第二章重量与平衡概要.ppt

重量与平衡,飞机构造基础,重量与平衡的重要性重复称重的必要性重量与平衡的理论重量与平衡的术语飞机称重重量和平衡的极端情况重心的移动,2.1重量与平衡的重要性,飞机是一部动力机械，它要求在安全和有效的飞行中收到的所有的力都严格平衡。升力由机翼产生的，它大约集中作用于从机翼前缘到后缘的1/3的位置上。重心，即飞机的所有重量集中于重心一点上，它位于升力重心稍前一点。这种布置将使飞机头部下俯，下俯力矩由水平尾翼的载荷平衡，它使飞机水平飞行。,重心在焦点前，纵向静稳定；重心在焦点后，纵向静不稳定。焦点：当飞机的攻角发生变化时,飞机的气动力对该点的力矩始终不变,因此它可以理解为飞机气动力增量的作用点。,重量与平衡的目的,调整飞机重量与平衡的主要目的是为了安全。其次是为了在飞行中达到最高效率。,重量与平衡问题,超过最大载重前部载重过大后部载重过大,1.如果飞机超载将发生下列情况：,需要较长的跑到长度；较小的爬升角和较大的速度；降低了结构安全系数；增加了失速速度；要求飞机功率较大。,2.飞机重心太靠前：,飞机会有俯冲的趋势；稳定性降低；要求有较大的发动机功率。,3.飞机重心太靠后：,飞行速度降低；发生失速较快；稳定性降低；需要较大的发动机功率。注意：任何一种情况都可能导致严重后果。,2.2定期称重的必要性,飞机会因不易清洗的角落里积聚灰尘和油脂等而有增加重量的趋势。飞机在一定时间内的增重程度则取决于飞机的使用、飞行时间、环境状况以及起降场地的类型。所以定期对飞机称重是必要的。,2.3重量与平衡理论,重量与平衡的理论是非常简单的，它就像由一个点支撑的杠杆处于水平位置时表现力的平衡或平衡状态一样。,一般情况下，较轻的物体（W1）离指点较远时（L1）与较重的物体（W2）离支点较近时（L2），有相同的作用。物体离支点的距离(L1,L2)叫做力臂，力臂乘以物体的重力叫做力矩。即W1gL1=W2gL2,下述资料可得重量与平衡的数据：,飞机的技术规范；飞机的适用限制；飞机的飞行手册；飞机重量与平衡报告。,2.4重量与平衡术语,基准面飞机处于平飞姿态时，为考虑平衡问题所选取的假想直面，而全部水平距离都是相对于该基准面测量的。,力臂从基准面到所设置的设备的水平距离。力臂的符号在基准面以后的距离为正（+）,在基准面以后的距离为负（-）。力矩的符号力矩=重量g力臂,重心从基准面开始算起。飞机重心位置与装载情况有关，与飞机的飞行状态无关。,最大重量经过核准的飞机及其载重的最大重量，并在该机型的技术规范中有明确规定。对于很多飞机来说，根据飞机执行的任务和飞行条件，最大容许重量有所不同。,最大着陆重量最大起飞重量最大停机重量它不同于最大起飞重量，因为在起飞地面滑行道起飞点时已消耗了部分燃油。,最大着陆重量的影响,起落架强度机体结构机场条件进近爬升剃度和接地速度,最大起飞重量的影响,场温、场压和机场标高；风向、风速；跑道长度；起飞场地坡度、跑道结构及干湿程度；机场周围净空条件；航路上单发超越障碍物能力。,最大许可业载航空器最大许可业载(ALLOWPLD)简称APLD，是指航空器在飞行过程中所能载运的最大重量(不包括燃油重量)。,最大许可业载的计算方法,由最大无油重量(MZFW)来计算：APLD=MZFW-DOW（干燥操作重量）由最大起飞重量(MTOW)来计算：APLD=MTOW-(DOW+TOF)由最大落地重量(MLDW)来计算：APLD=MLDW+T/F（航行耗油重量）-(DOW+TOF),空重包含飞机内实际安装的所有固定设备剩余燃油：指燃油导管和油箱内放不掉的液体。（必须包含在空中中的剩余流体重量，都记录在飞机技术规范中。）,空重重心EWCG(Emptyweightcenterofgravity)空中重心范围空重重心范围是表明在这个限制范围内方可容许空机重心位置变化。实用重心范围指在有关的飞机技术规范或型号合格证数据单中给出的重心前极限和重心后极限的距离。,平均空气动力弦（MAC）平均空气动力弦是飞机的纵向特征长度，是一个特别重要的几何参数。弦长和位置均可在飞机技术手册上查到。,平均空气动力弦（MAC）飞机重心（CG）通常应处于MAC上的压力重心靠前的位置上。因此重心位置通常相对于机翼来表示，这就是用机翼MAC上的百分率来表示CG位置。,飞机的水平顶置最常用的顶置工序是在飞机构架上的几个制定点安置气泡水准仪。,飞机的水平顶置对于飞机进行称重时，重量集中在磅秤上的一点叫做称重点。通常把机轮放在磅秤上。飞机上的某些结构部位（如主梁上的千斤顶底座），可当作称重点而采用千斤顶支撑方式来对飞机称重。重量与平衡履历本中会记载称重时的称重点位置。,燃油装载(Fuelload)不包括管路中或邮箱沉淀槽里的剩余燃油。最小燃油量指飞机在极端装载的条件下为使载重验算合格而必须具有的燃油量。它应小于发动机以最大功率连续工作0.5h所需的燃油量。,无燃油重量毛重所有额外项目的重量有用载重也称实用装载、营运装载或实用载重。一架飞机的有用载重规定为从最大容许重量重减去空重的值。,2.5飞机称重,飞机称重前的准备称重设备的准备飞机的称重程序称重计算,称重前准备,使飞机处于水平姿态。清洗飞机。称重时保持飞机干燥。检查飞机设备清单以确保所有需要的设备确实安装好，拆下不包括在飞机设备清单内的所有项目。对燃油系统放油直到优良指示为零，即排空。装满液压油箱及滑油箱。（属于空重）饮用和洗涤水箱以及厕所便桶排空。当对一架飞机称重时，如扰流板、襟翼等装置的位置应收好。,称重设备,方法：顶升称重法平台称重法设备：磅秤、吊挂设备、千斤顶、水平顶置设备。轮挡、沙袋。标尺、铅锤、气泡水准仪、白粉线、卷尺。适用的飞机技术规范和重量与平衡计算表格。,问：飞机需要在一个密封的建筑物内称重？,调节飞机在地面水平状态的参照点的位置由制造厂规定，在飞机技术规范中指示出来。,铅锤和气泡水准仪的安装位置,飞机的称重程序(平台称重法，使用磅秤)安放好滑行引导版、垫块、磅秤将飞机牵引至磅秤上，检查磅秤的指示是否正常。将飞机牵引至垫板上。将磅秤调零。再次将飞机牵引至磅秤。飞机停稳后，设置停留刹车。脱开牵引车连接。检查飞机水平状态。,飞机的称重程序同时记录每一个磅秤的读数，需要一个起落架处至少有一个人。将飞机牵引至垫块上，按照上述步骤进行二次称重。注意:波音公司允许的称重偏差为：窄体客机30lb，宽体客机50lb，允许的飞机重心偏差为0.2in。如果第二次称重结果不在第一次称重结果允许偏差范围内，则进行第三次。如果仍未在偏差范围内，则必须检查导致偏差的原因，采取正常的措施。,飞机的称重程序,飞机的称重计算净重=磅秤读数-支持飞机的毛重主起落架可能要使用两个磅秤，因此每个主起落架的称重点可能不止一个。,对于飞机进行称重时，重量集中在磅秤上的一点叫做称重点。通常把机轮放在磅秤上。飞机上的某些结构部位（如主梁上的千斤顶底座），可当作称重点而采用千斤顶支撑方式来对飞机称重。重量与平衡履历本中会记载称重时的称重点位置。,飞机重心=？,总力臂（飞机重心）=总力矩/总重量,称重计算,单位换算1lb=0.454kg1kgf（千克力）=9.8N1lbf=4.448N,飞机称重修正图表,飞机称重测量的是飞机的重力，重力与质量不同，物体质量是恒定的，而重力则是随着重力加速的的不同而变化。G=mg物体的重力加速度与物体距离地心的距离有关。,标准重力加速度示意图,国际上将在纬度45的海平面精确测得的物体重力加速度（g=9.80665m/s）作为标准重力加速度。重力加速度的不同，可导致在不同区域的飞机称重得出的加速度不同。,标准重力加速度,修正图表称重计算,称重重量修正系数=飞机的标准重量例如纬度为0的海平面上，重量为249,341kg的飞机，即249,341kg1.00264=250,000kg,2.6重量与平衡的极端情况,指飞机重心位置在前极限和后极限时的情况。飞机靠前和靠后的两个固定点。任何情况飞机不允许超出这两个点。不要超出重心范围,2.7重心的移动,永久压舱物如果改装后的飞机重心落在允许的范围之外，则可以通过增加永久性压舱物使其重心返回到允许的范围内。临时