Зареждане и центриране.

От четирите основни сили, които действат на самолет, видяхме в предишни глави и с някои подробности факторите, които засягат основно три от тях: повдигане, съпротивление и тяга или тяга, оставяйки останалата сила да бъде подробно описана в малко повече дълбочина.: теглото.

Тази сила е не по-малко важна от останалите, още по-малко, всъщност, ако самолетите не съществуват, те няма да имат причина да съществуват; нещо повече, теглото е един от най-големите проблеми за решаване при проектирането на самолет. В тази глава са разгледани двата основни аспекта на теглото по отношение на полета: неговото количество и разпределението му в самолета, тъй като и двете фундаментално влияят както върху неговата структурна цялост, така и върху неговите характеристики и контрол.

Връщайки се към някои известни понятия, теглото е силата на гравитационното привличане, упражнявана перпендикулярно на повърхността на земята (по-точно към центъра на земята), с посока надолу и с интензитет, пропорционален на масата на тялото, върху което Той се упражнява. Тази гравитационна сила непрекъснато дърпа самолета към земята, така че трябва да се противодейства от силата на повдигане, за да поддържа самолета в полет.

Вторият закон на Нютон гласи известната формула F = m * a което се посочва като: Силата е равна на масата по ускорение. В нашия случай бихме могли да заявим, че: теглото на самолета (F) е равно на неговата маса (m), умножено по ускорението (a) поради гравитацията (9,8 m/s 2). Тъй като този последен фактор е практически постоянен, можем да го потвърдим теглото на самолета е право пропорционално на неговата маса. На следващата фигура теглото е посочено като W (тегло).

самолета

4.2.1 Контрол на теглото.

По този начин основен фактор, който трябва да се вземе предвид при проектирането на самолети, е теглото, тъй като въпреки че производителите се опитват да ги направят възможно най-леки, без да жертват безопасността или здравината, теглото е ограничение поради влиянието му върху:

  • Структурните елементи, които трябва да поддържат това тегло, главно крилата.
  • Производителността и маневреността на самолета, което е функция от теглото му.
  • Динамичните натоварвания, които някои маневри, например резки завои или полети при силна турбуленция, създават върху конструкцията на самолета.
  • Стабилността или нестабилността на самолета и съответно неговата безопасност.
  • Количеството лифт, което трябва да се генерира, което, както казахме, е ограничено.

Поради всички тези причини производителят посочва максималните тегла, които самолетът може да поддържа (екипаж, пътник, товар, гориво и др.), Както и специфичния диапазон на позициите на центъра на тежестта, за да гарантира, че самолетът лети безопасно и ефективно според вашия дизайн.

Една подробност, която трябва да имате предвид, е, че максималното тегло на един и същ тип самолет може да е различно в зависимост от неговата категория (нормално, полезно, пилотажно). Този факт се дължи на максималния коефициент на натоварване, поддържан от самолета, този, който той може да получи, без да причинява структурни повреди. Този фактор варира от една категория в друга (+3,8 до -1,52 нормално, +4,4 до -1,76 полезност и +6,00 до -3,00 пилотаж) и колкото по-висок е сертифицираният коефициент на натоварване, толкова по-ниско е максимално допустимото тегло.

4.2.2 Ограничения на теглото.

Ограниченията, определени от производителите, служат на две причини: структурни, така че да не причиняват щети на самолета, които могат да станат необратими, и за производителност. Важно е да се отбележи, че въпреки че те оставят известни граници на безопасност, тези ограничения трябва да бъдат стриктно спазвани и да не изпадат в грешката да се смята, че не е превишаване на максималното тегло е достатъчно, тъй като има и други фактори, които влияят върху експлоатационните характеристики на самолета (горещо и влажни дни, изкачена писта, високопланинско летище и др.), които намаляват границите на безопасност и които в комбинация с наднорменото тегло могат да направят полета непредсказуем.

Въпреки че пилотът очевидно не може да намали височината на летището или да промени метеорологичните условия, той може да намали пренесеното тегло, броя на пътниците или количеството заредено гориво, като се има предвид, че последното намалява радиуса на действие на самолета, или в последния случай се откажете от извършването на полета при тези условия.

Както ще видим в следващата глава, сред данните, които производителите включват в Ръководството за пилотно експлоатация (POH) или еквивалентното му Ръководство за полет на самолета (AFM), има различните максимални стойности за самолета, както и достатъчно информация за изчислете неговото тегло и положението на центъра на тежестта. Те обикновено включват предварително изчислени таблици, формуляри и примери за графики, които обикновено са адекватни и достатъчни за общо ползване от частни пилоти; Пилотът обаче трябва да знае основните принципи на тези изчисления и да ги прилага сам, ако е необходимо.

4.2.3 Ефекти от наднорменото тегло.

Пилотът на самолет трябва да е наясно, тъй като това е негова отговорност, за негативните последици, които излишното тегло на самолета може да носи; Превишаването на границите може да доведе до значително по-ниска производителност от очакваното при нормални условия, но по-лошото е, че може да намали границата на безопасност до точката на възможно бедствие. Първото предупреждение за това лошо представяне поради наднормено тегло обикновено се появява по време на излитане, което със сигурност не е най-подходящото време за пилота и самолета да се сблъскат с проблеми.

Някои от най-важните недостатъци на производителността, причинени от претоварен самолет, са:

Досега сме се фокусирали особено върху теглото като количествен фактор и ефектите, които превишаването на неговите граници има върху полета; Въпреки това, въпреки че е важно да се спазват ограниченията на теглото по отношение на количеството, още по-важно е дали е възможно да се придържате към ограниченията по отношение на разпределението; Дори самолетът да поддържа теглото си в границите, неадекватното му разпределение може да има сериозни последици.

4.2.4 Център на тежестта и равновесие.

Центърът на тежестта (наричан по-долу CG) е точката на тялото, в която се счита, че силата на гравитацията, влияеща върху масата на споменатото тяло, се упражнява, т.е. където теглото се счита за упражнено.

CG от своя страна е центърът на баланса или центърът на баланса. Ако самолетът е окачен в този момент, той ще бъде окачен в перфектен баланс. Също така, тъй като самолетът е свободен да се движи във всяка посока, всичките му движения се извършват чрез завъртане на CG.

Разбира се, CG не е непременно фиксирана точка, но позицията му, по-на една или друга страна или по-напред или назад, е функция на разпределението на теглото в самолета.

Значението на местоположението на CG се дава от определящия му характер по отношение на стабилността и безопасността на самолета. Самолет със своя CG. в границите, определени от производителя, той е управляем, реагира на контролите по предвидения начин и следователно лети безопасно, докато изместването на CG извън тези граници може да направи неуправляемо поставянето на самолета и неговите пътници в много компрометиращи ситуации. сериозен риск.

Следващата фигура показва самолет и точките на прилагане на силите на повдигане и тежести (Център на натиск или повдигане и Център на тежестта). Мащабът на фигурата показва, че този самолет е надлъжно стабилен поради правилното подреждане на теглото му.

4.2.5 Странично изместване на центъра на тежестта.

Поради факта, че страничният баланс е сравнително лесен за управление, освен в много преувеличени случаи, което не е обичайно, тъй като надлъжният контрол е много по-критичен, в ръководствата за полети обикновено няма позоваване на страничното положение на CG и въпреки че това обикновено не се изчислява, разумно е пилотът да знае ефектите му.

Основната причина за странично изместване на CG се дължи на дисбаланса на горивото, съхранявано в крилата (неравномерно зареждане с гориво, разход на един резервоар повече от другия и т.н.)

Преди да се задълбочим в ефектите на CG извън обсега на надлъжната ос, като въведение нека си спомним, че както е обяснено в главата, посветена на стабилността, надлъжната стабилност се отнася до движението на самолета по неговата напречна ос или ос на терена (нос нагоре/надолу). Тази стабилност се решава главно от хоризонталния стабилизатор на опашката, нарочно поставен в частта, най-отдалечена от крилата, за да се подчертае ефектът на лоста, и която обикновено има по-нисък ъгъл на падане от крилата (отместване).

Действителното положение на CG може да се променя от един полет на друг от много променливи фактори, като разпределението на пътника, багажа и товарите е това, което определя това местоположение, което, както ще видим по-долу, е най-критичното в условия на баланс и стабилност. Самолет.

При някои самолети не е възможно да се заемат всички седалки, да се натоварят всички товари и да се напълнят резервоарите за гориво и при тези условия да се спазват одобрените ограничения за тегло и баланс. Ако се превозва максимален капацитет за пътници, пилотът често трябва да намали натоварването с гориво или количеството багаж.

4.2.6 Преден център на тежестта.

Разположението на CG преди предходната граница, установена от производителя, създава тежък самолет с носа, което означава, че самолетът има тенденция да повдига опашката и да спуска носа, така че за да летим балансирано, ще трябва да свалим опашката, която може дори да има отрицателен ъгъл на атака. Тази ситуация на C.G. толкова напреднали може да доведе до това:

4.2.7 Забавен център на тежестта.

Превишаването на задната граница на CG кара самолета да лети в най-нестабилно състояние, което затруднява връщането му в права и равна ситуация на полет след маневра или след срещане на турбуленция.

Ако натоварването на самолета (пътник, багаж, товар и т.н.) се разпредели по такъв начин, че CG да доведе до положение зад задната граница, дадена от производителя, самолетът ще има тенденция да пада върху опашката и следователно за повдигане на носа (отглеждане нагоре). Поради ефекта на лоста тази тенденция се увеличава с увеличаването на изместването на CG.

Центърът на тежестта по-назад от задната му граница може да има следните ефекти:

Фигурата по-горе показва как да летите направо и нивелира, в самолет с CG далеч отзад, е необходимо да се поддържа необичаен ъгъл на атака в задния асансьор (отрицателно отместване).

От двете ситуации, напреднала или забавена CG, несъмнено най-лошата е тази при забавена CG, по-лоша дори от превишаването на максимално допустимото тегло. Въпреки това, дори като се вземе това предвид, не бъдете небрежни с границите на теглото и баланса на самолета. Самолетостроителите вече правят достатъчно тестове, за да зададат максимално широки граници въз основа на летателните характеристики, за които е проектиран самолетът. Няма причина сами да разширяваме маржовете.

Следващата глава описва подробно изчисленията и проверките на теглото на самолета и неговото разпределение.