2.以平均空气动力弦百分比为基础:从计算飞机重心的位置的公式和计算以%MAC来表示飞机重心位置的公式中,可以看出,在总重量不变的条件下,总力矩与%MAC之间具有一定的关系,总力矩越大,%MAC也越大,因而也可以用%MAC作为指数。 2.4以某实例进行飞机重心计算
B757-200的机身长度为47.32m,空机重量:57108kg,旅客人数:104人,1货舱:1000kg,2货舱:2100kg,3货舱:3000kg,4货舱:3225kg。实际起飞重量:90658kg,油量:14200kg。指数:45.31 飞机的装载示意图如图2-4:
1=3.38mB757-200飞机重心位置:18.93m空重:57108kgDOI:45.31kgMZFW:83461kgMTOW:108862kg0123456789101112C;0人1314A:46人B:58人货舱1:1000kg货舱2:2100kg油量区:14200kg货舱3:3000kg货舱4:3225kg机身长:47.32m
图2-4:装载示意图
2.4.1代数法
飞机重心位置为18.93m(0站位),设飞机重心为基准点,飞机客货布局如上图,将客舱分为A、B、C区,货舱分为1、2、3、4舱以及油量区。假设客货均匀分布在客货
47.32?3.38。其舱。为更精确计算,将机身分为14个刻度,每个刻度表示实际长度:14中A区范围为(1,4.5),B区范围为[4.5,10.1),C区的范围[10.1,13.1),1舱的范围为(2.3,3.5),2舱的围范[3.5,5.5),3舱的范围[9,10.5),4舱的范围为[10.5,13.5)。油量区的范围为[5.5,9)。分别取每区的中点作为到基准点的点。则飞机装载完重心距基准点距离为:
L???N?ii?1i?n?Mi?ni?1??40%M??Wi?i 。
?W?E(M:机长,N:图上刻度长,Li:i区刻度中心,Wi为i区的载重,假设40%M为飞机重心位置,E为飞机空机重量)。
此处n?8,L1~8分别为2.75,7.3,11.6,2.9,4.5,9.75,12,7.25,W1~8分别为
3312,4176,0,1000,2100,3000,3225,14200,E=57108kg。
计算结果为飞机到基准点的距离为:
162834.11?1.85(m)
30933?57108则飞机装载完的重心在飞机空机重心右边1.85米处。 将其换算成%MAC值:
已知a=18.93?1.85?20.78m,b=19.63m,c=4.99m则飞机重心为:
?20.38?19.63??4.99?100%?23.0%MAC。
2.4.2站位法
站位法中飞机距基准点的距离为:
L???W?E?L??N??iii?1i?n?M?i?ni?1空机 ,
?W?Ei(M:机长,N:图上刻度长,Li:i区刻度中心,Wi为i区的载重,E为飞机空机重量,L空机为空机重心到基准点的距离)
此处n?8,L1~8分别为2.75,7.3,11.6,2.9,4.5,9.75,12,7.25,W1~8分别为
3312,4176,0,1000,2100,3000,3225,14200,E=57108kg,L空机=18.93m。
飞机距基准点的距离为:
717958.52?18.93?57108?20.8m。
88041a=20.8m,b=19.65m,c=4.99m则飞机重心:
?20.4?19.65??4.99?100%?23.0%MAC。
2.4.3指数法
可继续使用代数法的刻度划分方法 已知B757-200的基本重量指数为:
DOI?Wt?(arm?930)?50
75000。
(DOI:基本重量指数,arm:以英寸为单位的站位数(1in=0.025m),930:平衡基准点站位法,Wt:修正后基本重量,75000:缩小系数,50:常数)。
则实际业载指数为:
M??M??L??0.025?930???100L??0.025?930?72???j?iWjNN?j?n??i?1??Pi??。
7500075000100i?nj?m(其中M:机长,N:飞机图上刻度长,Li:客舱i区刻度中心,n、m为常数,Lj为货舱j区刻度,Pi为i区旅客人数,Wj为j区的货物重量)
1~3分别取值:46,58,0。L4~8分别取值:此处L1~3分别取值:2.75,7.3,11.6。P2.9,4.5,9.75,12,6.5。W4~8分别取值:1000,2100,3000,3225,14200。
则实际载量指数为:
?0.53?48?0.05?58?0.72?10?0.43?21?0.52?30?0.91?32.25?0.07?142?10.3。
飞机装载后的总指数为:10.3?45.31?55.61。
根据飞机的实际起飞重量可以在平衡图中查出飞机的实际起飞重心为24.2%MAC。 2.4.4平衡图表法
平衡图表法是指数法的图表化。它保留指数法中重要的重心位置计算表,以基本重量的指数为基准。折线型的平衡图则利用每格指数的左右移动加总指数;指数型的平衡图更准确的列出各固定载量位置的不同装载指数,计算加总。平衡表的原理与指数法完全相同。
2.5以某实例进行飞机重心计算
该飞机基重39648kg,旅客76人,机身长33.63m,基本重量指数:44。实际起飞重量54657kg,飞机空重:37584kg。已知装在1舱的货物:800kg,2舱:980kg,3舱:2076kg ,4舱:700kg。油量12800kg。 示意图如图2-5:
B737-700机型BW:39648kgDOI:44MAC:625.6 InFWD:1人MID:37人AFT:38人1舱:800kg2舱:980kg3舱:2076kg4舱:700kgF0刻度5A:6.7m810空机重心E:13.4mB:11.4m13.5152025C:22.7m2730D:27.7m333540机身长:33.63m
图2-5:装载示意图
2.5.1.代数法
根据飞机的货物和旅客的装载情况,可将机体分为四部分,将每部分的中点设定为货物的存放点。则有A、B、C、D四个点。假设旅客均匀的分布在客舱,旅客人数共76人,A:B:C:D旅客人数分别为:1:25:25:25人。每位旅客按72kg计算,则旅客重量为A:72kg,B:1800kg,C:1800kg,D:1800kg。四部分的货物重量为A:800kg,B:980kg,C:2076kg,D:700kg。由于飞机的油量装在机翼上,靠近C部分,所以将油量12800kg考虑在C。其中以空机重心为基准点,OE=11.35m,且空机力矩为0。
1.分别计算力距 (1)刻度6到10
假设将第一部分的重量全放在A点,FA=
6.7-13.4=-6.7m。
8?33.63?6.7m(零站位),AE=40则A点力矩为:
?800?72????6.7???5494kgm。
(2)刻度10到17
假设将第二部份的重量全放在B点,FB=m。
则B点力矩为:
13.5?33.63?11.4m,EB=11.4?13.4??2.040?25?72?2076??(?2.0)??7752kgm。
(3)刻度24到30
假设将重量全放在C点,FC=
27?33.63?22.7(m),EC=22.7?13.4?9.3m。 40则C点的力矩为:
??25?72??2076?12800??9.3?155086.8kgm。
(4)刻度30到36
假设将重量全放在D点,FD=则C点的力矩为:
33?33.63?27.7m,ED=27.7?13.4?14.3m。 40??25?72??700??14.3?35750kgm。
2.计算总力矩为:
?5494?7752?155086.8?35750?177590.8kgm。
3.重心距基准点距离 已知总重量为:60367kg
177590.8?2.9m
22783?37584即重心在基准点右2.9m。 4.将重心位置换算成%MAC 已知换算公式为:
%MAC=?a?b??c?100%
(a:重心站位数,b:平均空气前弦长度,c平均空气动力弦长度)
且a=13.4?2.9?16.3m,b=15.6m,c=3.36m。 则飞机重心表示成%MAC为:
?16.3?15.6??3.36?100%?21.0%MAC。
2.5.2站位法
以机头为基准点,则A、B、C、D到重心的距离分别为FA=6.7m,FB=11.35m,FC=22.7m,FD=27.7m。 实际业载力矩为:
6.7?872?11.35?2780?22.7?16676?27.7?2500?485190.6kgm
已知飞机空重:37584kg,EF=13.4m。则空机力矩为:
37584?13.4?503625.6kgm。
总力矩数:
485190.6?503625?988815.6kgm。
总重量为:60367kg,则装载完的重心到基准点的距离为
988815.6?16.3m。
22783?37584已知a=13.4?2.9?16.3m,b=15.6m,c=3.36m 。则飞机重心:
?16.3?15.6??3.36?100%?21.0%MAC。
2.5.3指数法