发明名称 轰运类飞机燃油量测量油箱变形修正方法
摘要 本发明属于飞机燃油量测量技术,涉及一种轰运类飞机燃油量测量油箱变形修正方法。基于一个包括飞机燃油质量特性数据库和油箱液位传感器的机载燃油量测量解算系统,修正的步骤是:建立飞机燃油量测量油箱变形修正曲线;进行燃油量测量修正。本发明提高了轰运类飞机燃油量测量的精度,满足了现代轰运类飞机高精度燃油量测量的需要。
申请公布号 CN102289584A 申请公布日期 2011.12.21
申请号 CN201110232594.5 申请日期 2011.08.15
申请人 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 发明人 杨朋涛;蒋军昌;刘小锋;刘苏彦
分类号 G06F19/00(2006.01)I 主分类号 G06F19/00(2006.01)I
代理机构 中国航空专利中心 11008 代理人 梁瑞林
主权项 轰运类飞机燃油量测量油箱变形修正方法,基于一个包括飞机燃油质量特性数据库和油箱液位传感器的机载燃油量测量解算系统,修正的步骤是:1.1、建立飞机燃油量测量油箱变形修正曲线:飞机燃油量测量油箱变形修正曲线由地面油箱变形修正曲线和空中油箱变形修正曲线组成;1.1.1、建立飞机燃油量测量地面油箱变形修正曲线:1.1.1.1、划分地面设计工况:在飞机处于地面停机状态、不包含燃油的标准装载情况下,按照载油量由零油至满油平均划分为n个工况,n=6~10,第一地面设计工况为零油状态,最后一个地面设计工况为满油状态;1.1.1.2、获取各地面设计工况的油箱容腔变形模型:1.1.1.2.1、获取油箱型架容腔模型的外包络面:根据油箱型架三维数字模型,提取油箱型架容腔模型,同时,在油箱型架容腔模型的基础上,提取油箱型架容腔模型的外包络面;1.1.1.2.2、确定各地面设计工况下的载荷数据:按照地面压力加油状态进行燃油重量分布计算,确定燃油载荷数据,根据油箱型架三维数字模型获取油箱结构载荷数据,燃油载荷数据和油箱结构载荷数据共同构成地面设计工况下的载荷数据;1.1.1.2.3、进行各地面设计工况下油箱变形分析:建立油箱型架三维数字模型的有限元模型,根据各地面设计工况下的载荷数据进行结构变形分析,得到包含节点初始坐标和变形位移的结果文件;1.1.1.2.4、获取各地面设计工况下油箱容腔变形模型:根据上述结果文件提取各地面设计工况下油箱型架容腔模型外包络面上节点的初始坐标和变形位移;以此为基础,构造各地面设计工况下油箱容腔模型外包络点云数据,对点云数据进行拟合得到变形后的油箱容腔模型包络面,并在此基础上构造出各地面设计工况下油箱容腔变形模型;1.1.1.3、计算各地面设计工况的油箱变形修正系数:针对第一地面设计工况下的油箱容腔变形模型,确定第一地面设计工况对应的载油量Q1在该工况下油箱容腔变形模型中的油平面,并将此油平面导入机载燃油量测量解算系统,得到燃油量解算结果为S1,计算出Q1与S1的比值a1作为该地面设计工况的油箱变形修正系数;按照同样的方法计算出第二至最后一个地面设计工况下的油箱变形修正系数a2至an;1.1.1.4、拟合地面油箱变形修正曲线:通过线性插值或其他高阶插值方法将各地面设计工况的油箱变形修正系数ai拟合成地面油箱变形修正曲线,i=1~n的自然数;该地面油箱变形修正曲线的横坐标为载油量的数值,纵坐标为油箱变形修正系数的数值;1.1.2、建立飞机燃油量测量空中油箱变形修正曲线:1.1.2.1、划分空中设计工况:在飞机处于空中巡航状态、标准装载情况下,按照飞机总重量由空机重量至最大起飞重量平均划分为p个工况,p=8~12,第一空中设计工况为空机状态,最后一个空中设计工况为最大起飞重量状态;1.1.2.2、获取各空中设计工况的油箱容腔变形模型:1.1.2.2.1、获取油箱型架容腔模型的外包络面:根据油箱型架三维数字模型,提取油箱型架容腔模型,同时,在油箱型架容腔模型的基础上,提取油箱型架容腔模型的外包络面;1.1.2.2.2、确定各空中设计工况下的载荷数据:按照空中正常耗油状态进行燃油重量分布计算,确定燃油载荷数据,根据油箱型架三维数字模型吹风载荷数据获取油箱结构载荷数据,燃油载荷数据和油箱结构载荷数据共同构成空中设计工况下的载荷数据;1.1.2.2.3、进行各空中设计工况下油箱变形分析:建立油箱型架三维数字模型的有限元模型,根据各空中设计工况下的载荷数据进行结构变形分析,得到包含节点初始坐标和变形位移的结果文件;1.1.2.2.4、获取各空中设计工况下油箱容腔变形模型:根据上述结果文件提取各空中设计工况下油箱型架容腔模型外包络面上节点的初始坐标和变形位移;以此为基础,构造各空中设计工况下油箱容腔模型外包络点云数据,对点云数据进行拟合得到变形后的油箱容腔模型包络面,并在此基础上构造出各空中设计工况下油箱容腔变形模型;1.1.2.3、计算各空中设计工况的油箱变形修正系数:针对第一空中设计工况下的油箱容腔变形模型,确定第一空中设计工况所对应的载油量M1在该工况下油箱容腔变形模型中的油平面,并将此油平面导入机载燃油量测量解算系统,得到燃油量解算结果为N1,计算出M1与N1的比值b1作为该空中设计工况的油箱变形修正系数;按照同样的方法计算出第二至最后一个空中设计工况下的油箱变形修正系数b2至bp;1.1.2.4、拟合空中油箱变形修正曲线:通过线性插值或其他高阶插值方法将各空中设计工况的油箱变形修正系数bj拟合成空中油箱变形修正曲线,j=1~p的自然数;该空中油箱变形修正曲线的横坐标为飞机总重量的数值,纵坐标为油箱变形修正系数的数值;1.2、进行燃油量测量修正:1.2.1、选择油箱变形修正曲线:机载燃油量测量解算系统根据飞机是否离地选择油箱变形修正曲线,飞机离地后选择空中油箱变形修正曲线,否则选择地面油箱变形修正曲线;1.2.2、确定当前的燃油量修正系数:飞机离地后以飞管系统提供的飞机总重量数据为横坐标,在空中油箱变形修正曲线中找出当前的燃油量修正系数;否则,以机载燃油量测量解算系统解算的当前燃油量为横坐标,在地面油箱变形修正曲线中找出当前的燃油量修正系数;1.2.3、燃油量修正:将机载燃油量测量解算系统解算的当前燃油量乘以当前的燃油量修正系数得到修正后的燃油量测量结果。
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