Способ компьютерного моделирования центровки грузового самолета типа ан-124-100

Изобретение относится к компьютерному моделированию центровки грузового самолета типа АН-124-100. Технический результат - повышение точности расчетов и визуализации связи между графическим представлением геометрии грузовой кабины самолета и большой партии грузов с числовым представлением информации по последним, а также ускорение процесса подготовки и обработки габаритно-массовых параметров груза с целью его загрузки. Способ основан на формировании базы данных, содержащей сведения о массовых характеристиках самолета типа АН-124-100, включая сведения об индивидуальных массово-центровочных параметрах самолетов типа АН-124-100 в зависимости от бортового номера самолета и о массово-геометрических параметрах грузов, и последующем отображении изображений установленных грузов на планшете пола грузовой кабины и текущего значения центровки самолета в процентах от средней аэродинамической хорды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования центровки грузового самолета типа АН-124-100.

Заявителем проведен анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, в результате которого заявитель не выявил источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения.

Технический результат - ускорение процесса подготовки и обработки габаритно-массовых параметров груза с целью его загрузки в аэропорту отправления, повышение точности расчетов, визуализация связи между графическим представлением геометрии грузовой кабины самолета и большой партии грузов с числовым представлением информации по последним.

Технический результат достигается тем, что в способе компьютерного моделирования центровки грузового самолета типа АН-124-100, в базу данных компьютера вводят массивы данных, содержащих соответственно первый - сведения о массовых характеристиках самолета типа АН-124-100 и об индивидуальных массово-центровочных параметрах грузовых самолетов типа АН-124-100 в зависимости от бортового номера самолета, и второй - сведения о массово-геометрических параметрах грузов, причем данные второго массива делят на три группы, содержащие соответственно 1-я - сведения о геометрии груза с присвоением им кода, 2-я - классификацию грузов по массовым характеристикам с цветовым оформлением и 3-я - классификацию грузов по расположению центра масс. По запросу оператора вводят бортовой номер самолета и отображают в первом выделенном окне на экране дисплея табличное представление исходных данных об индивидуальных массово-центровочных параметрах самолета. Вводят массово-геометрические параметры грузов и массовые характеристики топлива. В отдельном активном окне отображают изображения совокупности грузов, на которых указаны порядковые номера по спецификации, расположенные в центре масс груза, во втором выделенном окне на экране дисплея отображают планшет пола грузовой кабины с нанесенным положением шпангоутов и текущей дистанции от шпангоута №20. После чего производят размещение грузов на планшете пола грузовой кабины путем «перетаскивания» мышью изображения грузов из отдельного активного окна. Проверку соотносимости геометрических параметров позиций груза в поперечном сечении грузовой кабины самолета осуществляют путем наведения маркера сечения на дистанцию размещения груза на планшете пола грузовой кабины, отображая при этом во втором выделенном окне поперечное сечение грузовой кабины по шпангоуту №20 с изображением установленных грузов. Во втором выделенном окне отображают текущее значение центровки самолета, изменяющееся после установки очередной позиции груза, причем в случае превышения максимально допустимых значений коммерческой нагрузки и взлетной масс система сигнализирует оператору о превышении параметров. Информацию, выводимую на печать, отображают в третьем выделенном окне.

В случае многоярусной загрузки второй ярус и последующий отображают на отдельных планшетах пола грузовой кабины.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется графическими изображениями, на которых показаны:

- на фиг.1 - возможный вид отображения геометрии грузов,

- на фиг.2 - возможный вид обозначения центра масс грузов,

- на фиг.3 - возможный вид формирования таблиц с исходными данными на экране дисплея в первом выделенном окне,

- на фиг.4 - возможный вид отображения на экране дисплея второго выделенного окна с изображением планшета пола грузовой кабины и отдельного активного окна с изображением совокупности грузов,

- на фиг.5 - график зависимости положения центра тяжести в зависимости от массы заправляемого топлива

- на фиг.6 - возможный вид отображения информации, выводимой на печать в третьем выделенном окне экрана дисплея.

Ниже приведено описание укрупненного алгоритма работы пользователей с заявляемым способом компьютерного моделирования центровки грузового самолета.

В базу данных компьютера заносят следующие массивы данных: первый - сведения о массовых характеристиках самолета типа АН-124-100 и об индивидуальных массово-центровочных параметрах грузовых самолетов типа АН-124-100 в зависимости от бортового номера самолета, второй - о массово-геометрических параметрах грузов, данные которого делят на три группы, содержащие соответственно 1-я - сведения о геометрии груза с присвоением им кода, 2-я - классификацию грузов по массовым характеристикам с цветовым оформлением и 3-я - классификация грузов по расположению центра масс.

При этом под индивидуальными центровочно-массовыми параметрами грузовых самолетов понимаются данные:

- масса пустого самолета,

- масса пустого снаряженного самолета.

Ко второму массиву данных относятся данные о геометрических и массовых параметрах грузов; и о положении центра масс груза:

1. Сведения о геометрии груза с присвоением им кода (фиг.1)

По геометрическим параметрам среди грузов выделяют:

- параллелепипед;

- куб, как разновидность параллелепипеда;

- цилиндр;

- диск, как разновидность цилиндра (низкий вертикальный цилиндр);

- шар.

2. Классификация грузов по массовым характеристикам с цветовым оформлением (см. табл.1):

Таблица 1
КлассификацияЗначение критерия оценкиЦвет
Легковесныедо 80 кгсиний
Тяжелыедо 20 тзеленый
Особотяжелыеот 20 до 30 тжелтый
Сверхтяжелыеот 30 т и вышекрасный

3. Классификация грузов по расположению центра масс (фиг.2, где Х - координата центра масс):

- грузы, центр масс которых лежит в геометрическом центре;

- грузы, центр масс которых смещен в ту или иную сторону в зависимости от геометрии груза.

Кроме того, на грузах указывают порядковый номер по спецификации, который должен быть расположен в центре масс. По умолчанию, центр масс располагают в середине длины груза.

Поскольку каждый отдельно взятый самолет одного типа имеет индивидуальные массово-центровочные параметры, то в базу данных включены наборы значений по этим параметрам в зависимости от бортового номера самолета.

В качестве примера в табл.2 приведена сводная ведомость о массовых и центровочных параметрах самолетов типа АН-124-100:

Таблица 2
№ п/пБортовой номерМасса пустого кгЦентровка пустого, %САХМасса снаряжения, кгМасса пустого снаряженного, кгЦентровка пустого снаряженного, % САХМаксимально допусти мая нагрузка, кг
1RA-8201017746939,431080318827238,93112728,00
2RA-8201417658339,161080318738638,67113614,00
3RA-8207517937638,391130219067838,59110322,00
4RA-8207717725038,201166318891338,15112087,00
5RA-8208017870738,581080318951038,28111490,00
6RA-8206817596838,801181318778139,70113219,00
где %САХ - процент средней аэродинамической хорды.

Кроме того, в базе данных обеспечен доступ к замене «неизменяемых» характеристик (массы пустого самолета, снаряжения, центровка пустого самолета), т.к. они могут меняться в процессе эксплуатации.

По запросу оператора вводят бортовой номер самолета и отображают в первом выделенном окне на экране дисплея табличное представление исходных данных об индивидуальных массово-центровочных параметрах самолета. Все остальные параметры определяются автоматически. Вводят массово-геометрические параметры грузов и массовые параметры топлива.

Таким образом, в первом выделенном окне (фиг.3) формируют таблицы с исходными данными:

а) таблица индивидуальных массово-центровочных параметров самолета:

- масса и центровка пустого самолета;

- масса и центровка снаряжения;

- масса и центровка пустого снаряженного самолета;

б) таблица массово-геометрических параметров груза, включающая:

- порядковый номер;

- код геометрии (параллелепипед, диск, цилиндр, шар)(фиг.1);

- геометрические параметры (длина, ширина, высота);

- погонная нагрузка (нагрузка на 1 м длины груза);

- объем единицы груза;

- масса единицы груза;

- количество единиц одного типоразмера;

- общий объем и масса груза одного наименования;

- суммарные показатели массы и объема;

- положение центра масс;

в) таблица массово-центровочных параметров топлива:

- масса заправляемого топлива;

- положения центра масс топлива.

После ввода исходных данных в отдельном активном окне 1 (фиг.4) отображают изображения совокупности грузов 2 с нанесенными на них порядковыми номерами по спецификации, расположенные в центре масс груза 2.

Во втором выделенном окне (фиг.4) на экране дисплея отображают планшет 3 пола грузовой кабины с нанесенным положением шпангоутов и текущей дистанции от шпангоута №20.

Затем начинают размещать грузы 2 путем «перетаскивания» их мышью из отдельного активного окна 1 на планшет 3 пола грузовой кабины во второе выделенное окно. Если спецификация грузов предусматривает несколько позиций с одинаковыми массовогеометрическими параметрами, изображение груза 2 в отдельном активном окне 1 остается до тех пор, пока последняя позиция из этой группы не будет установлена на планшет 3 пола грузовой кабины.

Для проверки соотносимости геометрических параметров позиций груза 2 в поперечном сечении грузовой кабины самолета наводят маркер 4 сечения на дистанцию размещения груза 2 на планшете 3 пола грузовой кабины и во втором выделенном окне отображают поперечное сечение грузовой кабины по шпангоуту №20 с изображением установленных грузов 2.

В случае превышения максимально допустимых значений коммерческой нагрузки и взлетной массы система сигнализирует оператору о превышении параметров.

При многоярусной загрузке второй ярус и последующий отображаются на отдельном планшете 3 пола грузовой кабины. Решение о завершении размещения грузов 2 принимает оператор. На экране обеспечивают индикацию запаса высоты и ширины.

Значение центровки во втором выделенном окне начинают отображать с центровки снаряженного самолета с «заправленным» топливом. Изменение значения центровки осуществляют сразу же после установки очередной позиции груза 2.

Расчет центровки самолета производят в системе МКГСС.

При расчете центровки самолета приняты следующие системы координат:

а) основная система координат XOY:

- ось "+Х" проходит по строительной горизонтали фюзеляжа;

- ось "+Y" направлена перпендикулярно строительной горизонтали фюзеляжа вверх;

б) крыльевая система координат:

ось "+Хо" проходит от носка САХ по хорде;

ось "+Yo" направлена вниз перпендикулярно САХ;

Хв и YB - координаты носка САХ крыла в системе координат XOY;

ХТ и YT - координаты центра масс самолета в системе координат XOY;

ХТО - координата центра масс самолета в системе координат XoOoYo;

- центровка самолета в процентах САХ;

bCAX - длина САХ;

α - угол в плоскости симметрии самолета между САХ и строительной горизонталью самолета.

3.2. Определение центра масс топлива.

Координата центра масс топлива определяется из табл.3, где представлена зависимость положения центра масс топлива от стандартной заправки или по графику зависимости положения центра тяжести в зависимости от массы заправляемого топлива (фиг.5).

Таблица 3
Масса топлива, т510203040506070
Координата центра масс топлива, м33.332,6532,1331,8431,5731,3331,1330,96
Продолжение табл.3
Масса топлива, т8090100110120130140150
Координата центра масс топлива, м30,9230,8830,8530,830,7530,6830,6230,6
Продолжение табл.3
Масса топлива, т160170180190200210220230
Координата центра масс топлива, м30,5930,5730,5430,5130,4930,4530,32230,162
Продолжение табл3
Масса топлива, т240250260270
Координата центра масс топлива, м30,00229,84229,68229,522

Промежуточные значения определяют методом линейной интерполяции.

3.3. Расчет центровки методом моментов

Центр масс совокупности грузов определяется по формуле:

где mГРi - масса позиции груза, кг;

ХГРi - координата положения позиции груза, начиная от шпангоута №20, м.

Положение центра масс пустого снаряженного самолета в системе координат XOY можно представить как

где - центр масс пустого снаряженного самолета в % САХ.

Центр масс загруженного самолета определяется по формуле:

где МПС - масса пустого снаряженного самолета,

МГР - масса груза,

- центр масс заправленного топлива,

МТопл - масса заправленного топлива,

M0 - взлетная масса самолета.

Взлетная масса есть сумма масс пустого снаряженного самолета, груза и заправленного топлива.

В крыльевой системе координат центр масс самолета представится в виде:

а в процентах САХ:

Исходные данные для расчета центровки сведены в табл.4

Таблица 4
ПараметрРазмерностьЗначение
Хвм27,291
YBм3,358
YTм1,727
bСАХм9,875
α-2°30'53''

В третьем выделенном окне отображают информацию, выводимую на печать (фиг.6):

а) планшет пола грузовой кабины с размещенным грузом;

б) поперечное сечение кабины с изображением «узкого места»;

в) результаты расчетов:

- масса груза;

- масса топлива;

- масса самолета без топлива;

- взлетная масса;

- центровка в процентах от средней аэродинамической хорды.

Дополнительно могут быть введены номер рейса, начальная, промежуточная и конечная точки маршрута.

Таким образом, заявляемый способ позволяет достичь ускорения процесса подготовки и обработки габаритно-массовых параметров груза с целью его загрузки в аэропорту отправления, а также повышение точности расчетов. Использование цветных отображений результатов моделирования на экране дисплея обеспечивает возможность визуализации большой партии грузов и связи между графическим представлением геометрии грузовой кабины самолета и большой партии грузов с числовым представлением информации по последним.

1. Способ компьютерного моделирования центровки грузового самолета типа АН-124-100, характеризующийся тем, что в базу данных компьютера вводят массивы данных, содержащих соответственно первый - сведения о массовых характеристиках самолета типа АН-124-100 и об индивидуальных массово-центровочных параметрах грузовых самолетов типа АН-124-100 в зависимости от бортового номера самолета, и второй - сведения о массово-геометрических параметрах грузов, данные второго массива делят на три группы, содержащих соответственно 1-я - сведения о геометрии груза с присвоением им кода, 2-я - классификацию грузов по массовым характеристикам с цветовым оформлением и 3-я - классификацию грузов по расположению центра масс, по запросу оператора по бортовому номеру самолета из первого массива данных задают его начальные массовые параметры, вводят массово-геометрические параметры грузов и массовые параметры топлива и отображают в первом выделенном окне на экране дисплея табличное представление исходных данных, в отдельном активном окне отображают изображения совокупности грузов, на которых указаны порядковые номера по спецификации, расположенные в центре масс груза, во втором выделенном окне на экране дисплея отображают планшет пола грузовой кабины, с нанесенным положением шпангоутов и текущей дистанции от шпангоута №20, после чего производят размещение грузов на планшете пола грузовой кабины путем "перетаскивания" мышью изображения грузов из отдельного активного окна, причем проверку соотносимости геометрических параметров позиций груза в поперечном сечении грузовой кабины самолета осуществляют путем наведения маркера сечения на дистанцию размещения груза на планшете пола грузовой кабины, отображая при этом во втором выделенном окне поперечное сечение грузовой кабины по шпангоуту №20 с изображением установленных грузов, также во втором выделенном окне отображают текущее значение центровки самолета, изменяющееся после установки очередной позиции груза, причем, в случае превышения максимально допустимых значений коммерческой нагрузки и взлетной масс компьютер сигнализирует оператору о превышении параметров, в третьем выделенном окне отображают информацию, выводимую на печать.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае многоярусной загрузки второй ярус и последующий отображают на отдельных планшетах пола грузовой кабины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу автоматического моделирования системы управления процессом, в которой элементы пользовательского интерфейса организованы в древовидную структуру, отражающую топографию элементов в системе управления процессом.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля за состоянием различных изменяющихся объектов. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности.

Изобретение относится к средствам определения стоимости проекта на ранних стадиях проектирования. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования динамики взаимодействия крупномасштабных систем. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в самообучающихся системах управления объектами, не имеющими точной математической модели, а также для моделирования таких систем управления.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования исправной работы цифровых устройств при их проектировании, в том числе при построении тестов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического моделирования широкого класса вычислительных систем, в частности для моделирования мультипрограммных ЭВМ, работающих в режиме разделения времени с многошаговым алгоритмом адаптации .

Изобретение относится к компьютерной системе, основанной на программном обеспечении предсказательной модели одиночной скважины (SWPM)

Изобретение относится к средствам для обучения математике, в частности решения алгебраических и неопределенных уравнений

Изобретение относится к вычислительной технике, а конкретнее к распределенным моделям прикладного программирования

Изобретение относится к области для моделирования процесса обслуживания двух потоков заявок с различными приоритетами и может быть использовано в устройствах, моделирующих работу систем массового обслуживания (СМО)

Изобретение относится к автоматизированным системам сбора, обработки и анализа информации, а также системам искусственного интеллекта и может быть использовано при разработке, испытаниях, исследовании и совершенствовании автоматизированных систем сбора, обработки и анализа информации, в том числе специальных программных комплексов системы информационно-телеметрического обеспечения образцов ракетно-космической техники. Техническим результатом является выявление системных и синтаксических ошибок алгоритмов систем и сведение их к минимуму с учетом морфогенеза системы. Объект испытаний помещают в программный комплекс имитации группового телеметрического сигнала и моделируют ситуации, степень агрегации которых ниже агрегирующей способности объекта испытаний, проводят настройку весов и ребер графа, получают многомерный граф реализации решающей функции, который дифференциально отображают на плоскость, и при этом выявляют характерные построения. Моделируют ситуации, вызывающие инициацию вершин и ребер графа, образующих характерные построения, порождая новый многомерный граф, с новыми характерными построениями на проекции. Таким образом, итеративно проводят перестройку графа реализации решающей функции. 6 ил.

Изобретение относится к моделированию и может быть использовано для создания модели поведения конструкций и изделий авиационной техники в условиях неопределенности входных параметров. Техническим результатом является повышение точности испытаний механических и эксплуатационных свойств разрабатываемых и восстановленных узлов и деталей. Способ содержит создание модели поведения конструкций и изделий авиационной техники в условиях неопределенности входных параметров на двух уровнях: макроскопическом - методом конечно-элементного моделирования и микроскопическом - методами квантовой механики и молекулярной динамики, сначала рассматриваются микроскопические образцы, представляющие модель, геометрически подобную стандартным образцам, используемым для механических испытаний, которые виртуально испытываются методами молекулярной динамики, а полученные механические параметры микроскопических образцов используют, как недостающие макроскопические параметры в моделях материалов для конечно-элементного моделирования, причем при переходе от микроскопического к макроскопическому уровню моделирования и обратно используют масштабную инвариантность механических параметров и законов. 4 ил.

Изобретение относится к области проектирования и оптимизации тонкостенных конструкций с периодически изменяющимися сечением и внутренними каналами в стенках. Технический результат - снижение трудоемкости анализа и оптимизации конструкции и уменьшение времени вычислительных операций в ходе оценки прочности, жесткости и устойчивости конструкций. Способ состоит в том, что на первом этапе формируют измененную конструкцию экранов в виде ортотропных пластин и/или оболочек, рассчитывают их размерные, физические и физико-механические характеристики, формируют конечно-элементную модель этой конструкции, проводят моделирование ее напряженно-деформированного состояния, анализ и оптимизацию конструкции, определяют локальные области ортотропных пластин и/или оболочек с повышенными перемещениями, напряжениями и деформациями. На втором этапе формируют вторую измененную конструкцию участками плавниковых экранов в локальных областях ортотропных пластин и/или оболочек с повышенными перемещениями, напряжениями и деформациями, моделируют их твердотельными моделями, проводят моделирование ее напряженно-деформированного состояния, анализ и оптимизацию конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области моделирования процессов управления и может быть использована для моделирования процессов двухуровневого адаптивного управления техническими средствами (ТС) различного назначения, например охраны, связи, разведки, защиты информации, радиоэлектронной борьбы, радиолокации и др. Техническим результатом является повышение эффективности принятия решений по управлению техническими средствами. Система моделирования содержит соответствующим образом соединенные модели: пунктов управления, линий связи, устройств хранения баз данных, блоков сбора и анализа данных, адаптивного выбора порядка доопределения данных и оценки эффективности воздействия, доопределения данных, идентификации, классификации, определения приоритетов, оценки эффективности, формирования списка ТС по эффективности, распределения объектов между ТС, формирования целеуказаний ТС, пультов управления, устройств отображения информации, приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и управления техническим средством. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при анализе и моделировании сложно формализуемых процессов, характеризующихся большим числом учитываемых факторов, что требует применения специализированных методов и инструментальных средств для многомерного анализа разнокачественной информации. Техническим результатом является повышение устойчивости последовательной кластеризации. Способ автоматической кластеризации объектов содержит формирование из исходного множества классифицируемых объектов выборок в виде начальных кластеров, причем исходное множество формируется путем идентификации каждого классифицируемого объекта его параметром, задающим координату классифицируемого объекта в исходном множестве, и рассматривается как выборка обучения, которую формируют по показательному закону распределения, а данные о кластерах, полученные на этапе обучения, заносятся в соответствующие элементы блока памяти, которые используются при дальнейшем последовательном накоплении в них измерительной информации, на этапе обучения определяют также модель кластера Ki с количеством элементов Ni, удовлетворяющую минимуму риска RMi(α) формирования модели кластера. 2 ил.

Изобретение относится к добыче нефти и газа с применением компьютерного моделирования. Техническим результатом является повышение эксплуатации месторождения. Предложен способ определения множества значений в промысловом объекте, реализуемый с использованием компьютера, и включает этапы, на которых осуществляют: получение компьютерной системой модели данных, представляющей коллектор и каждый скважинный ствол, причем модель содержит один или более узлов на указанном промысловом объекте, а узлы включают один или более наборов узлов, при этом каждый набор содержит единичный узел или множество соединенных друг с другом узлов, причем по меньшей мере один узел в каждом наборе находится в скважинном стволе; получение компьютерной системой системы линейных алгебраических уравнений, устанавливающих взаимосвязь между указанными значениями, представленными в уравнениях в качестве переменных, причем указанные значения включают давление для каждого узла в каждом наборе и включают значения расхода потока, определенные расходами потока в узлы или из узлов, в каждом наборе, и для каждого узла уравнения содержат набор из одного или более уравнений со значениями в узле, при этом для по меньшей мере одного узла в каждом наборе узлов набор из одного или более уравнений содержит по меньшей мере одно уравнение с давлением в узле и с одним или более значениями расхода потока в узле; выполнение компьютерной системой линейного преобразования системы уравнений, причем линейное преобразование включает линейное преобразование уравнений каждого набора уравнений для исключения по меньшей мере одного значения расхода потока из по меньшей мере одного уравнения в каждом наборе уравнений и при этом линейное преобразование обеспечивает преобразованную систему уравнений; и решение компьютерной системой преобразованной системы уравнений для указанных значений. 10 н. и 10 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к компьютерному моделированию центровки грузового самолета типа АН-124-100

Наверх