飞机重心自动调节系统的设计与实现.pdf

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1、飞机重心自动调节系统的设计与实现范蟠果，闫少雄，吴晓辉(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710129；2．中国飞行试验研究院，陕西阎良710089)DesignandImplementationofPlane’SBarycentreControlSystemFANPan—guo．YANShao—xiong．WUXiao—hui(1．SchoolofAutomation，NorthwesternPolyteehnicalUniversity，Xi’an710129，China；2．ChinaFlightTestEstablishment，Yanliang710089，Chin

2、a)摘要：针对某型飞机设计了一套重心自动调节行过程中由于影响飞机重心的因数比较多，所以建系统。根据飞机结构及飞行时结构变化、燃油消耗立合理的数学模型以及能够满足实时性调节的硬件等对重心的影响，建立了飞机飞行时重心的数学模系统，是完成任务的关键。型，飞行时实时解算飞机重心，对飞机重心进行实时1系统结构及工作原理调节以满足试飞需求。关键词：飞机重心；一体化工作站；可编程控制1．1系统结构器；实时性系统结构如图1所示。系统主要由重心计算系中图分类号：TP273统、重心控制器和防冻液传输装置组成。飞机飞行文献标识码：A过程中，重心变化的因素主要包括燃油消耗、起落架文章编号：1001—2

3、257(2010)06—0038—04收放和襟翼角度等n]。重心计算系统综合上述因Abstract：Akindofplane’Sbarycentrecontrol素，解算即时重心。试飞时，要求飞机在预设重心允systemisdesigned，whichmeetstheactualneeds许范围内飞行，超出范围时重心控制系统控制防冻offlighttestforaircraftflightstereotypes．Accord—液传输装置，改变防冻液分布，调节即时重心到预设ingtOtheaircraftstructureandfocusofthefac—值。tots，thegr

4、avitymodelofaircraftcenterisestab-重心允许范围AQlishedtocalculateplane’Sbarycentreandanalyze丽重心控制器防冻液传输装鼍theregulationlaws．Themainideasofthedesign燃油消耗起落架状态areintroducedandthehardwareaswellasthesoftwarestructureispresented．Ithasbeenverified一甄廷———襟翼角度bythegroundtestingthatthesystemmeetsthere-图1控制系统结

5、构quirementsofactualflightmission．试飞前，操作人员设置预设重心和配重等试验初始数据，飞机发动机启动后，重心计算系统实时解Keywords：plane’Sbarycentre；IPC；PLC；real-算飞机即时重心X∞，重心控制器对比预设重心Ktime和即时重心x∞，当误差e超出允许范围时，启动防冻液传输装置，根据配平规律改变前后罐组防冻O引言液质量，使即时重心满足飞行要求。1．2重心计算飞机定型试飞时，为了验证操稳特性，必须在设1．2．1燃油消耗计准则允许的不同重心下进行飞行试验。试飞过程飞机重心变化的主要因素是燃油消耗，不同型中对飞机重心进行

6、实时调节，以满足试飞要求，在飞号飞机油箱位置不同，重心影响差异较大，且油箱形收稿日期：2009—12一O7状不规则，建模计算困难，计算精度不高。·38·《机械与电子》2O10(6)通过实验得到飞机燃油特性表，根据实验数据前罐1卜——1前罐2卜——1前罐3采用Newton差值法Ⅲ计算燃油消耗引起的飞机重前罐组集液箱量矩变化。飞机燃油特性如表1所示。V)前泵l前泵2(V表1飞机燃油特性表LI前流量计后流量计lL序号(mm)力矩010385．890110268．528▲J后泵1后泵2【▲后罐组集液箱后罐1卜—后罐2卜_—后罐33619O．908ll66Z370．392649图3防冻液

7、传输装置6O．1盯．．一．一．6■设AMsd为防冻液重量矩变化；N，为向燃油重量矩计算公式为：279l6914M()一My(o)+M5y[o，1](—o)+后、向前防冻液流量脉冲；，k为向后、向前流量传37感器脉冲当量；L，为前后罐组重心间距。根据前罐⋯+[。，，⋯，。]Ⅱ(一=0组或后罐组防冻液质量插值计算，则防冻液重量矩^)(1)变化为：1．2．2起落架和襟翼AMfd,一(五^N^-k口N口)Ls(4)飞机起落架和襟翼的固有重心一定，不同位置在基本坐标系下，即时重心为：时，投影到机翼坐标