure sensors are placed uniformly along the cargo compartment of the aircraft in addition, the microcontroller additionally determines the average mass of the load and the mass relations between the average and current values of the load at individual points in the design of the aircraft ata, carried out on the basis of the analysis of even distribution of the goods of this relationship in the cargo hold of the aircraft.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, являются:New features that have significant differences in the method are:

1. Размещают n-датчики давлений равномерно по всей конструкции грузового отсека летательного аппарата.1. Place n-pressure sensors evenly throughout the design of the cargo compartment of the aircraft.

2. Осуществляют загрузку груза в грузовой отсек летательного аппарата.2. Load the cargo into the cargo compartment of the aircraft.

3. Определяют среднюю массу груза в грузовом отсеке летательного аппарата.3. Determine the average mass of the cargo in the cargo compartment of the aircraft.

4. Определяют равномерность размещения груза на основе сравнения отношений масс между средним и текущим значениями массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата.4. Determine the uniformity of cargo distribution based on a comparison of the mass ratios between the average and current values of the cargo mass at the control points of the cargo compartment of the aircraft.

5. Осуществляют равномерное размещение груза в грузовом отсеке летательного аппарата.5. Carry out uniform distribution of cargo in the cargo compartment of the aircraft.

Новыми элементами, обладающими существенными отличиями по устройству, являются: n-датчики давлений, и, кроме того, дополнительно микроконтроллер определяет среднюю массу груза и отношений масс между средним и текущим значениями груза в отдельных точках конструкции летательного аппарата и связи между известными и новыми элементами.New elements that have significant differences in the device are: n-pressure sensors, and, in addition, the microcontroller additionally determines the average mass of the load and the mass ratios between the average and current values of the load at individual points of the aircraft structure and the relationship between known and new elements.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема действия сил на летательный аппарат при его нахождении на земле. На фиг.2 - структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа. Летательный аппарат (фиг.1) имеет силу тяжести G, приложенную в его центре масс (Ц.М.). Центр масс располагается внутри фюзеляжа 1. Снизу к фюзеляжу крепятся стойки шасси: основные стойки 2 и 3 и передняя стойка 4. Сила тяжести G уравновешивается реакциями от земли, действующими на основные стойки Nгл и переднюю стойку Nпер. Реакция на основные стойки состоит из двух составляющих: действующих на левую основную стойку Nгл.л и на правую основную стоику Nгл.пр. Figure 1 presents a diagram of the action of forces on an aircraft when it is on the ground. Figure 2 - structural diagram of a device for implementing the proposed method. The aircraft (Fig. 1) has gravity G applied at its center of mass (CM). The center of mass is located inside the fuselage 1. From the bottom to the fuselage are the landing gear: the main struts 2 and 3 and the front strut 4. Gravity G is balanced by the ground responses acting on the main struts N hl and the front strut N lane . The reaction to the main pillars consists of two components: acting on the left main pillar N hl and on the right main stoic N hl.

На каждой стойке шасси, между фюзеляжем и стойкой, установлены датчики давления 5, 6 и 7, например пьезоэлектрические датчики. При давлении на них они вырабатывают сигналы Сгл.л, Сгл.пр и Спер соответственно с датчиков на главной левой, на главной правой и на передней стойках в виде напряжения (ЭДС). База шасси (расстояние между осями колес главных стоек и осью переднего колеса) обозначена через L. Расстояние от центра масс до осей колес основных стоек обозначена через l1, а до оси переднего колеса - через l2. Ширина колеи (расстояние между осями главных стоек) обозначена через «а» (вид А, фиг.1). Расстояние от центра масс до оси главной левой стойки обозначено через «a1», а до оси главной правой стойки - через «а2».On each landing gear, between the fuselage and the strut, pressure sensors 5, 6 and 7 are installed, for example piezoelectric sensors. When pressure is applied to them, they generate signals C gl. L , C gl.pr and C per, respectively, from the sensors on the main left, on the main right and on the front struts in the form of voltage (EMF). The chassis base (the distance between the axles of the wheels of the main struts and the axis of the front wheel) is indicated by L. The distance from the center of mass to the axles of the wheels of the main struts is indicated by l 1 , and to the axis of the front wheel by l 2 . The gauge (the distance between the axes of the main struts) is indicated by "a" (type A, figure 1). The distance from the center of mass to the axis of the main left pillar is indicated by "a 1 ", and to the axis of the main right pillar - by "a 2 ".

На фиг.2 датчики давления 5, 6 и 7 обозначены через Дгл.пр, Дгл.л и Дпер соответственно датчики на главной правой, на главной левой и передней стойках, с которых поступают сигналы соответственно Сгл.пр, Сгл.л и Спер. В структурную схему также входит микроконтроллер 8 и дисплей 9 в кабине летчика.In figure 2, pressure sensors 5, 6 and 7 are denoted by D gl.pr , D gl.l and D lane, respectively, sensors on the main right, on the main left and front pillars, from which signals come from respectively C gl.pr , C gl .l and S per . The microcontroller 8 and display 9 in the cockpit also enter the structural diagram.

Определение правильности загрузки груза осуществляется следующим образом.Determining the correct loading of the cargo is as follows.

Равномерно размещают n-датчики давлений по всей конструкции грузового отсека летательного аппарата, осуществляют загрузку груза в грузовой отсек летательного аппарата, определяют среднюю массу груза в грузовом отсеке летательного аппарата, определяют равномерность размещения груза на основе сравнения отношений масс между средним и текущим значениями массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата, осуществляют с учетом данной информации равномерное размещения груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата.The n-pressure sensors are evenly placed throughout the design of the cargo compartment of the aircraft, load the cargo into the cargo compartment of the aircraft, determine the average weight of the cargo in the cargo compartment of the aircraft, determine the uniformity of cargo distribution based on a comparison of the mass ratios between the average and current values of the cargo mass in control points of the cargo compartment of the aircraft, taking into account this information, uniformly place the cargo at the control points of the cargo compartment of years body apparatus.

Определение массы летательного аппарата и положения его центра масс осуществляется следующим образом.Determination of the mass of the aircraft and the position of its center of mass is as follows.

На земле, когда летательный аппарат не движется, суммы проекций всех сил на каждую из координатных осей и суммы их моментов относительно этих осей равны нулю [3]. Проекции сил, действующих на летательный аппарат, будут только на ось «У». На остальные оси эти проекции будут равны нулю.On the ground, when the aircraft does not move, the sum of the projections of all the forces on each of the coordinate axes and the sum of their moments relative to these axes are zero [3]. The projections of the forces acting on the aircraft will only be on the "U" axis. On the remaining axes, these projections will be equal to zero.

При этом сумма проекций сил на ось «У» будет равна следующему выражению:In this case, the sum of the projections of the forces on the "Y" axis will be equal to the following expression:

ΣFiy=0. Nгл+Nпер-G=0;ΣF iy = 0. N hl + N per -G = 0;

Nгл=Nгл.л+Nгл.пр.N hl = N hl + N hl

Тогда: Nгл.л+Nгл.пр+Nпер-G=0.Then: N gl.l + N gl.pr + N per -G = 0.

Или:

Figure 00000001
Or:
Figure 00000001

По этому уравнению определяется масса летательного аппарата G.This equation determines the mass of the aircraft G.

Моменты будут действовать только относительно осей «X» и «Z», а относительно оси «У» они будут равны нулю.The moments will act only relative to the axes "X" and "Z", and relative to the axis "U" they will be equal to zero.

При этом сумма моментов относительно оси «X» определяется следующим образом.Moreover, the sum of the moments relative to the axis "X" is determined as follows.

Σmx=0; -Nгл.л·а1+Nгл.пр.·а2=0Σm x = 0; -N hl; a 1 + N hl A 2 = 0

Отсюда

Figure 00000002
From here
Figure 00000002

Расстояние «а» известно (колея шасси).The distance “a” is known (track gauge).

Тогда: a2=a-a1.Then: a 2 = aa 1 .

Подставляем в (2) и получаем:Substitute in (2) and get:

Nгл.пр(a-a1)=Nгл.л·a1.N gl.pr (aa 1 ) = N gl.l · a 1 .

Или Nгл.пр·а-Nгл.пр·а1=Nгл.л·а1.Or N gl.pr · a-N gl.pr · a 1 = N gl.l · a 1 .

Или Nгл.пр·a=a1(Nгл.пр+Nгл.л).Or N hl.pr · a = a 1 (N hl.pr + N hl ).

Или Nгл.пр·а=а1·Nгл.Or N gl.pr · a = a 1 · N gl .

Отсюда

Figure 00000003
From here
Figure 00000003

Т.е. положение центра масс в поперечном направлении определяется формулой (3).Those. the position of the center of mass in the transverse direction is determined by the formula (3).

При этом сумма моментов относительно оси «Z» определяется следующим образом.In this case, the sum of the moments relative to the axis "Z" is determined as follows.

Σmz=0. -Nгл·l1+Nпер·l2=0;Σm z = 0. -N gl · l 1 + N per · l 2 = 0;

Отсюда

Figure 00000004
From here
Figure 00000004

База шасси L известна. Тогда l2=L-l1.The chassis base L is known. Then l 2 = Ll 1 .

Подставляем в (4) и получаем:Substitute in (4) and get:

Nпер(L-l1)=Nгл·l1.N lane (Ll 1 ) = N hl l 1 .

Или Nпер·L-Nпер·l1=Nгл·l1.Or N lane · LN lane · l 1 = N hl · l 1 .

Или Nпер·L=l1(Nпер+Nгл).Or N per · L = l 1 (N per + N hl ).

Отсюда

Figure 00000005
From here
Figure 00000005

Уравнение (5) определяет положение центра масс летательного аппарата в продольном направлении.Equation (5) determines the position of the center of mass of the aircraft in the longitudinal direction.

Таким образом, используя уравнение (1), определяется масса летательного аппарата М (сила тяжести G). Значения реакций Nгл.л, Nгл.пр и Nпер определяются по величинам сигналов (ЭДС) Сгл.л, Сгл.пр и Спер с датчиков давлений 5, 6 и 7. Эта масса должна быть меньше или равной ее предельному значению Мпред (Gпред), т.е. М≤Мпред (G≤Gпред). Или Nгл.л+Nгл.пр+Nпер≤Gпред. Значение Gпред для каждого летательного аппарата известно.Thus, using equation (1), the mass of the aircraft M (gravity G) is determined. The values of the reactions N hl , N hl.pr and N lane are determined by the values of the signals (EMF) C hl , C hl.pr and C lane from pressure sensors 5, 6 and 7. This mass should be less than or equal to the limiting value of M before (G before ), i.e. M≤M before (G≤G before ). Or N hl.l + N hl.pr + N lane ≤G prev . The G pre value for each aircraft is known.

По уравнению (5) определяется положение центра масс вдоль продольной оси летательного аппарата. Величина l1 должна быть меньше L, т.е. l1<L. Если положение центра масс выходит за пределы базы шасси, то нарушается продольная устойчивость при разбеге.Equation (5) determines the position of the center of mass along the longitudinal axis of the aircraft. The value of l 1 must be less than L, i.e. l 1 <L. If the position of the center of mass extends beyond the base of the chassis, then longitudinal stability is violated during take-off.

По уравнению (3) определяется положение центра масс в поперечном направлении. Желательно, чтобы значение «a1» было близко к половине величины «а», т.е.

Figure 00000006
- иначе появляется крен.Equation (3) determines the position of the center of mass in the transverse direction. It is desirable that the value of "a 1 " be close to half the value of "a", i.e.
Figure 00000006
- otherwise a roll appears.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

С датчиков давления 5, 6 и 7 (Дгл.пр, Дгл.л, Дпер) снимаются сигналы (ЭДС) Сгл.пр, Сгл.л и Спер, (фиг.2), пропорциональные усилиям, действующим на эти датчики (пропорционально Nгл.пр, Nгл.л и Nпер), которые пропорциональны массе летательного аппарата (его силе тяжести), которые поступают на микроконтроллер 8.From the pressure sensors 5, 6 and 7 (D gl.pr , D gl.l , D per ) signals are taken (EMF) from gl.pr , C gl.l and C per (Fig. 2), proportional to the forces acting to these sensors (in proportion to N gl.pr , N gl.l and N per ), which are proportional to the mass of the aircraft (its gravity), which are fed to the microcontroller 8.

Микроконтроллер 8 осуществляет функционирование в соответствии с алгоритмом, заключающимся в:The microcontroller 8 operates in accordance with the algorithm, which consists in:

1) преобразовании сигналов Сгл.пр, Сгл.л, Спер соответственно в массу m1, m2, m3;1) the conversion of signals C gl.pr , C gl.l , C lane, respectively, into mass m 1 , m 2 , m 3 ;

2) определении массы летательного аппарата в соответствии с выражением М=m1+m2+m3+mш, где mш - масса всех стоек шасси;2) determining the mass of the aircraft in accordance with the expression M = m 1 + m 2 + m 3 + m w , where m w is the mass of all landing gear;

3) определении средней массы загрузочного отсека летательного аппарата, после загрузки груза в виде выражения

Figure 00000007
, где mсp - среднее значение массы груза, m1, m2, m3,…mn, значение массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата;3) determining the average mass of the loading compartment of the aircraft, after loading the cargo in the form of an expression
Figure 00000007
where m cp is the average value of the mass of the cargo, m 1 , m 2 , m 3 , ... m n , the value of the mass of the cargo at the control points of the cargo compartment of the aircraft;

4) определении равномерности размещения груза на основе сравнения отношения масс между средним и текущим значениями в каждой контрольной точке грузового отсека летательного аппарата в соответствии с выражением mср. - m1, mср. - m2, mср. - m3,…mср. - mn;4) determining the uniformity of cargo distribution by comparing the mass ratio between the average and current values at each control point of the cargo compartment of the aircraft in accordance with the expression m cf. - m 1 , m cf. - m 2 , m cf. - m 3 , ... m cf. - m n ;

5) сравнении данных отношений с заданным опорным значением;5) comparison of these relations with a given reference value;

6) выдаче информации о неравномерном размещении груза в каждой контрольной точки грузового отсека летательного аппарата, в случае если данное отношение больше или меньше относительно заданного значения;6) the issuance of information on the uneven distribution of cargo at each control point of the cargo compartment of the aircraft, if this ratio is more or less relative to a given value;

7) осуществлении равномерного размещения груза в грузовом отсеке летательного аппарата;7) the implementation of the uniform placement of cargo in the cargo compartment of the aircraft;

8) формировании сигнала «Масса летательного аппарата М» и передаче его на дисплей 9, находящийся в кабине экипажа. Если М>М допустимое, то вылетать с такой массой запрещается. На дисплее загорается красный сигнал - вылет запрещается;8) the formation of the signal "Mass of the aircraft M" and transmitting it to the display 9, located in the cockpit. If M> M is permissible, then it is forbidden to fly out with such a mass. The red signal lights up on the display - departure is prohibited;

9) преобразовании формулы

Figure 00000008
в следующий вид:
Figure 00000009
9) formula conversion
Figure 00000008
in the following form:
Figure 00000009

10) формировании сигнала «Центр масс l1» и передача его на дисплей 9;10) the formation of the signal "Center of mass l 1 " and its transmission to the display 9;

11) анализе значений сигнала «Центр масс l1», при этом если l1<L, то на дисплее высвечивается значение l1, например, зеленым цветом. Самое благоприятное значение

Figure 00000010
с точки зрения продольной устойчивости летательного аппарата на разбеге (и пробеге, если посадка с грузом), т.е. l1≃0,5L, если l1 близка к 0,1 L и менее или к 0,9 L и более, то следует экипажу обратить особое внимание на возможность вылета с таким расположением центра масс или повышенное внимание на управление на этих режимах, если l1≤0·L или l1>L, то вылет с таким расположением центра масс невозможен: очень велика вероятность катастрофы. На дисплее загорается красный сигнал - вылет запрещен;11) analysis of the values of the signal "Center of mass l 1 ", while if l 1 <L, then the value l 1 is displayed, for example, in green. Most favorable value
Figure 00000010
from the point of view of the longitudinal stability of the aircraft on take-off run (and mileage if landing with a load), i.e. l 1 ≃0.5L, if l 1 is close to 0.1 L or less or 0.9 L or more, then the crew should pay special attention to the possibility of a departure with this arrangement of the center of mass or increased attention to control in these modes, if l 1 ≤0 · L or l 1 > L, then departure with such an arrangement of the center of mass is impossible: the probability of a catastrophe is very high. The red signal lights up on the display - departure is prohibited;

12) преобразовании формулы

Figure 00000011
в следующий вид:12) formula conversion
Figure 00000011
in the following form:

Figure 00000012
Figure 00000012

13) формировании сигнала «Центр масс a1» и передаче его на дисплей 9;13) the formation of the signal "Center of mass a 1 " and transmitting it to display 9;

14) анализе значений сигнала «Центр масс a1, при этом если

Figure 00000013
то центр масс находится в плоскости продольной оси летательного аппарата и крена в этом случае не будет при отрыве летательного аппарата от земли, если 0,5a<a1<0,5a, то летчик должен быть готов парировать крен при отрыве летательного аппарата от земли, если a1<0·a или a1>a, то вылет с таким расположением центра масс запрещается и на дисплее загорается красный сигнал - вылет запрещается.14) analysis of the values of the signal "Center of mass a 1 , while if
Figure 00000013
then the center of mass is in the plane of the longitudinal axis of the aircraft and in this case there will be no roll when the aircraft is off the ground, if 0.5a <a 1 <0.5a, then the pilot should be ready to fend off the roll when the aircraft is off the ground, if a 1 <0 · a or a 1 > a, then a departure with such an arrangement of the center of mass is prohibited and a red signal lights up on the display - departure is prohibited.

Таким образом, в соответствии с данным алгоритмом предварительно осуществляется контроль загрузки груза в летательный аппарат, а в момент вылета летчик нажимает на дисплее соответствующую кнопку, чтобы узнать массу летательного аппарата и расположение его центра масс, при этом если М>m допустимое, l1≤0·L или l1≥L, a1<0·a или a1>a, то на дисплее загорается красный сигнал. В остальных случаях значения этих величин высвечиваются зеленым цветом.Thus, in accordance with this algorithm, the load loading into the aircraft is preliminarily controlled, and at the time of departure, the pilot presses the corresponding button on the display to find out the mass of the aircraft and the location of its center of mass, while if M> m is permissible, l 1 ≤ 0 · L or l 1 ≥L, a 1 <0 · a or a 1 > a, the red signal lights up on the display. In other cases, the values of these values are highlighted in green.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2400405 от 27.09.2010 г.1. RF patent No. 2400405 from 09/27/2010

3. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. - М.: Наука, 1970. - С.117.3. Targ S.M. Short course of theoretical mechanics. - M .: Nauka, 1970 .-- P.117.

4. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. - М.: Наука, 1989. - С.42, 51-53.4. Yavorsky B.M., Seleznev Yu.A. A reference guide to physics for applicants to universities and for self-education. - M .: Nauka, 1989 .-- S. 42, 51-53.

Claims (4)

1. Способ информационного обеспечения процесса загрузки, контроля массы летательного аппарата перед вылетом, заключающийся в размещении датчиков давления, непосредственно на летательном аппарате, в месте крепления стоек шасси к конструкции летательного аппарата, формировании в датчиках давления, при действии на них массы летательного аппарата, сигналов преобразования в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно продольной и поперечной осей процессором, отображении информации экипажу о массе летательного аппарата и положении его центра масс относительно продольной и поперечной осей перед взлетом на дисплее, сравнение текущей массы летательного аппарата с допустимым значением, выдачи сигнала запрета вылета летательного аппарата в случае, если текущее значение массы летательного аппарата и положение его центра масс перед взлетом больше допустимого значения, отличающийся тем, что дополнительно равномерно размещают n-датчики давлений по всей конструкции грузового отсека летательного аппарата, осуществляют загрузку груза в грузовой отсек летательного аппарата, определяют среднюю массу груза в грузовом отсеке летательного аппарата, определяют равномерность размещения груза на основе сравнения отношений масс между средним и текущим значениями массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата, осуществляют с учетом данной информации равномерное размещение груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата.1. The method of information support of the loading process, control of the mass of the aircraft before departure, which consists in placing pressure sensors directly on the aircraft, in the place of attachment of the landing gear to the structure of the aircraft, the formation of pressure sensors, when exposed to the mass of the aircraft, signals conversion into numerical values of the mass of the aircraft and the position of its center of mass relative to the longitudinal and transverse axes by the processor, displaying information to the crew about of the aircraft and the position of its center of mass relative to the longitudinal and transverse axes before take-off on the display, comparing the current mass of the aircraft with an acceptable value, issuing a prohibition signal for the flight of the aircraft in case the current value of the mass of the aircraft and the position of its center of mass before take-off is greater permissible value, characterized in that n-pressure sensors are additionally evenly placed throughout the entire structure of the cargo compartment of the aircraft, load is carried out and in the cargo compartment of the aircraft, determine the average weight of the cargo in the cargo compartment of the aircraft, determine the uniformity of the load based on a comparison of the mass ratios between the average and current values of the mass of the cargo at the control points of the cargo compartment of the aircraft, carry out, taking into account this information, the uniform distribution of cargo in control points of the cargo compartment of the aircraft. 2. Устройство информационного обеспечения процесса загрузки, контроля массы летательного аппарата перед вылетом, содержащее последовательно соединенные датчики давления, процессор и отображающее устройство в кабине экипажа, причем процессор выполнен в виде микроконтроллера, отображающее устройство в кабине экипажа выполнено в виде дисплея, датчики давления выполнены в виде пьезоэлектрических датчиков и размещены в местах крепления стоек шасси с конструкцией летательного аппарата, при этом в датчиках давления, при действии на них массы летательного аппарата, образуются сигналы в виде электродвижущих сил (ЭДС), которые поступают в микроконтроллер, где преобразуются в численные величины массы летательного аппарата и положения его центра масс относительно продольной и поперечной осей, а затем эти сигналы поступают в кабину экипажа на отображающее устройство, выполненное в виде дисплея, на котором отображается информация о массе летательного аппарата, положение его центра масс перед взлетом и запрет вылета, в случае, если текущее значение массы летательного аппарата больше допустимого значения и положение его центра масс перед взлетом не соответствует допустимым значениям, отличающееся тем, что дополнительно вводятся n-датчики давления, выходы которых соединены с входами микроконтроллера, при этом n-датчики давлений размещены равномерно по грузовому отсеку летательного аппарата, микроконтроллер дополнительно определяет среднюю массу груза и отношения масс между средним и текущим значениями груза в отдельных точках конструкции летательного аппарата, на основе анализа данных отношений осуществляют равномерное размещение груза в грузовом отсеке летательного аппарата.2. A device for providing information about the loading process, control of the mass of the aircraft before departure, containing series-connected pressure sensors, a processor and a display device in the cockpit, the processor being a microcontroller, the display device in the cockpit is made in the form of a display, pressure sensors are in the form of piezoelectric sensors and are located in the places of attachment of the landing gear with the design of the aircraft, while in the pressure sensors, when exposed to The aircraft’s signals are generated in the form of electromotive forces (EMF), which are transmitted to the microcontroller, where they are converted into numerical values of the aircraft’s mass and the position of its center of mass relative to the longitudinal and transverse axes, and then these signals are transmitted to the crew cabin to the display device, made in the form of a display that displays information about the mass of the aircraft, the position of its center of mass before takeoff and the prohibition of departure, if the current value of the mass of the aircraft b is more than the permissible value and the position of its center of mass before takeoff does not correspond to the permissible values, characterized in that n-pressure sensors are additionally introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the microcontroller, while the n-pressure sensors are placed uniformly along the cargo compartment of the aircraft, the microcontroller additionally determines the average mass of the cargo and the mass ratio between the average and current values of the cargo at individual points in the design of the aircraft, based on the analysis of these relations, I carry out even distribution of the load in the cargo hold of the aircraft. 3. Устройство информационного обеспечения процесса загрузки летательного аппарата по п.2, отличающееся тем, что алгоритм функционирования микроконтроллера заключается в преобразовании сигналов с выходов датчиков давления Сгл.пр, Сгл.л, Спер микроконтроллером в сигналы m1, m2, m3 соответственно, определение массы летательного аппарата, положение центра масс относительно продольной и поперечной осей летательного аппарата, определение массы летательного аппарата осуществляется на основе суммирования всех значений масс М=m1+m2+m3+mш, где mш - масса всех стоек шасси, формирование сигнала «Масса летательного аппарата М» и выдачи его на дисплей, находящийся в кабине экипажа, сравнение текущей массы летательного аппарата с допустимым значением, выдачи сигнала запрета вылета при М>М допустимое, определение координаты центра массы вдоль продольной оси летательного аппарата в соответствии с выражением:
Figure 00000014
где L - база шасси летательного аппарата, формирование сигнала «Центр масс l1» и выдачи его на дисплей, находящийся в кабине экипажа, сравнение полученного значения со значением L, выдачи рекомендаций экипажу о возможности взлета при условии, если положение центра масс вдоль продольной оси меньше базы шасси летательного аппарата l1<L, при этом положение центра масс летательного аппарата является оптимальным в случае
Figure 00000015
, на дисплее высвечивается зеленым цветом значение l1, если l1 близка к 0,1 L и менее или к 0,9 L и более, то экипажу следует обратить особое внимание на возможность вылета с таким расположением центра масс или повышенное внимание на управление на этих режимах, выдачи рекомендаций летчику вылет запрещен, если l1≤0 или l1>1, на дисплее загорается красный цвет, определение координат центра массы вдоль поперечной оси летательного аппарата в соответствии с выражением:
Figure 00000016
где а - колея шасси летательного аппарата, формирование сигнала «Центр масс а1» и выдачи его на дисплей, находящийся в кабине экипажа, сравнение полученной координаты со значением а, выдачи рекомендаций летчику о возможности взлета при условии a1<a, и на дисплее высвечивается значение a1, зеленым цветом, при этом значение положения центра масс вдоль поперечной оси является наиболее оптимальным при условии
Figure 00000017
если 0,5a<a1<0,5a, то летчик должен быть готов парировать крен при отрыве летательного аппарата от земли, выдачи рекомендаций летчику о невозможности взлета, если a1<0·a или a1>a, и на дисплее загорается красный цвет.
3. The information support device for the aircraft loading process according to claim 2, characterized in that the microcontroller functioning algorithm consists in converting the signals from the outputs of the pressure sensors C gl.pr , C gl.l , C per microcontroller into signals m 1 , m 2 , m 3, respectively, determination of the mass of the aircraft, the position of the center of mass relative to the longitudinal and transverse axes of the aircraft, the determination of the mass of the aircraft is based on the summation of all mass values of M = m 1 + m 2 + m 3 + m w, i e m w - weight of the landing gear, the formation of the signal "Mass aircraft M" and output it to the display located in the cockpit, a comparison of said current weight of the aircraft with the allowable value, outputting a signal emission prohibition when M> M allowable, determination of the center coordinates masses along the longitudinal axis of the aircraft in accordance with the expression:
Figure 00000014
where L is the base of the aircraft chassis, generating the signal “Center of mass l 1 ” and issuing it to a display located in the cockpit, comparing the obtained value with the value of L, issuing recommendations to the crew about the possibility of take-off, provided that the position of the center of mass along the longitudinal axis less than the base of the chassis of the aircraft l 1 <L, while the position of the center of mass of the aircraft is optimal in the case of
Figure 00000015
, the value l 1 is displayed on the green color, if l 1 is close to 0.1 L or less or 0.9 L or more, the crew should pay special attention to the possibility of a departure with such an arrangement of the center of mass or increased attention to control on In these modes, issuing recommendations to the pilot, flight is prohibited if l 1 ≤0 or l 1 > 1, the red color lights up on the display, determining the coordinates of the center of mass along the transverse axis of the aircraft in accordance with the expression:
Figure 00000016
where a is the track of the aircraft chassis, the formation of the signal “Center of mass a 1 ” and its output to the display located in the cockpit, comparison of the obtained coordinate with the value of a, issuing recommendations to the pilot about the possibility of take-off provided a 1 <a, and on the display the value a 1 is displayed in green, while the value of the position of the center of mass along the transverse axis is the most optimal under the condition
Figure 00000017
if 0,5a <a 1 <0,5a, the pilot must be prepared to block a roll in the separation of the aircraft from pilot zemli, issuing recommendations on impossibility vzleta, <0·a if a 1 or a 1> a, and illuminates the display Red color.
4. Устройство информационного обеспечения процесса загрузки летательного аппарата по п.3, отличающееся тем, что микроконтроллер дополнительно в соответствии с алгоритмом функционирования определяет среднюю массу загрузочного отсека летательного аппарата, после загрузки груза в виде выражения:
Figure 00000018
где mср - среднее значение массы груза m1, m2, m3,…mn, значение массы груза в контрольных точках грузового отсека летательного аппарата, определяет отношения масс между средним и текущими значениями в каждой контрольной точке грузового отсека летательного аппарата в соответствии с выражением mср - m1, mср - m2, mср - m3,…mср - mn, сравнение данных отношений с заданным значением, выдачу информации о неравномерном размещении груза в каждой контрольной точке грузового отсека летательного аппарата, в случае если данное отношение больше или меньше относительно заданного значения.
4. The information support device for the aircraft loading process according to claim 3, characterized in that the microcontroller additionally, in accordance with the functioning algorithm, determines the average mass of the aircraft loading compartment after loading the load in the form of the expression:
Figure 00000018
where m cf is the average value of the mass of cargo m 1 , m 2 , m 3 , ... m n , the value of the mass of cargo at the control points of the cargo compartment of the aircraft determines the mass ratio between the average and current values at each control point of the cargo compartment of the aircraft in accordance with the expression m cf - m 1 , m cf - m 2 , m cf - m 3 , ... m cf - m n , comparison of these relations with a given value, the issuance of information about the uneven distribution of cargo at each control point of the cargo compartment of the aircraft, in if this ratio is greater or less relative to the set value.
RU2011105554/11A 2011-02-14 2011-02-14 Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method RU2466360C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105554/11A RU2466360C2 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105554/11A RU2466360C2 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011105554A RU2011105554A (en) 2012-08-20
RU2466360C2 true RU2466360C2 (en) 2012-11-10

Family

ID=46936313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011105554/11A RU2466360C2 (en) 2011-02-14 2011-02-14 Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466360C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545156C1 (en) * 2014-06-09 2015-03-27 Сергей Михайлович Мужичек Method of automatic pre-flight control of aircraft

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104390687A (en) * 2014-11-26 2015-03-04 江西洪都航空工业集团有限责任公司 Intelligent tester for weight and center of gravity of aircraft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4225926A (en) * 1978-01-18 1980-09-30 Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gmbh Apparatus for loading and unloading an aircraft and ascertaining the weight of the load
RU11885U1 (en) * 1999-04-20 1999-11-16 Закрытое акционерное общество "Гефест и Т" FLIGHT DATA PREPARATION SYSTEM
RU2400405C1 (en) * 2009-06-15 2010-09-27 Геннадий Алексеевич Копылов Method of determining aircraft weight, position of its centre of weight and device to this end
RU100615U1 (en) * 2010-03-09 2010-12-20 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Мера-ТСП" DEVICE FOR DETERMINING THE COORDINATES OF THE CENTER OF MASS AND MASS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4225926A (en) * 1978-01-18 1980-09-30 Messerschmitt-Bolkow-Blohm Gmbh Apparatus for loading and unloading an aircraft and ascertaining the weight of the load
RU11885U1 (en) * 1999-04-20 1999-11-16 Закрытое акционерное общество "Гефест и Т" FLIGHT DATA PREPARATION SYSTEM
RU2400405C1 (en) * 2009-06-15 2010-09-27 Геннадий Алексеевич Копылов Method of determining aircraft weight, position of its centre of weight and device to this end
RU100615U1 (en) * 2010-03-09 2010-12-20 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Мера-ТСП" DEVICE FOR DETERMINING THE COORDINATES OF THE CENTER OF MASS AND MASS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545156C1 (en) * 2014-06-09 2015-03-27 Сергей Михайлович Мужичек Method of automatic pre-flight control of aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011105554A (en) 2012-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4463428A (en) Aircraft weight and center of gravity cockpit readout system
US3701279A (en) Aircraft weight and center of gravity indicator system
US10151661B2 (en) System for monitoring the weight and center of gravity of a vehicle
US9738396B2 (en) Vehicle occupant sensor system and method
RU2400405C1 (en) Method of determining aircraft weight, position of its centre of weight and device to this end
JP2017202820A (en) On-board structural load assessment of aircraft during flight events
US20100063718A1 (en) Aircraft center of gravity automatic calculating system
US9759577B2 (en) Energy resource geographical overlay
US11047728B2 (en) Aircraft passenger luggage bin load weight and balance system
RU2466360C2 (en) Method for information support of process of loading, monitoring weight of aircraft before take-off and apparatus for realising said method
EP1836465A1 (en) Device and method for controlling the loading and/or unloading process of an aeroplane
DE3043055A1 (en) WEIGHT MEASUREMENT AND BALANCING AND TIRE PRESSURE DETECTION SYSTEMS
WO2013050505A2 (en) Method and system
US20100204909A1 (en) Method for Aiding the Taxiing of an Aircraft
US11001392B1 (en) System of hardware and software for determining the weight and center of gravity location of an airplane or other vehicles, like a forklift, truck, and maritime vessel
CN110967145A (en) Method and device for detecting gravity center state of airplane in real time
RU2465558C1 (en) Apparatus for determining aircraft mass
Boyd Occupant injury and fatality in general aviation aircraft for which dynamic crash testing is certification-mandated
EP3808655B1 (en) Useful payload monitoring system, aircraft and method
RU2422782C1 (en) Method of vehicle loading and vehicle weighing device
Abd Razak et al. REDESIGNING THE SUKHOI-30MKM AIRCRAFT ELECTROSTATIC DISCHARGER
RU2494922C1 (en) Method of control over freight aircraft wing retraction mechanisation
Roelen et al. An analysis of the safety performance of air cargo operators
DE212022000130U1 (en) Dynamic onboard system for automatically measuring the mass and balance, pitch, yaw, roll and equilibrium displacement of an aircraft on earth and in space
Horian Preliminary design of a cargo short-haul aircraft