Важный вопрос: центровка самолетов от 30 тонн

Наверно всем известный факт, что в России осуществляют рассчет центровки авиалайнеров примитивным математическим способом, расставляя грузы на мониторе в компьютере и получая все неообхидыме САХ в виде цифр на экране...
Зачастую, командир корабля выставляет или корректирует значения (на самолете с перегрузом) стабилизаторов после взлета, что в редких случаях, но тем не менее приводит к авиакатастрофам.

Вопрос №1:
За рубежом также рассчитывают центровку, или есть какие-то устройства для определения загрузки? Кто знает, сообщите плз... реферат пишу...

Вопрос №2:
Как по англ. будет "рассчет центровки самолета"?
т.к. "The centering of plane" --- вроде немного неверный перевод :(

Вопрос №3:
Может кто на сайтах каких видел дискуссии на эту тему... или описание центровки (интересует все, кроме программ по матем.расчету центровки)..... Ссылочку бы... :P

Если Вы можете ответить хотя бы на один вопрос --- с удовольствием почитаю мнение каждого.
И вообще, если Вы что-то можете сказать на эту тему, милости прошу! Обязательно пишите! Все пригодится! да и тема для дискуссии вроде интересная... :D

Не могу пройти мимо:

> Наверно всем известный факт, что в России осуществляют рассчет центровки авиалайнеров примитивным математическим способом,

Я бы, пожалуй, переформулировал: осуществляют расчет аналитическим способом, получая массу груза из накладных и задавая грузчикам соблюдать координаты укладываемого груза с той же точностью, с какой хотят получить центровку.

А вообще, я человек по данному вопросу неискушенный.

Немного видел, как работает третий штурман на корабле, когда шли в море на испытаниях и на борту приходилось брать всякую тяжелую хренотень вроде бетонных блоков для мгновенного создания кренящего момента.

Так он вообще куркулятором считал да в столбик.

Правда, на ватерлинию выбегал смотреть каждые 10 минут, и несколько раз забирался в ялик и проверял "не увел ли у него супостат ватерлинию со стороны моря" (с) каюткомпания.

А, еще время от времени поднимал к глазам ладонь лодочкой да покачивал - наверное это у него была физическая модель


Тем не менее штурманец заданные крена обеспечил с точностью до пару градусов, что привело к тихому скандалу: главный спец по устойчивости и живучести из академии доказательно утверждал, что даже ± 5 градусов на динамическом крене надо моделировать полгода

А мужик и не знал

Так вот, у самолета, конечно же, ватерлинии нет.

Но есть (как правило) три стойки шасси, координаты которых довольно точно известны.

Отсюда два варианта - или наехать на тензометрические платформы для определения нагрузки на каждой стойке, или же тензометрировать какую-то деталь стоек. Ну, или в силовом наборе - как получится.

Боюсь, что закон сопротивления амортизационных стоек далеко не линеен. Примерно как у противооткатной системы орудий.

Хотя мне приходилось разбираться с наладкой и тарировкой подобных систем - это не невозможно, просто довольно трудоемко, потому что сильно зависит от температуры газа и жидкости в стойках.



Надеюсь, затравку обеспечил: байку рассказал, а потом и по теме потрепался

to varban
>Боюсь, что закон сопротивления амортизационных стоек далеко не линеен. Примерно как у противооткатной системы орудий.

Это ИМХО ничего не меняет, центровка - статика в отличии от работы противооткатников в орудии где динамика. После кидания последнего ящика считаем до десяти и все, система уравновесилась, можно измерять.

Но только AFAIK центровку и в забугорных АП как и в наших считают а не измеряют.

>>Боюсь, что закон сопротивления амортизационных стоек далеко не линеен. Примерно как у противооткатной системы орудий.

> Это ИМХО ничего не меняет, центровка - статика в отличии от работы противооткатников в орудии где динамика. После кидания последнего ящика считаем до десяти и все, система уравновесилась, можно измерять.

Вероятно Варбан имел в виду что мерять ход стойки для определения нагрузки на нее дело малоперспективное.

А так да. Там довольно сложная зависимость сопротивление от скорости и нагрузки. Собственно из всех лаб по конструкции ЛА именно конструкции шасси были самыми нудными и длинными. А разобраться когда какой клапан открывается, куда что перепускается и где какое давление и как оно поддерживается - было самой большой нудятиной за весь курс.

> Вероятно Варбан имел в виду что мерять ход стойки для определения нагрузки на нее дело малоперспективное.

Ага. Трение в сальниках около зоны равновесия, изменение давления газа от температуры, изменение вязкости смазки - все это дает нехилый гистерезис и нелинейность. Я строил зависимость оттягивания ствола от усилия, развиваемое накатником - жуть!

Потому предложил наезжать на тензоплатформы.

> А разобраться когда какой клапан открывается, куда что перепускается и где какое давление и как оно поддерживается - было самой большой нудятиной за весь курс.

Подтверждаю
Правда, я в схемах шасси не разбирался, но даже простой как мычание тормоз отката 2А18.Сб108 - сплошная муть.
Аналог в посадочных устройств должен быть гидропневматический амортизатор.
У него до хрена и больше полостей, жутко нелинейное сопротивление и до сотни деталей.
И даже модератор у него есть

А если взять какую-ныть тяжелую гаубицу, у которой переменная длина отката, то сплошной кошмар.

И не то, что сложно все понять, а просто нудно, именно это слово.
И считать такое тоже нудно. Но к тому же и сложно

Здравствуйте. Привет, Варбан уважаемый!

Есть всё же что-то, что выделяет инженеров самолётостроителей от инженеров значительно более историчных, ветхих дисциплин, вроде артиллеристов или судостроителей.
———

Потому, наверно, считают номограммами, что с их помощью можно ходом загрузки управлять, а не убедиться в её неприемлемости тогда лишь, когда она закончится. Да и проще, раз спецы справляются ручным расчётом, зачем им мешать перепроверкой?

Дмитрий Журко

Привет, Дима!

А я не знаю (и лень предполагать) с какой точностью надобно получить координаты центра масс аэроплана.

Но тензометрирование трех деталей стоек шасси не очень сложно, а польза очевидно будет Хотя бы в качестве фильтра грубых ошибок.

Конечно, если специально проектировать стойки (точнее - детали, воспринимающие нагрузку от осей колес), результаты будут в пределах нескольких процент по величине нагрузок.
А точность определения центра масс будет порядка сантиметра.

Добрый вечер, Варбан.

Полагаю, ты верно оценил и я также предположил. Теперь простой вопрос — почему так не делают? — приводит меня к выводу — не надо. То есть транспортники грузят долго и трудно, переделывать дорого, потому лучше сразу всё продумать. Лайнеры возят груза не так уж много, а после в них пассажиров запускают, нагрузка меняется.

И ещё вопрос тем, кто анализировал аварии. Много ли случаев нарушения центровки? Знаю, бывают перегрузки, нов условиях, когда контроль ничего поменять не может, когда всем на безопасность наплевать.

Иначе странно, что так не сделали. Автономный датчик на каждую стойку и табличка рядом на створке, как их показания суммировать. $200 за всё. Может быть на дорогих тяжёлых транспортных самолётах так и делают.

А вообще, не вижу предмета спора пока.

Дмитрий Журко

Дм. Журко, 26.05.2004 21:21:12 :

Автономный датчик на каждую стойку и табличка рядом на створке, как их показания суммировать. $200 за всё. Может быть на дорогих тяжёлых транспортных самолётах так и делают.

 

Уважаемый Дмитрий,

Вы недооцениваете сложности проблемы. Ваша оценка затрат занижена минимум на 3 порядка. Да и у тяжелых транспортников обычно много стоек шасси.

На мой скромный взгляд специалиста , определение центровки самолета (кстати, на Западе называется Weight and Balance) с помощью тензодатчиков не применяют из-за того, что датчики на самолете долго не живут, в смысле не выживают. Установка их на шасси очень сложна. Можно, конечно, заранее спроектировать стойку с местами под датчики и провода, но стоит ли овчинка выделки? Учитывая, что почти наверняка будут созданы всякие концентраторы напряжений.

Да и не на всякой стойке можно померять нагрузку с помощью тензодатчиков. В силу геометрии стойки может не быть таких мест, где проходит вся сила. Так что задача отнюдь не тривиальна и, повторяю, это очень дорого.

Тензовесы, конечно, можно использовать. Но под каждый тип надо иметь отдельную площадку, загонять туда самолет, потом уводить. Проблемы метрологии...

Вот и считают на бумажке (форме). Кому очень интересны детали, на авиа.ру недавно была большая ветка по расчету центровки, там зубры этого дела все обсудили.

>Наверно всем известный факт, что в России осуществляют рассчет центровки авиалайнеров примитивным математическим способом

Ну здрасьте. А на Западе, что считают НЕматематическим способом?
А каким, интересно? Эмпирическим? Или спиритическим?
И потом, если вы уж упомянули компьютер и получение САХ в виде цифр на экране, то это подразумевает наличие какой-то программы в компе, верно?

>Зачастую, командир корабля выставляет или корректирует значения (на самолете с перегрузом) стабилизаторов после взлета, что в редких случаях, но тем не менее приводит к авиакатастрофам.

а вот это вообще перл-перегруз на самолете-уже аварийная ситуация

Вчера вечером никак не мог достучаться на авиабазе.
Вот ответ Диме:

---

Добрый вечер

> Теперь простой вопрос — почему так не делают? — приводит меня к выводу — не надо.

Наверное. Свято место пусто не бывает - была бы необходимость, такая система в самолетах появилась бы. Не самая сложная авионика.

> То есть транспортники грузят долго и трудно, переделывать дорого, потому лучше сразу всё продумать.

Смотря чем грузят.
Несколько раз в составе роты вместе с техникой мне приходилось летать на самолетах. Летал и на Ми-24.
Там ничего не считали перед вылетом - все было заранее посчитано

> Лайнеры возят груза не так уж много, а после в них пассажиров запускают, нагрузка меняется.

Ага. И иногда здорово. Если, скажем, вместо среднестатистических пассажиров в лайнер напустить сборная страны по академической гребле. Юниоров, правда, но средный вес мальчиков был где-то 105, а девочек - 90

> Автономный датчик на каждую стойку и табличка рядом на створке, как их показания суммировать.

Я предполагал индикацию на пульт бортинженера. На многофункциональном дисплее в графическом виде

> $200 за всё.

Наверное мой вариант на один-два порядка дороже. Впрочем, не принципиально.

> Может быть на дорогих тяжёлых транспортных самолётах так и делают.

Надо спросить, но вроде нет. На базе есть посетитель из экипажа Ил-76. И Зевс может знать - он Ил-76 любит
Опять же, тов. Вуду можно спросить. Он на транспортниках не летал, но может знать

---

Оказывается, что предложение из моего первого постинга давно претворили в жизнь: тензометрические платформы производятся серийно и применяются кое-где. Но недостатки, которых Виктор отметил, препятстявуют их более массовое применение.

> что датчики на самолете долго не живут, в смысле не выживают.

Если иметь ввиду наклеиваемые тензорезисторы, то да, конечно.
Но есть много вариантов напыляемых. А есть методики, в которых сама деталь шасси использиется в качестве тензометра - через нее пропускается ток или даже ультразвук. Правда, это распространено больше в исследовательских, чен в серийных установок. Но так, например, тензометрировали ствол авиапушки с вращающимся блоком стволов. И ничего, отстреляла полный рессурс.

> Установка их на шасси очень сложна.

Сложна не столько установка, сколько тарировка.

> В силу геометрии стойки может не быть таких мест, где проходит вся сила.

Ну, это не проблема. Давным-давно от первичных преобразователей не требуют линейность, а только воспроизводимость.

> Так что задача отнюдь не тривиальна и, повторяю, это очень дорого.

Согласен. Но без слова "очень"

Mikusha> За рубежом также рассчитывают центровку, или есть какие-то устройства для определения загрузки? Кто знает, сообщите плз... реферат пишу...

А Яндекса спрашивали?

http://ya.ru/...

Ведь интересные вещи выдает

И Гугеля не помешает спросить:

weight and balance of aircrafts - Поиск в Google (спасибо Виктору за термин).

Вот изучите вопрос и доложите в этой же теме, а то у нас на авиабазе народ знающий и изобретательный. Но свое обучение закончил не обязательно вчера, потому несколько не в курсе последных веяний

Это я о себе, конечно же

Mikusha, 25.05.2004 21:51:38 :

Наверно всем известный факт, что в России осуществляют рассчет центровки авиалайнеров примитивным математическим способом...

 

Ну, не надо так уж пренебрежительно. Просто машины у нас старые (тот же Ил-76), а вот на Ан-124, если я не ошибаюсь, уже существует система определения ц.м. по тензометрированию стоек.
Вопреки высказанному здесь мнению, тензометрировать не так уж сложно и дорого - сам датчик представляет собой "пленку", в которой уложено МНОГО (чуть ли не километры) тоненькой проволоки рядами. Его наклеивают на нагружаемую деталь шасси, и минимальные линейные изменения этой детали под нагрузкой, будучи многократно умножены за счет проволочек, довольно легко и точно считываются.
Далее задача не сложнее простой арифметики, которую уже много лет применяют при определении "статической" центровки с помощью тензометрических платформ. Это у нас все еще, наверное, стоят в десятом ангаре ЛИИ "центровочные" весы, выпущенные одесским заводом в 1936 г. - они, небось, и ТБ-3 помнят...

varban:
>Если иметь ввиду наклеиваемые тензорезисторы, то да, конечно.
>Но есть много вариантов напыляемых.
Не поможет. Контактные площадки все равно делать надо, и провода надо прокладывать. А стойки двигаются туда-сюда. Гидрашка брызжет. Гадость всякая в ниши залетает. Механики с кувалдами орудуют. Максимум полгода - и меняй датчики.

>А есть методики, в которых сама деталь шасси использиется в качестве тензометра - через нее пропускается ток или даже ультразвук. Но так, например, тензометрировали ствол авиапушки с вращающимся блоком стволов. И ничего, отстреляла полный рессурс.
Этот метод для типовой стойки шасси не подходит. В пушке-то, небось, напряжения от внутреннего давления измеряли. А они более-менее постоянные как по длине, так и по окружности ствола. Есть место току "разбежаться". На стойке шасси градиенты напряжений велики, надо измерять деформации практически в точке. Интеграл (при использовании "токового метода" даст вам очень приближенное значение напряжения.

> В силу геометрии стойки может не быть таких мест, где проходит вся сила.
>Ну, это не проблема. Давным-давно от первичных преобразователей не требуют линейность, а только воспроизводимость.
Так и я о повторямости говорю (хотя линейность тоже подразумеваю). Тут вопрос принципиальный. Для определения центровки надо знать вес на стойке. Тензодатчики надо установить там, где вся сила будет проходить под ними. На бесподкосной стойке такое место очень мало - это шейка цилиндра амортизатора на переходе к узлам навески (шарнирам). Да и то, измерения там не очень точны, потому что длина этого участка меньше диаметра цилиндра. Если есть подкос, то он может отбирать часть веса на себя. Т.е. проблема в том, что на стойке есть несколько путей передачи нагрузки и доступные для тензометрии места есть часть статически неопределимой конструкции. Хотя это больше относится к тензометрии вообще, а не к определению центровки.

>> Так что задача отнюдь не тривиальна и, повторяю, это очень дорого.
>Согласен. Но без слова "очень"
Ну, по моим прикидкам, для самолета типа Ан-12 такая автономная система легко выйдет за 100 тыс. долларов. Мне кажется, это очень дорого .

Aaz:
>Вопреки высказанному здесь мнению, тензометрировать не так уж сложно и дорого - сам датчик представляет собой "пленку", в которой уложено МНОГО (чуть ли не километры) тоненькой проволоки рядами.
Вообще-то высказанное здесь мнение основано на многолетнем опыте и самых последних ценах. А вот ваши, уважаемый Ааз, высказывания очень напоминают сведения, почерпнутые в курилке. Пожалуйста не обижайтесь, но про километры проводов - это перл. Сразу видно, что современного тензорезистора вы не видели. Нет там проволоки вообще (справедливости ради замечу, что в 80-е годы кое-где полукустарно выпускались т.наз. тензорезисторы больших удлинений. Там была пара петелек из проволоки).
Насчет Ан-124 я даже не спрашиваю - я уверен, что такой автономной системы нет. Но я так же уверен, что соответствующая тема была, и какие-то результаты были получены.

А вот что бы я спросил, раз мы уже об всяких тензодатчиках говорим, так это про БСР - Бортовой Счетчик Ресурса. Работы по нему зашли довольно далеко. Не слыхали ли вы чего-нибудь об этом проекте?

to Дм. Журко (Отправлено: 26.05.2004 23:21:12)
>И ещё вопрос тем, кто анализировал аварии. Много ли случаев нарушения центровки? Знаю, бывают перегрузки, нов условиях, когда контроль ничего поменять не может, когда всем на безопасность наплевать.

 

если память не изменяет, из заключений комиссий по расследованию авиакатастров, по причиние нарушения загрузок самолетов, которые привели к перегрузке и неправильному рассчету центровки, погибло 682 человека :ph34r: за последние 12 лет вроде... а сколько самолетов разбилось, развалилось при посадке или взлете, или совершило "кривую" посадку...... ща конечно не помню... в машине все цифры остались (а машина в гараже уже), но точно помню --- тоже не мало!...
постараюсь на днях написать эти данные тоже, сколько именно...

так что... тема расчета центровки самолетов и их перегрузки весьма актуальна в наше время....

О тензодатчиков
Я работал с двумя типами, наклеиваемые. Одни никелиновые или константановые, не помню уже. Вторые - полупроводниковые. Оба типа - слоистые. Полимерная подложка, фигурная металлическая/полупроводниковая чувствительная часть с площадками для подпаивания выводов и защитная полимерная/лаковая пленка. Все это очень тонко, порядка 0.05 mm, и продается приклеено слабым клеем к бумаге.

Видел еще два типа, но не работал с ними. Те же самые напыляемые и проволочные. Проволочные видел на стене водохранилища. У них база 1000 mm И петель что-то около тридцати Правда, таких не продают, а делают на месте

По поводу площадок - мы использовали и не плоские. Просто полировали участок.

А с проводами - конечно.

Но в общем, не меня надо убеждать. Я как раз занимался тензометрированием и знаю, что это такое. Вернее, что это было лет 15 назад

А насчет того, какую деталь удобнее тензометрировать... сначала мне надо узнать, есть ли осей у колес шасси

Но мое мнение - пущай соискатель этим занимается, а потом пусть разжует и доложит. Не реферат же ему писать

Про километры проводов подтверждаю. Не так давно видел такие в Институте механики, они там расходники. Километры-конечно перебор, но много. Обычный самописец по изменению сопротивления ловит тысячные доли относительного одлиннения. Можно оценит сколько там км

MIKLE, 28.05.2004 15:30:42 :

Про километры проводов подтверждаю. Километры-конечно перебор, но много. Обычный самописец по изменению сопротивления ловит тысячные доли относительного одлиннения. Можно оценит сколько там км

 

Уважаемый MIKLE,

Прежде, чем что-то публично подтверждать, не мешало бы самому на бумажке прикинуть, сколько там километров...

Прочтите, пожалуйста, вот этот ликбез:

Если вы выполните несложные арифметические операции, то увидите, что в типовом проволочном тензорезисторе порядка 10 см чувствительной проволоки.

Для массовой или прецизионной тензометрии проволочные тензорезисторы уже не применяются. Их ниша - некоторые очень специальные случаи.

Варбан привел пример измерений на плотине. Но и там длина проволоки была примерно 30 м. Установить такой датчик на стойку шасси будет весьма проблематично.

victorzv2, 27.05.2004 21:12:48 :

Тензодатчики надо установить там, где вся сила будет проходить под ними.

Насчет Ан-124 я даже не спрашиваю - я уверен, что такой автономной системы нет.

 

Мда-а-а-а... Сразу видно профессионала, причем некурящего. Только вот объясните - почему такая категоричность? Все равно система должна тарироваться в целом, и проходит ли через "мерную" деталь 100% массы, или только 50% - все едино.

А на чем такая уверенность основана, можно поинтересоваться? Система такая на Ан-124 была, правда, как мне поведали (бывший НИИЭРАТовец), все же по давлению в амортстойках. Входила она в состав БАСК (бортовой автоматизированной системы контроля).
Когда с спросил про трение и проч. источники погрешностей такого метода, сказали, что они были пренебрежимо малы для тех величин, которые реально влияли на разброс центровок этой махины (что похоже на правду).

Aaz:
>Только вот объясните - почему такая категоричность? Все равно система должна тарироваться в целом, и проходит ли через "мерную" деталь 100% массы, или только 50% - все едино.
Вы, видимо, хотели сказать 100% силы.

А проблема в том, что не удается гарантировать прохождение постоянного % общей силы под тензодатчиками. Так что тарировка - не панацея. Но это в общем случае. В каких-то конкретных соотношение сил в разных элементах может быть более-менее постоянным.

>А на чем такая уверенность основана, можно поинтересоваться?
Уверенность основана на знании предмета. Практическая тензометрическая система определения центровки возможна сегодня только при условии изначального специального проектирования стоек шасси. Сложность установки такой системы на существующие самолеты во много раз превышает сложность использования тензовесов, например. Ну, и просто несоизмерима со стандартным расчетным методом.
Данный тезис подтверждает г. Нерадько в ответе на вопрос об оснащении "коммерческих" Ил-76 подобной системой с целью приостановить поток катастроф из-за нарушения центровки (см. ссылку, данную варбаном). "Такой системы нет и не будет, как бы того не добивались некоторые круги..."
Нет такой системы и на Ан-124. Хотя деньги на НИР выделялись, похоже.

>Система такая на Ан-124 была, правда, как мне поведали (бывший НИИЭРАТовец), все же по давлению в амортстойках.
Я не специалист по шасси, но мой личный скромный опыт техника самолета дает мне основание предположить, что система, использующая давление в амортизационных стойках, будет не очень точна.
И дело не в трении. Мне кажется, что должна быть зависимость давления от температуры.
А главное, контролирует это давление человек. Мало того, что оно не фиксированное, а имеет определенные допуски, так еще и эти допуски сознательно не выдерживаются (в обе стороны).
Можно, конечно вводить всяческие поправки, но при этом теряется главное, из-за чего весь сыр-бор - точность и оперативность автономной системы.

С тензометрией более-менее ясно. Ну, мне ясно

А вот интересно (и лень искать) как устроены стойки. Предварительно поджатый азот давит на гидрожидкость, в которой жидкости работает пара цилиндр-плунжер?

Тогда такая система должна время от времени заправляться.

> Мне кажется, что должна быть зависимость давления от температуры.

Если стойки работают, как противооткатные системы орудий, влияет и температура окружающей среды, и предыстория агрегата - работал ли он и насколько интенсивно. И вот это учесть очень трудно. Хотя можно, наверное.

Я занимался гораздо более простой задачи (начальная скорость орудия от предыстории) и представляю себе приблизительно сложность модели.

Респекты разработчикам!

varban, 01.06.2004 21:14:48 :

А вот интересно (и лень искать) как устроены стойки. Предварительно поджатый азот давит на гидрожидкость, в которой жидкости работает пара цилиндр-плунжер?

Тогда такая система должна время от времени заправляться.

 

Именно так (с точностью до конструктивных вариантов).

И именно на этапе заправки (называется "зарядка") или незаправки начинает играть человеческий фактор.

Я не знаю, как устроено противооткатное устройство , но, похоже, так же, как и амортизационная стойка шасси. Задача-то одна - поглотить энергию удара.

Вот:



А. Устройство тормоза отката пушки СУ-100М: 1 - цилиндр тормоза; 2 - его шток; 3 - веретено; 4 - модератор; 5 - клапан модератора; 6 - передняя крышка; 7 - корпус сальника; 8 - набивка сальника; 9 - регулирующее кольцо.
Б. На схеме накатника пушки СУ- 100М цифрами обозначены: 1 - переднее дно; 2 - наружный цилиндр; 3 - заднее дно; 4 - внутренний цилиндр; 5 - шток накатника; 6 - корпус поршня; 7 - корпус сальника; 8 - кожаное кольцо; 9 - тарельчатые пружины; 10- трубка.
Рис. Михаила ДМИТРИЕВА

ПОСЛЕВОЕННЫЕ "СОТКИ" [not image]
Очевидная мне разница со стоек шасси это то, что устройства раздельные, а не комбинированные.