и
Космос 02.08.2020

Центровка самолета

1 мин.

Практическое определение центра тяжести( центровки) авиамодели.

В народе центр тяжести называют центровкой. На английском языке этот термин звучит как “Center of Gravity” или сокращенно “C.G” на это стоит обратить внимание при чтении чертежей.

Центровку уже готовой модели легко определить положив модель на большой и средний палец руки. Получиться что то на подобии вилки. Смещая пальцы добиваются продольного равновесия модели самолета. Точка равновесия и будет центром тяжести.  Обычно центровка кордовой модели должна лежать в районе лонжерона крыла. Но так как крылья бывают не только прямоугольные но других разных форм, то следует руководствоваться прдеписанием чертежа. Обычно Ц.Т указывается в % (процентах от средней аэродинамической хорды).  

Теория влияние центра тяжести на поведение авиамодели самолета.

       Положение ц, т. относительно САХ (средняя аэродинамическая хорда)  определяется двумя координатами — Xц.т и  Yц.тXц.т — это измеряемое вдоль САХ расстояние от начала САХ до ц. т.; Yц.т — расстояние от ц.т. до САХ, измеряемое в направлении, перпендикулярном САХ.  Координаты Xц.т и Yц.т, выраженные в долях САХ называются соответственно центровкой по длинеСАХ и центровкой по высоте.

 Центровка самолета

Если Xц.т менее 0,25, то говорят, что модель имеет переднюю центровку; при Xц.т более 0,30 — центровка задняя. Величине Xц.т, равной 0,25 — 0,3, соответствует средняя центровка.

Решающее значение для продольной устойчивости имеет центровка по длине САХ; центровка по высоте влияет на продольную устойчивость не столь значительно.

Влияние центровки по длине САХ на устойчивость модели рассмотрим с помощью рисунков, объясняющих возникновение восстанавливающих моментов при передней и задней центровках.

     При передней центровке в установившемся полете подъемная сила крыла стремится повернуть модель носом вниз, уменьшая угол атаки. Если бы не было других аэродинамических сил, модель вместе с крылом повернулась бы по потоку так, что подъемная сила крыла стала бы равной 0 (или близкой к 0 при высоко-расположенном крыле), и вместо установившегося полета модель отвесно бы падала.

      Но на модели имеется стабилизатор, который при определенном отрицательном угле атаки дает аэродинамическую силу, направленную вниз. Момент этой силы стремится повернуть модель на больший угол атаки, уравновешивая тем самым момент крыла и балансируя модель на необходимом угле атаки.

Все моменты, стремящиеся уменьшить угол атаки, называются пикирующими, а моменты, стремящиеся, наоборот, увеличить угол атаки — кабрирующими. Условимся считать пикирующие моменты положительными, а кабрирующие — отрицательными.

В установившемся полете моменты всех аэродинамических сил относительно ц.т. модели уравновешиваются и модель оказывается сбалансированной на нужном угле атаки, т. е. при передней центровке: М — Мст в 0, но так как М = Y • (Xц.д — Xц.т) и Мст = Yст • L (моментами силы сопротивления стабилизатора и крыла ввиду их малости пренебрежем), то

Центровка самолета

        Далее предположим, что действием возмущения, например, порыва ветра, модель окажется запрокинутой на большой угол атаки (рис. 19,б). При этом подъемная сила крыла возрастет, а отрицательная подъемная сила стабилизатора уменьшится; возможно, она станет равной 0 или даже положительной. Таким образом, равновесие моментов, а следовательно, и балансировка модели нарушатся, разность М — Мст уже не будет равной 0, она станет положительной величиной, т. е. пикирующим моментом. Этот пикирующий момент и является восстанавливающим моментом, так как он стремится вернуть модель к первоначальному положению.

        Аналогичное явление имеет место и при вынужденном отклонении модели на меньшие углы атаки (рис. 19,в). В этом случае пикирующий момент крыла уменьшится, кабрирующий момент стабилизатора увеличится, следовательно, появится восстанавливающий момент, возвращающий модель к исходному положению.

        При перемещении ц. т. назад восстанавливающие моменты уменьшаются, а при слишком задних центровках не появляются вообще. На рис. 20 показана модель, имеющая заднюю центровку. Момент крыла этой модели — кабрирующий; следовательно, для обеспечения балансировки стабилизатор должен иметь подъемную силу, т. е. быть, как говорят, несущим. Несущий стабилизатор дает пикирующий момент, уравновешивающий момент крыла.

        При отклонении модели под действием какого-либо возмущения на больший угол атаки подъемные силы крыла и стабилизатора возрастают и восстанавливающий момент будет иметь место только в том случае, если пикирующий момент стабилизатора превысит кабрирующий момент крыла. При уменьшении угла атаки крыло и стабилизатор уменьшают подъемную силу и восстанавливающий момент возможен только при условии более значительного снижения момента стабилизатора по сравнению с моментом крыла.

       При заданных значениях площади стабилизатора и его плеча существует такое предельно заднее положение ц.т., при котором восстанавливающие моменты пропадают, становятся равными нулю. Такая центровка называется критической. Если же ц.т. сместится за предельно заднее положение (такая центровка называется закритической)

то при отклонении модели от положения равновесия появляются аэродинамические моменты, стремящиеся еще более увеличить это отклонение. Таким образом, модели, имеющие критическую центровку, — нейтральны, а при закритической центровке — неустойчивы.

     Модель с критической и закритической центровками летит только до первого возмущения, которое выводит ее из режима установившегося полета, и вернуться к этому режиму она уже не может. На рис. 21,а показано действие на такую модель встречного порыва  ветра:  модель запрокидывается  на   большие   углы атаки, теряет скорость и падает;    попутный    порыв ветра сразу же «сбрасывает» ее в пикирование. 

Центровка самолета

Рис. 21. Действие  возмущения  на  модель: а — с закритической центровкой; б — с излишне передней центровкой;  в — с  нормальной  центровкой

Неустойчивость, свойственная  моделям с закритической    центровкой,    называется     апериодической-неустойчивостью.

       Чтобы не допустить на модели критическую и закритическую центровки, необходимо знать предельно заднее положение центра тяжести. Рассчитать его трудно, поэтому лучше воспользоваться графиком рис. 22.

Центровка самолета

  В правой части показана зависимость предельно заднего положения ц.т. от коэффициента продольной устойчивости Аст (его еще называют коэффициентом эффективности стабилизатора) и центровки по высоте.

Коэффициент  Аст  рассчитывают по формуле:Центровка самолета

Для моделей планеров его можно принять равным 0,75—1,2, для резиномоторных и таймерных — 1,1—1,7. Из графика видно, что у моделей, имеющих большие значения Аст , допустимы более задние центровки.

Подобный же эффект дает и увеличение центровки по высоте: на моделях высокопланов центровки могут быть более задними, чем на низкопланах.

        Может сложиться мнение, что для обеспечения продольной устойчивости модели предпочтительнее не задние, а передние центровки, гарантирующие появление восстанавливающих моментов. Но это неверно. При передних центровках восстанавливающие моменты чрезмерно велики. Модель под действием чрезмерно большого восстанавливающего момента не возвращается к своему исходному положению, а проскакивает через него. В новом отклоненном положении на модель действует восстанавливающий момент противоположного направления. Но и он имеет величину большую, чем необходимо для возвращения модели в исходное положение,— и модель вновь проскакивает через него. Таким образом, модель, имеющая переднюю центровку, прежде чем вернуться к своему исходному положению, совершает длительные колебания вокруг своего ц. т. Эти колебания приводят к волнообразному полету, в котором модель, конечно, не покажет хороших результатов.

        Величина (амплитуда) и продолжительность продольного колебательного движения, помимо центровки, зависят от демпфирующей способности модели и ее продольного момента инерции. Чем меньше момент инерции, тем быстрее модель успокаивается и прекращает колебания. Уменьшить продольный момент инерции можно, облегчая детали конструкции, расположенные на большом расстоянии от ц. т., — хвостовое оперение, хвостовую и носовую часть фюзеляжа. Груз, нужный для приведения веса такой облегченной модели к величине, необходимой по нормам, следует размещать в центре тяжести. модели — в этом случае он практически не увеличит ее момент инерции. Это особенно широко используется на моделях планеров: на некоторых, построенных в последнее время, после балансировки вес был около 300—350 г. Чтобы сделать вес равным 410 г, в фюзеляже около ц.т. заделывают свинцовый груз нужного веса. Такие модели планеров показывали неплохие результаты при полетах в возмущенном воздухе.

Но только уменьшения момента инерции недостаточно для быстрого затухания колебаний: необходимо еще, чтобы демпфирующая способность модели была высокой. Основную долю демпфирования дает стабилизатор, крыло же вследствие близкого расстояния от центра тяжести а фюзеляж из-за малого значения Су слабо влияют на демпфирование.

Демпфирующий момент стабилизатора определяется величиной коэффициента продольного демпфирующего   момента,    зависящего   от   произведения Центровка самолета

        Чем больше это произведение, тем выше значение продольного демпфирующего момента. Поэтому для продольной устойчивости модели имеет большое значение не только величина Аст , но и соотношение площади стабилизатора и его плеча. Модель с большим плечом и маленьким стабилизатором обладает лучшим демпфированием, чем модель с меньшим плечом, хотя коэффициент Аст у них одинаковый. Чрезмерно увеличивать плечо стабилизатора нельзя, так как это ведет к повышению момента инерции модели и значительному уменьшению стабилизатора, а следовательно, его хорды.    Как    показывает    практика, оптимальными значениями для Центровка самолета
следует    считать 4—7.

В левой части графика рис. 22 показана зависимость предельно переднего положения ц. т., обеспечивающего достаточно, быстрое затухание продольных колебаний модели от величины   Центровка самолета

По этому графику можно с достаточной точностью определить те границы, за которые не должен выходить ц. т. При некоторых    параметрах модели, особенно при больших Центровка самолета

значениях , границы  допустимых   центровок широки; у моделей с небольшим плечом оперения и малым Аст , наоборот, центровка должна быть очень строгой, и ошибки в ее определении недопустимы.

Для получения дополнительной подъемной силы у стабилизатора нужно выбирать центровку на 0,1— 0,3 Всах более переднюю, чем предельно задняя, но обязательно проверять, не переходит ли она за границу предельно передней центровки.

Расчет

Центр тяжести (CG) рассчитываются следующим образом:

  • Определение веса и руки всей массы внутри самолета.
  • Умножьте веса от оружия для всей массы для расчета моментов.
  • Добавьте моменты всей массы вместе.
  • Разделить суммарный момент на общую массу летательного аппарата, чтобы дать общую руку.

Рука, что результаты этого расчета должна быть в центре тяжести ограничений, диктуемых производителем самолетов. Если это не так, вес самолета должен быть удален, добавлен (редко), или перераспределены, пока центр тяжести не падает в заданных пределах.

Самолет центр тяжести вычислений выполняются только вдоль одной оси от нулевой точки опорной точки, которая представляет собой продольную ось летательного аппарата (для расчета FORE-к-кормовой части баланса). Некоторые типы вертолетов используют боковые пределы CG, а также продольные границы. Эксплуатация таких вертолетов требует вычисления CG по двум осям: один для расчета продольной CG (передние к кормовой части баланса), а другой для расчета бокового CG (слева направо) баланса.

Весовые, момент и руки значения основных элементов на воздушном судне (то есть двигатели, крылья, электронные компоненты) не изменяются и предоставляются производителем в Список авиационного оборудования. Производитель также предоставляет информацию, облегчающую вычисление моментов для топливных нагрузок. Съемные элементы веса (т.е. члены экипажа, пассажиры, багаж) должны быть надлежащим образом учитываться в расчете веса и CG оператора воздушного судна.

Пример

Масс-спектр (фунт) Рычаг (в) Момент (фунт-дюйм)
Пустой самолет 1,495.0 101,4 151,593.0
Пилот и пассажиры 380,0 64,0 24,320.0
Топливо (30 галлонов @ 6 фунт / галлон) 180,0 96,0 17,280.0
общие данные 2,055.0 94,0 193,193.0

Для того, чтобы найти центр тяжести, мы разделим суммарный момент от общей массы: 193,193 / 2055 = 94.01 дюймов позади базовой плоскости.

В более крупных воздушных судах, вес и баланс часто выражаются в процентах от средней аэродинамической хорды, или MAC. Например, предположим , что передний край MAC составляет 62 дюймов в корму от нулевой точки. Таким образом, CG рассчитанные выше лежит 32 дюймов в корме от передней кромки MAC. Если МАС составляет 80 дюймов в длину, процент MAC составляет 32/80 = 40%. Если допустимые пределы были на 15% до 35%, самолет бы не быть правильно загружен.

Общие указания по загрузке самолета

1. Максимальная взлетная масса самолета установлена:

  • в пассажирском и грузовом вариантах 5 500 кг;
  • в сельскохозяйственном варианте 5 250 кг.

2. В пассажирском варианте количество пассажиров не должно превышать 12.

3. В пассажирском и грузовом вариантах коммерческая загрузка не должна превышать 1 500 кг.

4. В сельскохозяйственном варианте масса ядохимикатов не должна превышать 1 500 кг.

5. При размещении на самолете пассажиров, багажа, почты и груза необходимо учитывать, что основное влияние на центровку самолета оказывают пассажиры, размещенные на задних креслах (сиденьях), и груз, наиболее отдаленный от центра тяжести самолета. Поэтому при неполном количестве пассажиров их нужно разместить на передних креслах. Пассажиров с детьми во всех случаях необходимо сажать на передние кресла, а багаж, почту и груз размещать так, чтобы создать центровку самолета, наиболее близкую к средней.

Примечания:

  1. Размещать багаж, почту и груз вдоль прохода между рядами кресел запрещается.
  2. В каждом конкретном случае фактическая коммерческая загрузка (не более 1 500 кг) определяется дальностью полета и массой пустого самолета

6. В грузовом варианте размещение загрузки в самолете обычно производят по меткам, указанным на правом борту фюзеляжа. Если груз массой 400, 600, 800 кг и т. д. разместить в грузовой кабине против соответствующих цифр с красной стрелкой, то это приведет к созданию предельно допустимой задней центровки. Поэтому желательно, чтобы центр тяжести размещенного груза находился не против красной стрелки, а впереди нее.

Если требуется перевозить груз, масса которого не соответствует цифрам, нанесенным на борту фюзеляжа, например 700 кг, его нельзя размещать против цифр 400 и 300, так как это приведет к созданию недопустимо задней центровки, выходящей за установленные пределы. В данном случае груз массой 700 кг следует разместить против любой цифры от 1 500 до 800 включительно. Предельная нагрузка на 1 м2 пола не должна превышать 1000 кгс.

7. Независимо от формы и габаритов груз (багаж) должен быть надежно закреплен, чтобы была исключена возможность его самопроизвольного перемещения в кабине во время взлета и посадки самолета.

Предупреждение. При загрузке самолета на поплавковом шасси отметками, нанесенными на правой стороне фюзеляжа, руководствоваться нельзя, так как они годны только для самолетов на колесном шасси.

8. В хвостовую часть фюзеляжа за шп. № 15 помещать грузы, а также запасные части запрещается.

9. Перед вылетом командир самолета обязан личным осмотром удостовериться, что в хвостовой части фюзеляжа груз отсутствует, а дверь заперта на замок.

Предупреждение. Если по условиям полета на борту нет груза (перегонка, тренировочный полет и т. д.) и возможна посадка самолета с небольшим количеством топлива (150-300 кг), то необходимо определить центровку для посадки.

В случаях, когда расчетная центровка на посадке менее 17,2 % САХ, то допустимую центровку можно получить, расположив соответствующим образом наземное и другое оборудование или балласт массой до 60 кг. При расчете центровки определить место размещения этой загрузки.

10. Перед вылетом командир самолета должен предупредить пассажиров, чтобы они не передвигались по кабине, а перед взлетом и посадкой обязательно были пристегнуты привязными ремнями, не трогали трубопроводы бензосистемы, электропроводку, экранированные жгуты радиооборудования, а также убедиться, что ограничительный ремень установлен.

11. При установке основных лыж Ш4310-0 и хвостовой лыжи Ш4701-0 вместо колес масса самолета увеличивается на 80 кг, а центр тяжести перемещается вперед на 0,7 % САХ.

При установке основных лыж Ш4665-10 и хвостовой лыжи Ш4701-0 на самолете вместо .колес масса самолета увеличивается на 57 кг, а центр тяжести перемещается вперед на 0,3 % САХ.

Инструкция и графики расчета загрузки и центровки самолета Ан-2

Приведенные в настоящей инструкции центровочные графики позволяют без вычислений и расчетов определить центровку самолета Ан-2 любых модификаций и при любых вариантах загрузки.

Подсчет центровки самолета Ан-2 десятиместного варианта и переоборудованного на 1-2 пассажирских мест производится по центровочным графикам.

Масса пассажиров (без багажа) в зависимости от периода года устанавливается:

  • весенне-летний с 15 апреля по 15 октября — 75 кг;
  • осенне-зимний с 15 октября по 16 апреля — 80 кг.

Масса детей от 5 до 13 лет — 30 кг, до 5 лет — 20 кг.

При расчете центровки самолета массовые и центровочные данные пустого самолета всех типов необходимо брать из его формуляра с учетом изменений, происшедших в процессе эксплуатации самолета.

При отсутствии в формуляре или в приложениях к нему сведений о центровке данного самолета и записей о доработках, изменяющих массу «конструкции и центровку самолета, рекомендуется принимать в расчет массу пустого самолета и центровку с плюсовым допуском из формуляра самолета той же серии.

Пример:

Серия выпуска 102.

Масса пустого самолета 3 354 кг.

Центровка 21,4+1 = 22,4 % САХ.

Серия самолета указана в судовом свидетельстве и формуляре самолета.

Центровку самолетов отечественного производства, переделанных на АРЗ ,в пассажирский вариант (12 кресел по полету), рассчитывать по центровочному графику на рис. 6 независимо от серии самолета.

Центровку всех самолетов производства ПНР (кроме пассажирских) рассчитывать по центровочному графику на рис. 5.

Описание и пользование центровочными графиками

В верхней части бланка центровочного графика (ЦГ) указаны: тип самолета, его модификация.

Слева дана таблица исходных данных, с помощью которой определяется взлетная и эксплуатационная масса самолета, предельная коммерческая загрузка. В этой таблице пилот должен проставить массу пустого (снаряженного) самолета, допустимую взлетную массу и массу дополнительного снаряжения (если имеется на борту). Справа — № рейса, № самолета, маршрут полета, аэропорт посадки, дату и время вылета, ф. и. о. командира воздушного судна.

Посередине ниже таблица массы (mсам) и центровки (xсам, % САХ) пустого (снаряженного) самолета. Слева от нее расположена таблица загрузки, а справа — таблица фактической коммерческой загрузки.

Масса снаряженного самолета (mсам) определяется так: из формуляра самолета выписывают массу пустого самолета, а из руководства по центровке и загрузке — массу и влияние на центровку типового оборудования.

На рабочем поле графика расположены строки со шкалами учета изменения центровки отдельными видами загрузки.

Каждая строка шкалы учета загрузки имеет определенную цену деления, указанную в колонке «Цена деления» с треугольником, показывающим направление отсчета (вправо или влево). Для более точных отсчетов цена деления шкалы разбита на промежуточные деления. Например, большие деления всех шкал «Пассажирские места» соответствуют массе двух (трех) пассажиров, малые деления — массе одного пассажира.

Шкалой для 12 пассажиров (рис. 4, 5, 6, 7а) не пользоваться.

Если центр тяжести груза располагается между шпангоутами, то при отсчете необходимо цену деления брать среднюю между этими шпангоутами.

Шкалой «Химикаты» следует пользоваться при загрузке самолета ядохимикатами.

График, расположенный в нижней части бланка ЦГ, показывает конечный результат расчета — центровку (% САХ) в зависимости от взлетной массы самолета.

Диапазон предельно допустимых центровок на графике ограничен наклонными линиями, значение которых соответствует 17,2 — 33 % САХ. Заштрихованная зона показывает центровки, вышедшие за пределы допустимых.

Центровка самолета по ЦГ определяется следующим образом:

в таблице вверху записываются масса пустого (снаряженного) самолета и его центровка, взятые из формуляра; из точки пересечения линии центра тяжести с линией массы пустого самолета опускается вертикаль на соответствующую шкалу учета загрузки (точка А). От точки А отсчитываем влево (вправо) по направлению треугольника количество делений, соответствующее загрузке (точка Б). Из точки Б опускаем вертикаль на последующую шкалу. Дальнейший расчет делается аналогично произведенным действиям (см. рис. 4) до самой нижней шкалы «Топливо». После отсчета количества топлива по шкале опускаем вертикаль до пересечения с горизонтальной линией взлетной массы самолета (нижний график). Точка пересечения показывает центровку самолета, соответствующую его взлетной массе.

На бланках ЦГ (рис. 4 и 5) приводятся примеры расчета, обозначенные стрелками.

Пример расчета центровки самолета до 121-Й серии, переоборудованного на 12 пассажирских мест.

1. Центровка пустого самолета 22,4 % САХ
2. Масса пустого (снаряженного) самолета 3 320 кг
3. Дополнительное снаряжение 30 кг
4. Масло 60 кг
5. Экипаж (2X80) 160 кг
6. Пассажиры на 12 креслах (сиденьях) (12×80) 960 кг
7. Багаж (с центром тяжести, расположенным на шп. № 7) 120 кг
8. Топливо 400 кг
9. Допустимая взлетная масса (по состоянию и длине ВПП) 5 100 кг
10. Взлетная масса самолета 5 050 кг
11. Центровка самолета (взлетная) 31,5 % САХ

Центровочный график самолета до 121-й серии

Рис. 4. Центровочный график самолета до 121-й серии. Пример расчета

Пример расчета центровки самолета со 121-й серии

1. Центровка пустого самолета 20,7 % САХ
2. Масса пустого (снаряженного) самолета 3 350 кг
3. Экипаж (2X80) 160 кг
4. Масло 60 кг
5. Пассажиры на 12 сиденьях (12X75) 900 кг
6. Багаж (с центром тяжести, расположенным на шп. № 7) 100 кг
7. Топливо 660 кг
8. Допустимая взлетная масса (по состоянию и длине ВПП) 5 230 кг
9. Взлетная масса самолета 5 230 кг
10. Центровка самолета (взлетная) 30,6 % САХ

Необходимость применения центровочного графика Ан-2 с 121-й серии в варианте 10 пассажирских мест вызвана тем, что начиная с 121-й серии выпуска самолетов Ан-2, справа спереди устанавливают УС-9ДМ, из-за чего правый ряд кресел пришлось сдвинуть назад на 120 мм, что привело к увеличению задней центровки.

Центровочный график самолета со 121-й серии

Рис. 5. Центровочный график самолета Ан-2 со 121-й серии. Пример расчета

При установке дополнительных кресел на этих самолетах можно пользоваться этим же графиком. Дополнительное 12-е кресло следует считать как второе 10-е, т. е. при полной загрузке (12 пассажиров) отсчет по шкале «Пассажир, места» производить на два деления — 2 пассажира. 11-е кресло на центровку не влияет.

При расчете центровки самолета в полете необходимо помнить следующее:

  1. Уменьшение количества топлива на каждые 100 кг смещает центровку вперед на 0,2–0,3 % САХ в зависимости от полетной массы самолета.
  2. При полетах на самолете Ан-2 с подвесными контейнерами для перевозки багажа, почты и груза масса пустого самолета от установки контейнеров увеличивается на 30 кг, а центровка смещается вперед на 0,15 % САХ. В контейнерах допускается размещать груз массой не более 60 кг в каждом, при этом центровка самолета смещается назад на 0,3 % САХ при грузе в контейнерах 120 кг.

Определение центровки самолета, оборудованного пассажирскими креслами, которые расположены по полету

Определение центровки производится по центровочному графику (рис. 6).

Пример расчета центровки по графику

1. Центровка пустого самолета 18,05% САХ
2. Масса пустого самолета 3 515кг
3. Масса пассажиров (12×75) 900 кг
4. Багаж (с центром тяжести, расположенным на шп. № 14) 120 кг
5. Экипаж (2×80) 160 кг
6. Масло 70 кг
7. Топливо 405 кг
8. Допустимая взлетная масса (по состоянию и длине ВПП) 5 250 кг
9. Взлетная масса самолета 5 250 кг
10. Центровка самолета 31,7% САХ

Центровочный график самолета Ан-2, оборудованного креслами которые расположены по полету

Рис. 6. Центровочный график самолета Ан-2, оборудованного креслами которые расположены по полету. Пример расчета центровки.

Определение центровки самолета Ан-2П (производства ПНР)

Положение центровки самолета определяется по ЦГ следующим образом:

  1. Из точки пересечения линии центра тяжести пустого самолета с линией массы пустого самолета (верхний график) опускается вертикаль на горизонтальную шкалу «Экипаж».
  2. Затем из полученной точки отсчитываем влево по направлению треугольника два деления, соответствующих массе экипажа (1 деление — 80 кг).
  3. Из конца полученного отрезка опускаем вертикаль на горизонтальную шкалу «Топливо», отсчитываем вправо по направлению треугольника 4,9 деления, соответствующие количеству топлива (1 деление — 50 кг).
  4. Дальнейший расчет делается аналогично произведенным выше действиям.
  5. Точка пересечения вертикали с горизонтальной линией взлетной массы показывает центровку самолета, соответствующую его взлетной массе.

Центровочный график самолета Ан-2П

Рис. 7. Центровочный график самолета Ан-2П. Пример расчета.

Центровочный график самолета Ан-2. Пример расчета центровки грузового варианта.

Рис. 7а. Центровочный график самолета Ан-2 до 121-й серии. Пример расчета центровки грузового варианта.

Примечания:

  1. В первом и во втором рядах кресел можно посадить по одному ребенку (0,3 деления — один ребенок — 30 кг).
  2. Багаж (максимально) на одной полке — 40 кг (0,5 деления).

Пример расчета центровки самолета по графику

1. Центровка пустого самолета 20,5 % САХ
2. Масса пустого самолета 3 450 кг
3. Экипаж 160 кг
4. Топливо 490 кг
5. Масло 50 кг
6. Пассажиры (12×75) 900 кг
7. Дети (2×30) 60 кг
8. Багаж на полках (2×40) 80 кг
9. Багаж за креслами (сиденьями) 40 кг
10. Допустимая взлетная масса (по состоянию и длине ВПП) 5 500 кг
11. Взлетная масса самолета 5 260 кг
12. Центровка самолета 30,6 % САХ

Пример расчета центровки грузового самолета

1. Центровка пустого самолета 20,7 % САХ
2. Масса пустого (снаряженного) самолета 3 350 кг
3. Экипаж (2×80) 160 кг
4. Масло 70 кг
5. Груз 1 000 кг
6. Топливо 650 кг
7. Допустимая взлетная масса (по состоянию и длине ВПП) 5 250 кг
8. Взлетная масса самолета 5 230 кг
9. Центровка самолета (взлетная) 28,3 % САХ

Самолет многоцелевого назначения Ан-2

Руководство по загрузке и центровке по ГОСТ 18675-2012

В РЗЦ приводят общие сведения о ВС как о транспортном средстве, возможные грузы (разрешенные варианты снаряжения и заправки), характеристики по массе ВС, значения расчетных масс и ограничения по массам, значения допустимых пределов положения центра масс ВС, схемы внутренней компоновки ВС, центровочные характеристики, указания по планированию загрузки (снаряжения) и разгрузки ВС.

РЗЦ формируют из следующих разделов:

  • «Введение»;
  • «Лист регистрации изменений»;
  • «Общие сведения»;
  • «Данные по массе ВС»;
  • «Центровка ВС»;
  • «Загрузка и разгрузка ВС»;
  • «Центровочный график».

Допускается по согласованию с заказчиком объединять разделы «Центровка ВС» и «Центровочный график».

Некорректный вес и баланс в неподвижном крыле самолете

Центровка самолета
Центр тяжести этого British Aerospace 146 сдвинут назад после того, как его двигатели были удалены, что делает его неустойчивым. В результате, она наклонена назад на его задней части фюзеляжа в ветреную погоду.

Когда центр тяжести или веса воздушного судна находится вне допустимого диапазона, то воздушное судно может быть не в состоянии выдержать полет, или это может быть невозможным поддерживать самолет в горизонтальном полете в некоторых или во всех обстоятельствах, в некоторых событий , приводящих к нагрузке смещение . Размещение CG или веса воздушного судна за пределами допустимого диапазона может привести к неизбежной катастрофе самолета.

Центр тяжести вне диапазона

Когда на первый план кормовой центр тяжести (CG) находится вне диапазона серьезные проблемы управления самолета происходят. Носовая кормовая CG влияет продольную устойчивость самолета, причем стабильность возрастает, поскольку ЦТ двигается вперед, и стабильность уменьшается по мере ЦТ двигается на корме. С позицией вперед CG, хотя устойчивость самолета увеличивается, орган управления лифта уменьшается в возможности повышения носа самолета. Это может вызвать серьезное состояние во время посадки вспышки, когда нос не может быть поднято достаточно, чтобы замедлить самолет. Кормовая положение CG создает серьезные проблемы управляемости за счет снижения стабильности основного тона и повышенной чувствительности управления лифтом, с возможной потерей управления самолетом.

Поскольку сжигание топлива постепенно приводит к потере веса и, возможно, сдвиг в CG, это возможно для воздушного судна, чтобы снять с CG в пределах нормального рабочего диапазона, и тем не менее, позднее развивается дисбаланс, что приводит к проблемам управления. Расчеты CG должны принимать это во внимание (часто часть этого рассчитывается заранее изготовителем и включены в пределы CG).

Вот пример Piper Mirage со слишком большим весом в задней части самолета, что приводит к предполетной CG в пределах (зеленая точки отсчета), но посадочная ХГ кормом пределов CG Envelope (синие точки отсчета).

Регулировка CG в пределах

Сумму, вес должен быть перемещен можно найти, используя следующую формулу

shift dist = (total weight * cg change) / weight shifted

Пример:

1500lbs * 33.9in = 50,850 moment (airplane) 100lbs * 84in = 6800 moment (baggage) cg = 37in = (50,850+6800) / 1600lbs (1/2in out of cg limit)

Мы хотим, чтобы переместить CG 1in используя 100lb сумки в багажном отделении.

shift dist = (total weight * cg change) / weight shifted 16in = (1600lb * 1in) / 100lb

Переделка проблемы с 100lbs переехали 1 вперед 68in двигается CG 1-в.

new cg = 36in

Вес вне диапазона

Несколько самолетов накладывают минимальный вес для полета (хотя минимальный вес пилота часто определяются), но все наложить максимальный вес. Если максимальный вес превышен, то воздушное судно может быть не в состоянии достигнуть или сохранить под контролем, эшелон полета. Чрезмерное взлетный вес может сделать невозможным снять в пределах имеющихся длины взлетно-посадочной полосы, или она может полностью предотвратить взлет. Чрезмерный вес в полете может сделать восхождение за пределы определенной высоты трудно или невозможно, или это может сделать невозможным поддерживать высоту.

Некорректный вес и баланс на вертолетах

Центр тяжести еще более критично для вертолетов, чем для самолетов (вопросы весов остаются прежними). Как и с неподвижным крылом самолета, вертолет может быть правильно загружена для взлета, но ближе к концу долгого полета, когда топливные баки почти пусты, то CG может быть сдвинут достаточно вертолет, чтобы быть вне баланса в боковом направлении или в продольном направлении. Для вертолетов с одним несущим винтом, то CG, как правило, близко к основному ротора мачты. Ненадлежащее баланс нагрузки вертолета может привести к серьезным проблемам управления. В дополнение к созданию вертолета трудно контроль, вне баланса нагрузки условие также уменьшает маневренность, поскольку циклический контроль является менее эффективным в направлении, противоположном к месту CG.

Пилот пытается идеально сбалансировать вертолет, так что фюзеляж остается в горизонтальном положении в висении, без циклического управления шагом, необходимого для коррекции ветра исключения. Так как фюзеляже действует как маятник, подвешенный от ротора, изменение центра тяжести изменяет угол, при котором воздушное судно висит от ротора. Когда центр тяжести находится непосредственно под мачтой ротора, вертолет висит горизонтально; если CG слишком далеко впереди мачты, вертолет висит с носом отклоненным вниз; если CG слишком далеко в корму от мачты, нос наклоняется вверх.

CG вперед переднего предела

Переднее CG может произойти, когда тяжелый пилот и пассажир взлетать без багажа или надлежащего балласт расположен в кормовой части мачты ротора. Эта ситуация становится хуже, если топливные баки расположены в кормовой части мачты ротора, потому что, как топливо сгорает вес расположена в кормовой части мачты ротора становится меньше.

Это условие является узнаваемым , когда подходит к подвешенному после вертикального взлета. Вертолет будет иметь нос-низкое отношение, и пилот будет нуждаться чрезмерное смещение назад циклического контроля для поддержания зависать в состоянии нет ветра. В этом состоянии, пилот может быстро запускать из заднего циклического контроля, когда вертолет потребляет топливо. Пилот может также найти его невозможно замедлить достаточно , чтобы довести вертолет до остановки. В случае отказа двигателя и в результате авторотации , пилот может не иметь достаточно циклического контроля вспыхивать должным образом для посадки.

Переднее CG не будет столь очевидным, когда парящее в сильный ветер, так как меньше назад циклический сдвиг необходим, чем при наведении курсора при отсутствии ветра. При определении того, существует ли критическое состояние равновесия, необходимо рассмотреть вопрос о скорости ветра и его отношение к заднему смещению циклического контроля.

CG корм кормового предела

Без надлежащего балласта в кабине, превышение кормовой CG может произойти, когда:

  • Легкий пилот взлетает соло с полной нагрузкой топлива находится в кормовой части мачты ротора.
  • Легкий пилот взлетает с максимальным разрешенным багажом в багажном отсеке, расположенном в кормовой части мачты ротора.
  • Легкий пилот взлетает с комбинацией багажа и существенного топлива, где оба на корме мачты ротора.

Кормовая условие CG может быть признана пилотом , когда подходит к подвешенному после вертикального взлета. Вертолет будет иметь хвост-низкое отношение, и пилот будет нуждаться чрезмерное смещение вперед циклического контроля для поддержания зависать в состоянии нет ветра. Если есть ветер, пилот необходимо еще больше вперед циклический. Если полет продолжается в таком состоянии, пилот может оказаться невозможным летать в верхнем допустимом диапазоне скорости полета из – за неадекватную вперед циклическую власть поддерживать нос низкого отношения. Кроме того, с крайней кормовой CG, порывистый или турбулентный воздух может ускорить вертолет на скорости быстрее , чем производится с полным вперед циклического контроля. В этом случае, несимметричность лифтового и лезвие взмаха может вызвать диск ротора наклонить кормовым. С полным вперед циклическое управление уже применяется, ротор диск не может быть в состоянии быть понижено, что приводит к возможной потере контроля, или лопасти ротора поразительной хвостовой балки.

Диспетчер по центровке самолетов

Краткое описание

В современном мире, когда практически ежемесячно приходят сообщения об авиационных катастрофах в разных частях света, особую значимость приобретают профессии, от которых напрямую или косвенно зависит безопасность полетов. Кроме профессионализма пилотов и технической службы гарантией безопасности полетов являются и другие составляющие. Среди наземной технической службы существует такая уникальная профессия как диспетчер по центровке самолетов, которая играет неоценимую роль в обеспечении безопасности.

Любой самолет, поднявшийся в воздух, кроме высоких летно-тактических данных должен быть  уравновешенным, устойчивым и управляемым. В оптимальном сочетании этих трех факторов основную роль играют:

  1. Положение центра тяжести самолёта
  2. Центровка самолёта

Центр тяжести — это основной показатель центровки самолета. Местоположение центра тяжести самолета  определяет балансировку, устойчивость и управляемость самолета на земле и особенно в воздухе, то есть степень БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТА.

Вес самолета складывается из весов пустого самолета, топлива, пассажиров, грузов, экипажа и т. д. Центр тяжести самолета — это равнодействующая сил весов всех составляющих.

Центровка самолета (англ. CenterofGravity (CG) position) – это положение центра тяжести, измеряемое в процентах длины средней аэродинамической хорды САХ (Mean Aerodynamic Chord, MAC). Хорда — отрезок прямой, соединяющий переднюю и заднюю кромку профиля крыла.

При изменении количества пассажиров и груза или при уменьшении полетного веса самолета в результате выгорания топлива, меняется положение центра тяжести, вследствие чего изменяется и центровка самолета. При размещении грузов в носовой части самолета центровка становится предельно передней, и наоборот, размещение грузов в хвостовой части смещает центровку назад, делая ее предельно задней. Предельно передняя центровка грозит тем, что самолет начинает клевать носом и плохо поддается управлению, возникают проблемы с общей топливной неэффективностью. Предельно задняя центровка задирает нос самолета, он летит нестабильно, нарушается его устойчивость в полёте.

При взлете опасна предельно задняя центровка, а во время посадки – предельно передняя.

Диспетчер по центровке самолетов – это профессия, от которой напрямую зависит безопасность полетов и жизни людей. Такая работа предполагает высокий уровень ответственности, но при этом и достойную заработную плату. Транспорт, авиация, автобизнес Плюсы и минусы профессии Важные качества Где учиться.

Диспетчер по центровке самолетов –  контролирует погрузку и заправку самолета, чтобы центр тяжести не выходил за пределы допустимого, тем самым регулируя центровочные характеристики самолета: центр тяжести и центровку. Профессия подходит тем, кого интересует физика и ОБЖ (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Особенности профессии

Функциональные обязанности диспетчера по центровке самолета:

  • организация и координация работы наземных служб аэропорта  по загрузке воздушных судов перед вылетом в соответствии с инструктивными документами, а именно «Руководством по центровке и загрузке гражданских самолетов»;
  • осуществление предварительной и окончательной, а также всех видов центровки самолета в соответствии с суточным планом вылетов и предварительной информацией о рейсе с помощью терминального оборудования, современных средств оргтехники, связи и других средств информации;
  • предварительный сбор и подготовка информации о составе и весовых характеристиках воздушного судна, их максимально допустимой взлетной массе, величине планируемых грузовых отправок;
  • обеспечение максимальной загрузки самолета при соблюдении установленных центровок;
  • составление центровочного графика (рис. А, Б, В, Г) и своевременное предоставление информации о загрузке и центровке воздушного судна;
  • контроль за реализацией рекомендаций об ограничениях по массе и очередности размещения грузов;
  • в случае необходимости принятие мер по устранению сбойной ситуации;
  • выполнение мероприятий по переходу к сезонным видам эксплуатации воздушного судна (в зимний период — контроль за оледенением воздушного судна).

Плюсы

Высокооплачиваемая профессия

Минусы

Высокая ответственность, сменный график работы по 12 часов.

Место работы

Аэропорты, авиакомпании, обслуживание частного авиапарка

Важные качества

  • ответственность
  • тщательность
  • внимание к мелочам
  • аналитический склад ума
  • принципиальность, умение отстаивать профессиональную точку зрения

Обучение на диспетчера по центровке самолетов

Высшее профессиональное образование по специальности можно получить на факультете «Организация перевозок и управление на транспорте” в авиационных институтах. Среднее профессиональное (техническое) образование по данному профилю обеспечивают авиационные техникумы.  

Существуют специальные курсы по программе обучения: «Контроль загрузки и центровка воздушных судов», предназначенный для диспетчеров по центровке и комплектованию коммерческой загрузки рейсов. Курс предусматривает следующие этапы подготовки:

  • Практическая аэродинамика
  • Руководство по центровке и загрузке самолетов гражданской авиации (РЦЗ-83)
  • Влияние массы и центровки воздушного судна на безопасность полетов
  • Организация подготовки самолетов на перроне
  • Предварительный расчет коммерческой загрузки и центровки самолета. Схема загрузки.
  • Окончательный расчет коммерческой загрузки и центровки самолета. Составление загрузочного графика.
  • Коммерческое обеспечение рейса
  • Опасные и особые грузы
  • Сопроводительные документы
  • Техника безопасности на перроне и обеспечение авиационной безопасности

Вузы

Оренбургский государственный университет Авиастроение (Аэрокосмический институт).

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ).

 Самолетостроение (Жуковский филиал «Стрела» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (МАИ)).

Новосибирский государственный технический университет Самолето- и вертолетостроение (Институт дистанционного образования НГТУ).

Московский государственный технический университет гражданской авиации Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей (Заочный факультет МГТУГА).

Дальневосточный федеральный университет Авиастроение (Филиал Дальневосточного федерального университета в г. Арсеньеве).

Источники

  • https://clstunt.ru/index.php/tekhnologii/37-slovar-terminov/324-centr-tyazhesti
  • https://ru.qwe.wiki/wiki/Center_of_gravity_of_an_aircraft
  • https://aviatus.ru/aircraft/an_2/flight_manual/preparation/loading_and_alignment/
  • https://tdocs.su/33805
  • https://www.profguide.io/professions/dispetcher_po_centrovke_samoletov.html
[свернуть]
Оцените статью
Понравилась статья?
Комментарии (0)
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Комментарии закрыты.