JPS61193999A - 飛行体の燃料重量残量の測定方法 - Google Patents

飛行体の燃料重量残量の測定方法

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JPS61193999A
JPS61193999A JP60033465A JP3346585A JPS61193999A JP S61193999 A JPS61193999 A JP S61193999A JP 60033465 A JP60033465 A JP 60033465A JP 3346585 A JP3346585 A JP 3346585A JP S61193999 A JPS61193999 A JP S61193999A
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、姿勢変動がある飛行体に取付けられた燃料タ
ンク内の燃料を測定するに際して、特に燃料レベルと液
面傾斜補正とに基づいて燃料重量残量を演算して、演算
出力の高精度化を図った飛行体の燃料測定システムに関
する。
〈従来の技術〉 従来の技術を飛行体の代表である航空機に取付けられた
燃料型ffi 175Mを測定する飛行体の燃料測定シ
ステムを例にとって説明する。尚、前記燃料を測定する
燃料レベルセンサは航空機に用いられる場合は静電容量
式のタンクユニットが一般に゛広く用いられるので、最
下「T/U」 (タンクユニットの略称)と表現する。
尚このシステムでは変化がリニ゛アなものを使用する。
        □第3図は、従来の航空機の燃料測定
システム構成因である。
このために燃料タンク内の燃料レベルはT/Uで測定し
、燃料液面は加速度に対して垂直になることを利用して
燃料の液面傾斜角は加速度計を用いて測定し、これら燃
料レベルと液面傾斜角に基づいて燃料重量残量を演算す
る必要がある。
以下、従来の技術を第3図で説明する。
第3図において、T/LJ1  (図では(T/Ll)
a、・・・(T/U)cから成る)は燃料タンクT内の
燃料Qの燃料レベル(図ではZ+、・・・Z3)を測定
し、航空機のX方向、Y方向、2方向の加速度を加速度
計3で測定し、燃料演算部2で加速度に基づいて液面傾
斜角を演算した上でこの液面傾斜角と燃料レベルに基づ
いて燃料!!量残量Wを演算し出力するものである。
尚、燃料演算部2は、T/Ulが接続される燃料入力イ
ンターフェイス(以下r T/FJと略称する)21と
、液面傾斜角を演算し、この液面傾斜角と燃料レベルに
基づいて燃料重量残量Wを演算する演算機能22と、各
設定箇所に応じた重み係数を配憶する記憶要素(ROM
>23と、適宜必要な情報をアクセスするランダムアク
セスメモリ(RAM>24と、この燃料演算結果を外部
に出力する出力1/F25と、加速度信号が入力する加
速度人力1 / F 26とから成る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、このような燃料測定システムは、航空機の翼
の取付は角の変化等に対して加速度計3の信号から傾斜
補正値を1qるのでは充分のフォローができない。大型
航空機の場合、燃料タンクは翼内に有り、地上・空中の
諸条件により上反角(機体に対する取付角度)が変化し
たり加速度が加わったりして正確な液面傾斜(燃料タン
クに対する燃料の液面の傾き)を検出することが難しく
、結果的に燃料残量出力の誤差を生じる原因となってい
る。液面傾斜角を測定する加速度計3は飛行体の胴体内
にiQIされるのが普通である。しかるに燃料タンクT
が設置される黄は一般に取付は角が変動することが考え
られるので、この点を考えた場合は加速度計3は翼内に
設置されなければ正確な傾斜角は測定ができず誤差とな
る。翼の取付1ノ角が変動する場合として、地上と空中
とでは上反角が大きく変ること、地上にあって燃料供給
に際して燃料Qが増加するに従って翼の撓みが増大する
こと等が考えられる。加速度計3の加速度信号で液面傾
斜補正を行なう場合、全体が変化しない場合はよいが、
上記したように翼が撓む状態にあっては撓みの誤差が発
生する。従って、正確な燃料重量類MWの値を把握する
ことができない。
ところで、液面傾斜補正を最低3本のT/Uで°燃料レ
ベルと共に得ることも当然考えられるが、3本では傾斜
角に対するダイナミックレンジが狭く、ダイナミックレ
ンジを広げようとすると必然的にT/Uの数が沢山必要
となる。このようにすると全体の重量が増加し、保守や
燃費や等の面で好ましくない。という問題点がある。
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みて成され
たものであって、姿勢変動がある飛行体に設けられた燃
料タンク内の燃料の燃料重量残量を81j算する飛行体
の燃料測定システムにおいて、従来は飛行体が地上や空
中にあるか否かに拘らず、燃料レベルはT/Uで測定し
液面傾斜演算は加速度計で測定した値を利用する技術、
又は全てをT/Llで測定し演算していたちのを、本発
明にあっては燃料レベルはT/Uで測定し、液面傾斜演
算は、地上においては3本のT/Uで行ない、空中では
加311m計によって行なうことにより、全体の液面傾
斜演算精度を向上して、この各液面傾斜演n値とT /
 Uによる燃料レベルとに基づいて飛行体の翼の変形に
左右されることなく正確かつ高精度に燃料重量残量を得
る飛行体の燃料測定システムを提供することを目的とす
る。
く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成するための本発明の飛行体の燃料測定
システムは、飛行体の燃料の状態であるレベルや傾斜を
測定する燃料レベルセンサと、飛行体のl1lII′I
I陸に共なって0N10FFする離着陸確認スイッチと
、飛行一体の加速度を測定する加速度針とが接続され燃
料ff1ffi残量を演算する燃料演鋒部とを具備した
構成からなっている。
ぞして前記演算装置は。
■:m着陸確認スイッチの信号により飛行体が空中にい
ることを認識して加速度計の信号に基づいて燃料の液面
傾斜補正演算値を演算し、■二11着陸確認スイッチの
信号により飛行体が地上にいることを確認して燃料レベ
ルセンサの信号である液面レベルに基づいて燃料の液面
傾斜演算値を演算し、 ■:これら液面傾斜補正演算値及び液面傾斜演算値と燃
料レベルセンサで測定した燃料レベルとに基づいて燃料
重量残量を演算をする機能を有する。
構成とした。
〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。尚
、以下に示す図面と第3図おいて重複する部分は同一番
号を付してその説明は省略する。
第1図は本発明の飛行体の燃料測定システムのブロック
線図である。
第1図において、4は航空機の例えば着陸足の部分に設
けられてこの航空機の離着陸に共なって0N10FFす
るfIB着陸確認スイッチ(以下「GAS  SWJと
略称する)、20はT/U1とGAS  SW4と加速
度計3とが接続され燃料重量残ff1Wヲ2Witlf
fi13演算1 (26ハGAs  SW1/Fである
)である。この燃料演算部20は、GAs  SW4の
信号により航空機が空中にいる時を認識して加速度計3
の信号から燃料Qの液面傾斜補正演算値を演算し、GA
S  SW4の信号により航空機が地上にいる時を認識
してT/Lllの信号から燃料Qの液面傾斜演算値を演
算し、これら液面傾斜補正演算値と液面傾斜演算値と更
にT/U1で測定された燃料Qの燃料レベルの値に基づ
いて燃料重量列mWを演算する構成となっている。
以下、このように構成された飛行体の燃料測定システム
の内、特に加速度計3で液面傾斜補正演算値を演算する
場合と、T/U1で液面傾斜演算値を演算する場合を詳
細に説明する。
燃料演算部20はGAS  SW4の接点情報を入力し
て航空機が地上にあるか空中にいるかを判断する。
(航空機が地上にある場合) この時の夫々(7)(T/U)a、(T/U)b。
(T/U)cの液面レベルをZl 、Z2 、Zsとす
る。又、これらのχ座標、V座標が夫々(χ1゜M+)
、(χ2.!/2>、(χ3+y3>であれば、機体の
ピッチ方向、ロール方向の液面傾斜角θe + P e
を燃料演算部20で演算する。
ここで、χ座標、y座標の点(0,O,Zo )を通り
、ピッチ角θe、ロール角5’eなる平面は、2、−χ
−tanθ6 +y−tan5’e +Zo ・−(3
)で表わされる。この平面上に点(Zl * !’ I
 * 21)、(χa + yx * 22 )l  
(χ3*yx*Z3)があるので、夫々、 Z、amχ1  atanθ0+ ’!l+  ・tanv)e +Zo  ・”(4)z
2−χ2・tanθe十 y2−tarB>、+Z、  ・(S)z3−χ3・t
anθe+ ’/3・tan9’e +Zo  ”(6)を満す。従
って、これらの式を連立方程式としてθ、Pについて解
けば、 θ@−jan−’ ・ ((Z)−Zl )(y3−yq )−(Zl −22
)(y3  ’l+ ))/((χ3−χ+)(Vs 
 2/2)−(χコ −χz)(ys  −4/1 )
) ・・・(1〕ψe■t a n ’ ・ [(23−22)(I3−χI )− (Zl  Zl )  (χ3−χ2))/((χ3−
χ+ )(Ma  ’!12)−(χ3−χ2 )(y
3−y+ ))・・・(2)が得られる。即ち、T/L
itを用いて液面傾斜演算値を得ることができる。
(航空機が地上にある場合) 第2図は加速度と液面の関係図である。
加速度計3から、χ、y、z方向の加速度A X +A
y、Azを入力し、液面傾斜補正を求める。燃料が加速
度に対し平衡した場合、航空機のピッチ方向、ロール方
向の液面傾斜角θs * 9’ sは次式に基づいて燃
料演算部20で演算される。
液面Q1は加速度αの方向に対し直角な平面で平衡する
。この時、液面傾斜角θは第2図から、θs = j 
a n−’  (Ax/Az )      −(7)
となる。ロール方向についても同様にして、ψs = 
t a n−’  (Ay /Az >  −−(8)
となる。従って、燃料演算部20は、各加速度A x 
+Ay、Azを入力して(7)、 (8)式から、液面
傾斜角を求めることができる。これら液面傾斜演算値と
液面傾斜補正演算値とを基にこれに燃料レベルの直を用
いて現在の飛行体の燃料重量残量Wが燃料演算部20で
演算される。その演算式の一例である近似演算式は、 W−Zt+KC+ θ+に25’+に3θP  ・・・
(9)となる。但し、K+ * K2 * K3は燃料
レベルZJ及び液面傾斜角演算値θψの区間に対応して
定まる定数であり、折線近似式で求めたものである。
上述した説明は、T/Uを3個yl装置した場合で説明
したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例え
ば4個以上T/UをiiQ置するようにしてら本発明を
実現することは可能である。
又、本発明の飛行体の燃料測定システムは、上述の航空
機に用いられることに限定されることなく、同様の機能
、構成を有するものであれば広く利用できることはいう
までもない。
〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に本発明を説明したように、
飛行体の燃料を測定する燃料レベルセン9と、飛行体の
l1lii陸に共なって0N10FFIる離着陸確認ス
イッチと、飛行体の加速度を測定する加′Ua計とが接
続され燃料重量残量を演算する燃料演算部から成る本発
明の飛行体の燃料測定システムによれば、 ■:地上と空中で傾斜検出方法を変えることにより、各
々の方法の利点が生かされる。以下、燃料タンクが翼の
内にある民間機の場合について見ると、 a:地上においては、航空機の機体は傾いた姿勢をとる
ことはなく、むしろ買が下方向に撓むことが問題となる
ので、T/Uによる液面傾斜検出方式はこの翼の撓みを
含めた傾斜検出ができるので、翼の撓みが誤差とならず
、翼が撓むことにより、燃料に浸るT/Uの数が増える
ので、この方式の欠点である「最低3本のT/Uが燃料
に浸る必要があるので、T/LJの数を増やす必要があ
る」という心配がない。
b=中空中おいては、航空機は上昇・下降・旋回等をす
るため大きく傾(ので、傾斜角のダイナミックレンジの
広い加速度による液面検出方式が有利となる。
C:このように、機体のその時の状態に応じて適切なセ
ンサを用いて液面傾斜函を正確に得ることにより、この
液面傾斜値とT/Uで得られた燃料レベルとに基づいて
高精度で燃料残MWが得られる。
■:このような構成(最低3個のT/Uと加速度計とG
AS  SW)なので、どのような形状の燃料タンクに
もvQ置することができる。
■:液面傾斜補正演算を行うようにしたので、測定精度
の向上が図れた。
■: T/Uを少なくとも3個で構成している構造なの
で、従来技術に比較して故障等に対しても強くなり、高
信頼性を得ることが出来ると共に、全体としてのT/U
の数は、従来技術で得られる精度と対応させた場合少な
くてよい。
等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の飛行体の燃料測定システム構成図、第
2図は加速度と液面の関係図、第3図は従来の飛行体の
燃料測定システムの構成図である。 1・・・燃料レベルセンサ(T/U) 、2 、20・
・・燃料演算部、3・・・加速度計、4・・・GAS 
 sW。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 飛行体に設けられた燃料タンク内の燃料の状態を燃料レ
    ベルセンサで測定し、前記飛行体の加速度を加速度計で
    測定し、これら各測定値に基づいて燃料重量残量を演算
    する飛行体の燃料測定システムにおいて、前記飛行体に
    設けられてこの飛行体の離着陸に共なってON/OFF
    する離着陸確認スイッチと、前記燃料レベルセンサと前
    記離着陸確認スイッチと前記加速度計とが接続され前記
    燃料重量残量を演算する燃料演算部とを具備し、前記燃
    料演算部は、前記離着陸確認スイッチの信号により前記
    飛行体が空中にいる時を認識して前記加速度計の信号か
    ら前記燃料の液面傾斜補正演算値を演算し、前記離着陸
    確認スイッチの信号により前記飛行体が地上にいる時を
    認識して前記燃料レベルセンサの信号から前記燃料の液
    面傾斜演算値を演算し、これら液面傾斜補正演算値及び
    液面傾斜演算値と前記燃料レベルセンサで測定された前
    記燃料レベルとから前記燃料重量残量を演算することを
    特徴とする飛行体の燃料測定システム。
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Cited By (6)

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