JPH01503530A - 着陸装置荷重変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 着陸装置荷重変換器 技術分野 本発明は、荷重変換器、ことにスキッド形エネルギー吸収着陸装置を持つ航空機 に使う変換器に関する。

背景技術 多くのヘリコプタの性能要因（−Ｘｌ　このヘリコプタが運航される実際の総重 量によシ影響を受ける。航空機ｆ、最もよく利用し安全でない運航を避けるよう にするには、操縦者が航空機及び積載物の総重量について適宜に正確な知識を持 つことが大切である。航空機の限界に対する重心の位置を知ることは密接な関連 があり又重要なことでもある。

航空機の総重量及び重心を直接指示する機内取付けの航空機秤量システムを開発 する提案が行われている。

又航空機の着陸装置の内外に取付けた種種のセンサを使うことにより、総重量を 計測する提案が行われている。オレオ緩衝支柱式着陸装置を使う航空機に対する 提案ではオレオ圧力を計測するのに圧力変換器を使用すること力；含まれている 。オレオ緩衝支柱内の摩擦によって、この方式では総重量を測定するのに所要の 精度が得られない。種種のシステムで摩擦をなくすように荷重変換器が提案され ている。しかしこれ等の方式は複雑であシ限界精度と共に重量が増す。

総重量を計測する付加的な手段ではひずみ計を使用する。ひずみ計は、着陸装置 の既存の部品に直接取付けると共に；レット装置を使い車軸内に位置させる。

しかし正常な運航中にはひずみレベルが低いので精度が低くなる。

従って機内取付けの秤量システムに使われ航空機の総室ｌを正確に計測できる着 陸装置荷重センサが必要になっている。なおとくに、他の荷重には感じないで臨 界的せん断荷重の正確な測定のできるように十分に高いひずみレベルで動作する ひずみ針穴着陸装置荷重変換器が必要になっている。さらに重量が軽くて種種の 形式の着陸装置構造に適合できる着陸装置荷重センサが必要になっている。

発明の説明 本発明によればスキッド形着陸装置を持つ航空機に使われ従来のセンサに伴う問 題を実質的に除いた着陸装置荷重センサが得られる。

本発明によればスキンｒ形着陸装置を持つ航空機用の着陸装置荷重センサが得ら れる。不発明荷重センサは、荷重支持区域を持つせん断ビームを備えている。

このせん断ビームはヘリコプタに取付けられ、荷重支持区域が着陸装置に隣接し て配置される二うにしである。せん断ぎ−ムには荷重支持区域と航空機への取付 点との間に、このせん断ビームのせん断荷重を検出する機構を配置しである。

、不発明の他の実施例によればスキッド形着陰装置を持つヘリコプタ用の９＃陸 装置荷重センサが得られる。

このセンサは、第１及び第２の端部を持ちこれ等の端部間に荷重支持区域を配置 したせん断ビームを備えている。このせん断ビームの第１及び第２の端部からは このせん断ビームをヘリコプタに取付ける機構が廼び、荷重支持区域が着陸装置 に隣接して配置されるようにしである。このせん断ビームの前面及び後面にはこ のせん断ビームの各端部とヘリコプタへの取付点との間にせん断ビームＯせん断 荷重を検出する機構を配置しである。

なお不発明によれば１対のスキッドを持つ着陸装置を備えた航空機の重量を定め る着陸装置荷重変換器が得らｎる。各クロス管には各スキッドの間に１対のせん 断ビームを取付けである。各せん断ビームは、クロス管に隣接して取付けた荷重 支持面を備えている。せん断ビームには航空機への取付点と荷重支持区域との閘 に、各せん断ビームのせん断荷重を検出し、各せん断ビームのせん断荷重を表わ す信号を発生する機構を取付けである。センサにより発生するせん断信号を受け てヘリコプタの総重量を計算するようにプロセッサを設けである。

図面の簡単な説明 不発明とその利点とをさらに詳しく述べるために不発明を添付図面について以下 に詳しく説明する。

第１図は本発明による着陸装置荷重センサを利用するヘリコプタの部分側面図で ある。

第２図は第１図に示したヘリコプタの正面図である。

第６図は本発明着陸装置荷重センサの１実施例の側面図である。

第４ａ図及び第４ｂ図は本発明荷重センサのひずみ計を示す前記第６図のそれぞ れ４ａ・４ａ線及び４ｂ・４．ｔ）線に沿う拡大断面図である。

第５図は第１図及び第２図に示した航空機に取付けた本発明着陸装置荷重センサ と着陸装置クロス管の一部とを示す拡大側面図である。

第６図は第５図の６・６線に沿う拡大断面図である。

第７図は航空機の総重量及び重心を計算し表示する本発明着陸装置荷重センサの 使用法を示すブロック線図である。

第８図は本発明着陸装置荷重センサに利用するサーキットリを示す電気配線図で ある。

詳細な説明 第１図及び第２図にはヘリコプタ１０を例示しである。ヘリコプタ１０は図示の ようにスキッド形エネルギー吸収着陸装置１２を備えている。着陸装置１２は、 スキッド１４と１対のアーチ形クロス管１６．１６とを備えている。各クロス管 １６はヘリコプタ１０の胴体１８に取付けである。両クロス管１６は胴体１８に ４イ！所の点で取付けである。

不発明による着陸装置荷重センサ２４は、各クロス管１６とヘリコプタ１００胴 体１８との間の４個所の取付点に配置しである。各荷重センサ２４は、クロッ１ １６０円形横断面に直接支え、それぞれ中心に各クロス管１６により荷重を加え られる。着陸装置荷重センサ２４は第３図及び第４図について詳述する。本発明 による着陸装置荷重センサ２４はヘリコプタに利用するものとして例示したが、 ヘリコプタ１０は単に例示のために示したものであり、本発明荷重センサがスモ ツド形看陸装置を利用する任意の形式の航空機に利用することができるの１亡も ちろんである。

第６図及び筒４図において着陸装置荷重でンサ２４は大体Ｕ字形の形状を持つも のとして例示しである。

荷重センサ２４の中央部分はせん断ビーム３０から成っている。せん断ビーム３ ０は、取付舌状体３２゜３４を講成するＵ字の各脚の間に配置しである。取付舌 状体３２．３４は、荷重センサ２４をへり＝ブタ１０の胴体１８に取付ける複数 個の穴３６を形成しである。せん断ビーム３０は面取付舌状体３２．３４間の距 離にわたって延びている。

せん断ビーム３０は、荷重センサ２４の荷重支持区域である弧状部分４０を備え ている。せん断ビーム３０は、クロス管１６により加わるせん断力の変化を検出 する。

せん断ビーム３０は、このビームの各側に厚さを薄くした１対のウェブ４Ｂ、４ Ｂを備えている。各ウェブ４８にはひずみ計５０　ａ、５０　ｂ、５０　ｃ、５ ０６を取付けである。各ひずみ計５０ａ、５０ｂ、５０ｅ。

５０ｄはたとえば、メジャメンッ・グループ・インコーホレイテッド（ＭｅａＳ ｉＴｅ二ｅｎｔＳＧ−、ｏｕｐ、　比ｃ、）により製造販売されている型式ＭＡ −０６−１２５ＤＷ−１２０−Ｅでよい。各ひずみ計５０は、各ウェブ４８内で せん断ビーム３０に対し４５°の向きにして格子線に取付けられ、各着陸装置荷 重センサ２４に対し４個全部のひずみ計５０が利用されるようにしである。従っ て着陸装置荷重センサ２４は、センサ２４ごとに４個のひずみ計５０を持つ二重 せん断ビーム形のセンサから成っている。荷重センサ２４は、正確な測定値を生 ずるのに十分に高いひずみレベルで動作する。

荷重センサ２４は又、せん断？−ム３０の各側でウェブ４８内に配置した４個の ひずみ計５４ａ、５４ｂ。

５４Ｃ，５４ｄを備えている。各ひずみ計５４は、格子線をせん断ビーム３０に 平行にして取付けられ、たとえばメゾャメンツ・グループ・インコーホレイテッ ドによシ製造販売されている型式ＥＡ−０６−１２５ＢＺ−３５Ｑ−Ｅでよい。

各ひずみ計５４は、胴体１８のたわみに基づく曲げの変化、取付区域における剛 さの変化、又は荷重センサ２４を穴３６を貫いて取付けた締付具のゆるみに対し 荷重センサ２４が感応しなくなるように臼げ補償作用を生ずる。従って・荷重セ ンサ２４は、クロス管１６の動きに基づく横荷重と荷重作用点の変動とに感応し なくなる。

第５図及び第６図に示すように１陛装置荷重センサ２４は、せん断ビーム３０の 取付舌状体３２．３４の穴３６を貫通する締伺具６４を利用してヘリコプタ１０ の胴体１８に取付けである。せん断ビーム３０（Ｃさらに、せん断ビーム３０の 荷重支持区域に隣接して配置した盛上がったボス６０を備えている。盛土がシボ ス６０は着陸装置荷重センサ２４０超過荷重をヘリコプタ１０の胴体１８に直接 伝える。荷重センサ２４は、盛上がりボス６０及び胴体１８の間にすきま６８が あるように取付ける。すきま６８は、ヘリコプタ１０の荒い着陸時にはせん断ビ ーム３０が正常な荷重よシ高い荷重を受けるのでせん断ビーム３０のたわみによ シ閉じられる。すきま６８は、正常な着陸荷重では、盛上がシボス６０が胴体１ ８に接触できないような大きさにしである。すきま６８によりせん断ビーム３０ は、せん断力を受けないときは自由にたわむことができる。クロス管１６は胴体 １８に摩耗取付金具７２及びキャップアセンブリ７４０間に取付けである。

キャンプアセンブリ７４は、ヘリコプタ１０の飛行中は着陸装置１２を支えるよ うにしである。キャップアセンブリ７４は、着陸装置１２によシヘリコプタ１０ を支えている間は、着陸装置１２に荷重を及ぼさない。

ヘリコプタ１０の総荷重は、４個の各着陸装置荷重センサ２４にニジ支える重量 の和に等しい。第７図に示すように４個の各着陸装置荷重センサ２４に協働する 各回路８０　（箕８図）の出力はそれぞれ増幅器１２０゜１２２．１２４，１２ ６に加わる。各増幅器１２０゜１２２．１２４，１２６の出力はマルチプレクサ １３０に加わる。マルチプレクサ１３０の出力はアナログ・ディジタル変換器１ ３２によシマイクロプロセッサ１３４に加わる。マイクロプロセッサ１３４は当 業者にはよく知られているようにして所要の数学的操作を行いヘリコプタ１０の 総重量を計算する。さらにマイクロプロセッサ１３４は又、同様に当業者にはよ く知られている手順を使いヘリコプタ１０の重心を計算するのに利用することが できる。このような方法の１例は米国特許第２．４４３，０４５号明細書に記載 しである。

マイクロプロセッサ１３４の出力は、操縦者が見るようにヘリコプタ１０に積ん である表示装置１４０に加える。表示装置１４０は操縦者の選定に応じてヘリコ プタ１０の総重量又は重心を表示する。さらにマイクロプロセッサ１３４の出力 は、ヘリコプタ１０の総重量及び重心のパラメータを連続的に記録するよう（ｆ ｃ記載装置１４２に加える。

第８図にはひずみ計５０及びひずみ計５４を相互に接続するザーキットリの電気 配線図を示しである。複数対のひずみ計５０は、せん断ビーム３０のウェブ４８ 内０区域のせん断ひずみに応答し、回路８０で示したブリッジ回路に接続しであ る。各ひずみ計５０は主ブリッジ回路８０ａ内で相互に接続しである。ブリッジ 回路８０ａの出力は端子帯状体８４に加える。各ひずみ計５４はブリッジ回路８ ０ｂ内で相互に接続しである。ブリッジ回路８０ｂの出力は端子帯状体８６に加 える。ブリッジ回路８０ｂの出カニ・亡、各ひずみ計５０を備えた主ブリッジ回 路８０ａを各ひずみ計５０プせん荷重重だけに応答するように補償するのに使う 。

各ひずみ計５４の出力ＩＳＳ端子状状体６を任て補償抵抗器８８．９０を通り鳴 子帯状体８４に加わる。ブリッジ回路８００出力（′−正規化抵抗器９２の使用 により正規化する。端子帯状体８４のＡ出力及びＢ出力は正の励起信号を表わし ５、つ出力及びＣ出力は負の励起信号を表わす。

従って本発明により航二機に着陸装置の上方で取付４−３るひずみ計式着隆装置 荷重七ンサが得られる。本発明センサは、センサどとに４個のひずみ計を持つ二 重２吃ん断ビーム形（７’）　九ンサから成っている。本発明センサは又、荒い 着１４やｌｌは不時着条件で受ける過荷重をセンサに二す受けるととのできる組 込みの停止構造を備えている。本発明セ；・・すは、着陸装置からの上下方向の せＡ７断荷重以外Ｃ荷重に１壊感応しなくて、曲げ補償値蓋を備屹不セン廿をこ ね−を取付けた航空機構造の剛さ又はたわみもつ変動に感応１．、　Ｉ”ｘいよ うにしである。

本センサは又、軽量であり種種の形式の１陰装置構造に適合することができる。

以上本発明をその特定の実施例について述べたが、本発明は種種の変化変型を行 うことがで宅るのは当業者には明らかであシ、こＯような変化変型が本発明の範 囲内にあるのはもちろんである。

Ｑ２ 田粉道査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．スキッド形着陸装置を詩つ航空機用の着陸装置荷重センサにおいて、 荷重支持区域を持つせん断ビームと、 このせん断ビームを航空機に、その着陸装置に隣接して前記荷重支持区域が配置 されるように取付ける取付手段と、 前記せん断ビームに前記の取付手段及び荷重支持区域の間に配置され前記せん断 ビームのせん断荷重を検出するせん断荷重検出手段と を包含する着陸装置荷重センサ。
2. ２．せん断荷重検出手段に、 ひずみ計式変換器を設けた請求項１記載の荷重センサ。
3. ３．取手手段に、 せん断ビームから延び荷重を受けたときに航空機に接触して前記せん断ビームを たわませるようにした手段を設けた請求項１記載の荷重センサ。
4. ４．せん断ビームに配置されこのせん断ビームの曲げ荷重を検出する曲げ荷重検 出手段を備えた請求項１記載の荷重センサ。
5. ５．せん断ビームに第１及び第２の端部と前側及び後側とを設けて、荷重支持区 域は前記せん断ビームの第１及び第２の端部間に配置され、又検出手段は前記せ ん断ビームの前記の前側及び後側に前記の第１及び第２の端部に隣接して配置さ れるようにした請求項１記載の荷重センサ。
6. ６．検出手段を、せん断ビームにその厚さを薄くした区域内に配置した請求項１ 記載の荷重センサ。
7. ７．せん断ビームの前側にこのせん断ビームの第１及び第２の端部間に配置され このせん断ビームの受ける荷重を航空機に伝達する手段を備えた請求項５記載の 荷重センサ。
8. ８．航空機のスキッド形着陸装置用の着陸装置荷重センサにおいて、 第１及び第２の端部と前面及び後面と前記の第１及び第２の端部間に配置した荷 重支持区域とを持つせん断ビームと、 それぞれこのせん断ビームの前記の第１及び第２の端部から延び前記せん断ビー ムを航空機に、その着陸装置に隣接して前記荷重支持区域が配置されるように取 付ける第１及び第２の取付手段と、 前記せん断ビームの前記の前後の表面に前記荷重支持区域に隣接して前記せん断 ビーム第１端部及び前記第１取付手段間と前記せん断ビーム第２端部及び前記第 ２取付手段間とに配置され前記せん断ビームのせん断荷重を検出するせん断荷重 検出手段と、を包含する着陸装置荷重センサ。
9. ９．せん断荷重検出手段に、 ひずみ計式変換器を設けた請求項８記載の荷重センサ。
10. １０．せん断ビームに荷重支持区域に隣接して配置されヘリコプタに高い衝撃力 を伝達する手段を備えた請求項８記載の荷重センサ。
11. １１．せん断ビームにせん断荷重検出手段に隣接して取付けられ前記せん断ビー ムの曲げ荷重を検出することによりこのせん断ビームを曲げの変動に感応しない ようにする手段を備えた請求項８記載の荷重センサ。
12. １２．取付手段に、せん断ビームを荷重支持区域の領域とは反対側で航空機から 間隔を隔てて取付け前記せん断ビームが荷重を受けたときにたわむことができる ようにする手段を設けた請求項８記載の荷重センサ。
13. １３．せん断荷重検出手段に接続されヘリコプタの重量を定める手段を備えた請 求項８記載の荷重センサ。
14. １４．第１及び第２のクロス管により相互に連結した第１及び第２のスキッドを 備えた着陸装置を詩つヘりコプタの重量を検出する着陸装置荷重変換器において 、ヘリコプタに第１のクロス管に隣接して取付けた第１及び第２の端部を持つ第 １及び第２のせん断ビームと、 前記ヘリコプタに第２のクロス管に隣接して取付けた第１及び第２の端部を持ち 前記の第１及び第２のせん断ビームと共にそれぞれ荷重支持区域を備えた第３及 び第４のせん断ビームと、 前記各せん断ビームをその荷重支持区域がクロス管に隣接して配置されるように 前記ヘリコプタに取付ける取付手段と、 前記各せん断ビームに前記の取付手段及び荷重支持区域の間に配置され前記名せ ん断ビームのせん断荷重を検出し前記各せん断ビームの前記せん断荷重を表わす 信号を発生するせん断荷重検出手段と、この検出手段により発生した信号を受け て前記ヘリコプタの総重量を計算するプロセッサ手段とを包含する着陸装置荷重 変換器。
15. １５．ヘリコプタの重心を計算する計算手段を備えた請求項１４記載の荷重変換 器。
16. １６．取付手段に、 せん断ビームの第１及び第２の端部から延びる部分を設けた請求項１４記載の荷 重変換器。
17. １７．各せん断ビームに取付けられこれ等のせん断ビームが過度の荷重を受けた ときにヘリコプタに接触しこのヘリコプタに前記各せん断ビームから荷重を伝達 する荷重伝達手段を備えた請求項１４記載の荷重変換器。
18. １８．荷重伝達手段をヘリコプタから間隔を隔てて配置した請求項１７記載の荷 重変換器。
19. １９．検出手段を、 せん断ビーム第１端部及び荷重支持区域間とせん断ビーム第２端部及び前記荷重 支持区域間とに取付けたひずみ計手段により構成した請求項１４記載の荷重変換 器。
20. ２０．各せん断ビームの検出手段に隣接して配置され前記各せん断ビームの曲げ 荷重を検出する曲げ荷重検出手段を備えた請求項１４記載の荷重変換器。
21. ２１．各ひずみ計手段を各せん断ビームに横断面積を狭めた区域で取付けた請求 項１９記載の荷重変換器。
22. ２２．荷重伝達手段に横断面積を狭めた区域を設けた請求項１７記載の荷重変換 器。
23. ２３．プロセッサ手段に接続されヘリコプタの総重量を表示する表示手段を備え た請求項１４記載の荷重変換器。
24. ２４．プロセツサ手段に接続されヘリコプタの重心を表示する表示手段を備えた 請求項１５記載の荷重変換器。