稱重平衡系統(tǒng)在大型飛機(jī)重量重心測量上的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
對飛機(jī)重量和重心的準(zhǔn)確、實時測量非常重要，飛機(jī)自身重量的增加會改變飛機(jī)的重心，降低飛機(jī)的商載效率，嚴(yán)重時還會影響飛行安全，例如，更換波音747機(jī)身表面的油漆，會出現(xiàn)新舊油漆總重量相差上百千克的情形。重量改變可能會導(dǎo)致：
（1)實際重心偏后，飛機(jī)拉起時尾部摩擦跑道導(dǎo)致起火；
（2)實際重心偏前，飛機(jī)沖到跑道盡頭仍然拉起困難；
（3)直升機(jī)重心偏離旋翼軸心，使飛行員難以操縱飛機(jī)。
目前，國外許多型號的大型飛機(jī)像空客、波音等都采用了WBS系統(tǒng)自動測量飛機(jī)的重量重心數(shù)據(jù)。在ISO6702-1 國際標(biāo)準(zhǔn)中就有關(guān)WBS系統(tǒng)要求進(jìn)行了詳細(xì)的描述，在 ARINC737-1 國際標(biāo)準(zhǔn)中也對系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計和性能要求作了敘述。[1-2]
對于重量的測量，一般都采用了借助飛機(jī)腹下頂孔作為承力點，在頂孔與承力點之間用輪輻式傳感器作為測量部件，由液壓千斤頂提升飛機(jī)使傳感器承重的方式。這種方式測量繁瑣，不具有實時性，數(shù)字化程度低，對于重心的獲得主要是基于專門的地勤人員手工測量和手動計算。而由太原航空儀表有限公司進(jìn)行研制的WBS系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的重量測量和重心解算方法相比具有以下優(yōu)點：
（1)為大飛機(jī)實時提供適宜飛行操作的重量重心數(shù)據(jù)；
（2)在重量重心以及姿態(tài)發(fā)生變化的情況下，能夠?qū)崟r修正并顯示最新的重量重心數(shù)據(jù)；
（3)精確的重量和重心管理，能夠在重量重心超限情況下給出故障告警顯示。
WBS系統(tǒng)的發(fā)展
國外WBS系統(tǒng)于90年代初應(yīng)用在大型飛機(jī)上，主要針對飛機(jī)整體稱重，WBS系統(tǒng)采用的是應(yīng)變傳感器和壓力傳感器。
由于飛機(jī)稱重平衡系統(tǒng)可以實時確定飛機(jī)重量和重心，并嚴(yán)格控制飛機(jī)操作的安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，已經(jīng)逐漸受到大型飛機(jī)的青睞，美軍運輸機(jī)C-130飛機(jī)、波音公司777和空中客車A340等都采用了該系統(tǒng)。其中，最新的波音777使用了美國CRANE公司的稱重平衡系統(tǒng)，有效改善了飛機(jī)整體性能，提高了裝卸效率，極大地減少了維護(hù)成本。
稱重平衡系統(tǒng)基本功能組成
系統(tǒng)模塊主要包括稱重平衡計算機(jī)、傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機(jī)、起落架液壓緩沖器中壓力傳感器組（用于飛機(jī)整體稱重）[2]和貨艙地板電阻應(yīng)變式傳感器組（用于貨艙地板稱重）。系統(tǒng)的主要功能就是接收各種信號，解算并輸出顯示實時的重量重心數(shù)據(jù)，同時向飛控系統(tǒng)輸出相應(yīng)的重量重心信息，用于飛行狀態(tài)控制。
系統(tǒng)主要實現(xiàn)2部分功能，第一部分是地面情況下飛機(jī)整體的實時稱重與重心解算；第二部分是貨艙地板的實時稱重與重心解算。
稱重平衡系統(tǒng)設(shè)計原理
1 飛機(jī)地面整體重量重心測量設(shè)計原理
（1)稱重工作原理。
飛機(jī)總重量由機(jī)身下部的起落架液壓緩沖器支撐，各液壓緩沖器所承受的壓力加上飛機(jī)輪胎、剎車系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向梁的重量就是整個飛機(jī)的總重量。采用一套分別安裝于飛機(jī)各起落架液壓緩沖器上的稱重傳感器，能夠精確測量每個液壓緩沖器承受的壓力，從而實現(xiàn)飛機(jī)的準(zhǔn)確秤重。
(2) 平 衡工作原理。
平衡主要是測量飛機(jī)的重心。在地面情況下，飛機(jī)重心位置是通過各承力起落架液壓緩沖器相對于基準(zhǔn)位置的力矩之和，對比飛機(jī)總重量進(jìn)行解算的。飛機(jī)重心位置應(yīng)該控制在飛機(jī)生產(chǎn)廠要求的范圍內(nèi)，一般是以飛機(jī)MAC的百分比來表示。
(3)系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由稱重平衡計算機(jī)(WBC)、傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機(jī)(SDM)、傳感器模塊(LS)3 部分組成。重量及重心的實時顯示由傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機(jī)完成。 稱重傳感器相關(guān)文章:稱重傳感器原理
評論