一种用于大型无人货运飞机试飞性能试验的配重方法与流程

本技术涉及飞行试飞领域，特别涉及一种用于大型无人货运飞机试飞性能试验的配重方法。

背景技术：

1、飞机从研制到试飞都需要确定重心范围，通常采用在飞机舱内增加配重物（如，沙袋、铅块等）来实现飞机的重心调节。

2、目前，现有的飞机配重采用水配重、铅块固定、沙袋配重的方式进行重心调节，但是，存在以下几个问题：

3、1、水配重可实现多次重心调节，但成本高，还有液体泄漏的风险，不太适用于无人机上的重心调节；

4、2、铅块固定方式主要是采用丝杆固定，通过将一块块铅块固定在丝杆上，从而达到重心调节的目的，但是铅块搬运不便，安装精准性不足；

5、3、沙袋配重通过搬运一袋袋沙袋到飞机上，然后用网兜固定，该方式搬运麻烦，固定不够稳定。

6、因此，现有的配重方式应用在大型无人货运飞机时，都存在配重精准性不足的问题，造成试飞性能试验的数据偏差较大。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本技术解决的技术问题为：如何提高大型无人货运飞机的配重精准性。

2、为达到以上目的，本技术提供的用于大型无人货运飞机试飞性能试验的配重方法，包括以下步骤：

3、根据空机重心位置、所需重心调节量和配重物所需安装位置，获得所需移动的力矩变化量；

4、根据所需重心调节量和所需移动的力矩变化量，获得所需配重量；

5、将配重箱安装至预设位置，并将所需配重量的对应配重物放置于配重箱内，以实现俯仰方向和滚转方向的重心调节。

6、通过采用上述技术方案，利用科学计算精准获得配重需求，实现俯仰和滚转方向的精确重心调节，提高了大型无人货运飞机的配重精准性，避免了现有配重方法带来的繁琐与误差，保证了试飞性能试验数据采集的准确性，从而提高大型无人货运飞机的配重精准性。

7、在一种实施方式中，根据空机重心位置、所需重心调节量和配重物所需安装位置，获得所需移动的力矩变化量，具体包括：

8、根据所需重心调节量和配重物所需安装位置，获得目标重心调节位置；

9、根据空机重心位置、目标重心调节位置和空机时力臂，获得调节重心所需目标力臂；

10、根据调节重心所需目标力臂，获得所需移动的力矩变化量。

11、通过采用上述技术方案，将力矩变化量的计算进一步细化，通过引入目标力臂的概念，能够更准确地反映重心的实际偏移情况，为后续精确计算配重量奠定数据基础，进一步提升了重心调节的科学性和精准度。

12、在一种实施方式中，获得调节重心所需目标力臂，具体包括：

13、通过第一计算公式计算调节重心所需目标力臂，其中，所述第一计算公式为

14、；

15、其中，atarget为调节重心所需目标力臂，%mac为平均空气动力弦百分比，a1为目标重心调节位置，a0为空机重心位置，a0为空机时力臂，即空机时重心离飞机坐标基准面的距离。

16、通过采用上述技术方案，提供了明确的定量计算公式，能够快速、准确地计算出目标重心所需的受力状态，减少了人工估算带来的误差，提高了飞机配重调节的效率和准确性。

17、在一种实施方式中，根据所需重心调节量和所需移动的力矩变化量，获得所需配重量，具体包括：

18、通过第二计算公式计算所需配重量，其中，所述第二计算公式为

19、；

20、即；

21、其中，∆w为所需配重量，w0为空机重量，a1为拟安装配重箱的力矩。

22、通过采用上述技术方案，直观、精确地计算出实际需要的配重重量，保证了飞机重心的精准调节。

23、在一种实施方式中，实现俯仰方向和滚转方向的重心调节，具体包括：

24、通过计算获得所需配重量，以此进行俯仰方向的重心调节；

25、将配重箱安装位置设计为左右对称；

26、将所需配重量左右平均分配到对称的配重箱，以此进行滚转方向的重心调节。

27、通过采用上述技术方案，兼顾了俯仰和滚转两个维度的平衡，通过对称安装配重箱并平均分配配重量，在改变前后重心的同时确保了飞机横侧向的平衡，保证了大型无人货运飞机在试飞过程中的姿态稳定。

28、在一种实施方式中，所述配重箱包括箱体，箱体上设置有盖板，当配重箱为重心调节状态时，盖板设置于箱体的顶部，盖板与箱体形成密封空间；当配重箱为推拉使用状态时，盖板设置于箱体的底部；盖板上可拆卸地安装有万向轮。

29、通过采用上述技术方案，配重箱结构设计巧妙，通过盖板位置的切换和万向轮的配合，既解决了现有技术中搬运费时费力的问题，又在试飞时作为盖板确保配重物不晃动脱落；且在飞行时拆下万向轮有效减轻了无关配重，降低了影响重心变化的因素。

30、在一种实施方式中，所述箱体的内部设置有分隔板，分隔板将密封空间分隔为多个供配重物放置的收容空间；分隔板与箱体内壁之间设置有固定角片。

31、通过采用上述技术方案，分隔板能够使配重物在箱体内的位置不会因飞机姿态变化和气流影响造成移动；角片与隔板配合使其固定更为牢靠，实现了重心的精准控制；此外未填满的空间还可采用轻质填充物进行填充固定。

32、在一种实施方式中，所述箱体的底部开设有安装孔，安装孔上贯设有沉头螺钉；当配重箱为推拉使用状态时，箱体沿货运滑轨进行移动；当配重箱为重心调节状态时，箱体通过沉头螺钉与货运滑轨侧边的固定底座固定连接。

33、通过采用上述技术方案，利用了飞机货运系统现有的固定底座，无需提前设置多余的系留点，安装简单方便；同时，采用沉头螺钉保证箱体底部平整，使配重物放置平整不易发生晃动。

34、在一种实施方式中，所述盖板上设置有空心圆柱，且空心圆柱上开设有圆孔，万向轮的旋转轴上设置有支柱，支柱具有可伸缩性，旋转轴插入空心圆柱内部，支柱与圆孔卡接。

35、通过采用上述技术方案，万向轮与盖板的卡接结构简单且装卸方便，在配重使用时能够快速通过弹簧支柱拔出万向轮，提高操作效率。

36、在一种实施方式中，所述箱体侧面通过加强板设置有把手。

37、通过采用上述技术方案，把手极大方便了配重箱在推拉、摆放或搬运时的操作，增加加强板能够有效防止在箱体搬运过程中把手脱落，提升了作业的安全性。

38、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

39、1、本技术通过科学的配重计算公式和严谨的方法步骤，能够精准获得重心调节所需的配重量，并能够同时兼顾俯仰和滚转方向的重心调节，有效解决了现有水配重、沙袋配重等方式导致的配重精准度不足的问题，大大提高了试飞性能试验数据采集的可靠性，从而提高大型无人货运飞机的配重精准性；

40、2、本技术设计了可切换使用状态的配重箱，利用可拆卸万向轮和盖板的配合，在推拉状态时极大方便了重物搬运，省时省力；在重心调节试飞状态时将其作为密封顶盖和卡扣固定装置，既能有效减轻无关重量，又能防止配重物在飞机颠簸时移动，保障了重心的精准控制；

41、3、本技术利用了大型无人货运飞机现有的货运系统和固定底座进行安装固定，无需新增专门的系留点，安装位置可调且适应性强，结合内部十字交叉并利用角片固定的分隔板结构，不仅制造成本低，而且结构牢靠。