Вступление
Здравствуй, мой дорогой читатель, эта небольшая статья будет рассматривать такое важное в авиации понятие, как “центровка самолета”. Это необходимо разобрать для выхода большой статьи, которой мы разберем устойчивость и управляемость самолета. Уверен Вы прочитает данную статью без напряжения и с легкостью поймете и запомните всё что будет в ней изложено.
Как определяется центровка?
Для начала необходимо понять что такое вес самолета? Как можно легко догадаться вес самолета складывается из его составляющих:
- Вес пустого самолета (Gпустого)
- Вес топлива (Gтоплива)
- Вес грузов (Gгрузов)
- Вес всех пассажиров и экипажа (Gпасс)
Gвс = Gпустого + Gтоплива + Gгрузов + Gпасс
Так вот если мы найдем равнодействующую сил всех частей самолета, то она пройдет через точку, называемую центром тяжести.
Но как это сделать? Делается это при помощи метода двойного взвешивания:
Сначала самолет ставят в некоторое положение (как показано на левой части рисунка) и находят равнодействующую сил G (зная расстояние между двумя весами и зная показания каждых из этих весов). Далее самолету меняют положение и также находят равнодействующую (как мы видим на правой части рисунка показания весов уже будут совершенно другие, ведь теперь вес распределен между стойками по иному, чем в первый раз). А далее имея две прямые равнодействующих из первого и второго взвешивания, находят точку их пересечения. Это точка центра тяжести.
Понятие “САХ”
Прежде чем перейти к определению центровки самолета необходимо остановится на понятии средней аэродинамической хорде крыла.
Средняя аэродинамическая хорда крыла (САХ) – хорда такого прямоугольного крыла, которое имеет одинаковые с данным крылом площадь, величину полной аэродинамической силы и положение центра давления (ЦД) при равных углах атаки.
Сейчас станет понятнее, посмотрите на рисунок. У нас есть крыло 1, и его средняя аэродинамическая хорда аналогична хорде прямоугольного крыла 2, той же площади. Но как найти ее геометрически?
Для этого необходимо соединить середины отрезков боковых граней крыла (корневой и внешней). А дальше достроить к корневой грани крыла внешнюю грань, а к внешней добавить корневую (смотрите рисунок). Только достроить их необходимо в разные стороны (на рисунке внешняя грань добавлена к корневой вниз, а корневая к внешней – вверх). А далее соединить их концы. Точка пересечения двух построенных прямых и будет являться точкой, через которую проходит САХ. Через нее проводим прямую параллельную корневой и внешней граням.
Определение центровки
И вот теперь мы можем переходить к определению центровки самолета.
Итак, теперь мы умеем определять положение центра тяжести (ЦТ) и знаем что такое САХ. Так вот центровкой является расстояние от центра тяжести до начала САХ, выраженное в процентах ее длины.
Xт – это расстояние от центра тяжести до начала САХ
bсах – это длина САХ
На что влияет центровка?
Центровка является важной характеристикой самолета, связанной с его балансировкой, устойчивостью и управляемостью (все эти понятия мы разберем в следующих статьях).
Предельно передняя центровка – центровка при которой самолету еще можно создать посадочной положение при данном отклонении руля высоты. Представим себе ситуацию, что предельно передняя центровка нарушена, а значит при заходе на посадку потянув ручку управления максимально на себя мы не сможем создать ему посадочное положение потому что, основной вес самолета будет сконцентрирован в передней части самолета. Это грозит нам приземлением на переднюю стойку, и ее повреждением. Да и управлять в полете таким самолетом будет практически невозможно.
Предельно задняя центровка устанавливается из соображений устойчивости самолета. Как я уже сказал об устойчивости поговорим в следующих статьях, однако уже сейчас дам Вам наглядную ситуацию. Представим, что предельно задняя центровка нарушена, а значит основной вес самолета сосредоточен в задней его части. Вдруг поток встречного ветра, а значит скорость набегающего потока увеличится, вспоминаем формулу подъемной силы, и понимаем что увеличится и подъемная сила на крыле. А так как крыло находится впереди хвоста, то из за этого приращения подъемной силы задняя часть самолета опустится еще ниже и его теперь еще труднее будет удерживать в горизонтальном полете.
Центровка самолета.
Точка (на САХ крыла)
приложения приращения полной
аэродинамической силы самолета называется
аэродинамическим фокусом.
Если в полете по
каким-то причинам (встречный ветер,
восходящий поток и др.) произойдет
увеличение угла атаки, то на крыле
возникнет прирост подъемной силы в
точке фокуса, который вернет самолет в
исходный прямолинейный полет без
вмешательства пилота.
Про такой самолет
говорят, что он обладает продольной
устойчивостью. Условием продольной
устойчивости является положение центра
тяжести (центра масс) (точки приложения
силы веса G
самолета) впереди точки фокуса.
При положении
центра тяжести позади фокуса –
неустойчивый самолет. При совпадении
центра тяжести и фокуса – нейтральная
или безразличная устойчивость. Поэтому
заднее положение центра тяжести
ограничивают (путем распределения
загрузки) и называют предельно задней
центровкой.
Есть предел
положения центра тяжести, при котором
самолет будет очень устойчив, но может
не хватить эффективности рулей для
управления самолетом (управляемость –
понятие, характеризующее способность
самолета должным образом реагировать
на отклонение летчиком рулей управления).
Поэтому крайнее переднее положение
центра тяжести также ограничивают и
называют предельно передней центровкой.
Таким образом, при
предельно передних центровках самолет
очень устойчив, но плохо управляется,
а при предельно задних центровках
самолет хорошо управляется, но не
устойчив.
Диапазон
эксплуатационных центровок – это
интервал от предельно передних до
предельно задних центровок. Центр
тяжести самолета должен находиться в
этом диапазоне.
Центровка Xт
– это положение центра тяжести самолета
относительно САХ (т.е. расстояние от
передней части САХ до Ц.Т., выраженное
в % ко всей длине САХ).
Центровка
опрокидывания самолета на хвост – это
нейтральная центровка, при которой
центр тяжести самолета совпадает с
точкой, определяющей положение основных
опор на САХ. В этом случае возможно
«переваливание» самолета относительно
опор шасси и опрокидывание его на хвост.
Центровка самолета
рассчитывается перед полетом. Она
зависит от загрузки (экипаж, пассажиры,
багаж, груз, бортовое питание, сменное
оборудование и др.) и заправки самолета.
Расчет выполняется по центровочным
графикам из РЦЗ – руководства по
центровке и загрузке самолета (часть
РЛЭ). Центровочный график или распечатка
автоматического расчета центровки
является отчетным документом. Вылет
без них запрещен.
При изменении
вариантов загрузки самолета или при
изменении полетного веса самолета в
результате выработки топлива положение
центра тяжести, следовательно, меняется
и центровка самолета. Перемещение
пассажиров и грузов внутри самолета в
полете также сказывается на положении
центра тяжести. При размещении грузов
в носовой части самолета центровка
становится более передней, и наоборот,
размещение грузов в хвостовой части
смещает центровку назад, т. е. она
становится более задней.
Центровка является
весьма важной характеристикой самолета,
связанной с его балансировкой,
устойчивостью и управляемостью. Поэтому
пилот обязан точно знать разрешенный
диапазон центровок самолета с тем, чтобы
не выйти за его пределы.
В случае изменения
размещения грузов, экипажа и т. д.
необходимо производить расчет изменения
центровки.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
-
-
April 13 2013, 17:53
- Авиация
- Cancel
Центровка и загрузка, по просьбам читателей
По опросам проведенным в этом посте вы попросили затронуть такие темы как:
1. Методы зональной навигации.
2. Центровка и загрузка ВС.
3. Критерии стабилизированного захода.
4. Работа с отчётной документацией в полёте.
Опрос не закрыт, добавляйте свои предложения.
Сегодня, немного расскажу вам о такой интересной теме как центровка и загрузка самолёта Airbus A-320 и его родственников.
Прежде чем начать предметный разговор о характеристиках конкретного Airbus, предлагаю вспомнить немного теории.
Наверняка каждый из вас, в школе мял тетрадные листы хитрым образом, так чтобы их сложенная форма напоминала собою воздушное судно, и кидаясь полученной заготовкой в одноклассников. Изорвав не одну тетрадку, многие начинали отмечать характерные особенности аэродинамики тех или иных моделей. Некоторые из них неприменно норовили клюнуть носом, и уткнуться в пол не долетев до цели, другие наоборот взмывали под потолок, теряя скорость падали на головы своих конструкторов.
На заре авиации, летчики, собирая подобные модели но в меньшем масштабе тоже задавались подобными вопросами стабилизации, для улучшения характеристик полёта. Таким был первый самолёт Братьев Райт
Он достаточно стабильно держался в воздухе, и мог летать по прямой на огромные расстояния, покрывая за перелёт 200 метров. Однако, времена менялись, и летать только прямо людями не всегда было удобно, потому они решили сделать полёт управляемым.
Проработав теоритические выкладки, учённые пришли к тому что любой самолет, поднявшийся в воздух, кроме высоких летно-тактических данных должен быть хорошо уравновешен, быть устойчивым и одновременно хорошо управляемым.
Для оптимального сочетания этих трех факторов, необходимо точно знать:
а) Расположение центра тяжести самолёта
б) Центровка самолёта
Центр тяжести самолета
Вес самолета складывается из веса пустого самолета (планер, двигатели, несъемное оборудование), веса топлива, пассажиров, грузов, экипажа и т. д. Если найти равнодействующую сил веса всех частей самолета, то она пройдет через некоторую точку внутри самолета, называемую центром тяжести.
Положение центра тяжести (ц. т.) на самолете обычно определяется методом двойного взвешивания. Самолет устанавливается на весы в двух положениях. При каждом взвешивании замеряют показания передних и задних весов. Зная расстояние между весами и показания передних и задних весов в обоих случаях, по правилам механики определяют для каждого из этих положений самолета величину равнодействующей силы и линию ее действия. Точка пересечения линии действия равнодействующих и будет центром тяжести самолета.
В процессе полета по мере выработки топлива, положение центра тяжести может меняться, что нежелательно с точки зрения балансировки самолета в полете. Поэтому конструкторы стремятся так разместить грузы в самолете, чтобы изменение их веса не отражалось на положении ЦТ.
Центровка самолета
Расстояние от центра тяжести до начала САХ, выраженное в процентах ее длины, называется центровкой самолета.
При изменении количества пассажиров и груза, или при изменении полетного веса самолета в результате выгорания топлива, меняется положение центра тяжести, следовательно, меняется и центровка самолета. При размещении грузов в носовой части самолета центровка становится более передней, и наоборот, размещение грузов в хвостовой части смещает центровку назад, т. е. она становится более задней.
Предельно передняя центровка чревата тем, что кроме общей топливной неэффективности во время полёта, добавляется еще проблемы с выравниванием самолёта на посадке, может просто не хватить рулей. Предельно задняя центровка ограничивается устойчивостью в полёте.
Поэтому экипаж обязан точно знать разрешенный диапазон центровок самолета с тем, чтобы не выйти за его пределы.
Все эти данные содержатся в WBM A-319/320/321.
Ещё на стадии строительства, и после каждого значительного ремонта и покраски, самолёт взвешивают способом описанным выше, и скурпулёзно заносят данные в таблицы. В этих таблицах, помимо данных о весе самой конструкции планера, содержится информация о всем оборудовании на борту, начиная от веса и координат расположения каждого прибора, заканчивая кухней, креслами и прочим скарбом. Таким образом, к примеру, сняв неисправное пассажирское кресло, инженерный состав тут же может определить изменение центровки.
Эти цифры, хранятся в общей базе данных нашей авиакомпании, и предоставляются по запросу в те аэропорты, где есть принтер для расчетов центровки.
Центровочные данные, предоставляемые экипажу, перед вылетом, выдаются в форме автоматического расчёта, на основе полученных из базы данных сведений и так же количества топлива и пассажиров, груза, итп.
Примерно в таком виде.
В том случае, если автоматический расчёт не может быть предоставлен, экипаж обязан самостоятельно расчитать центровку перед рейсом. Как говорится “загнать колодец”
Последовательно заполняя все поля, начиная с левого верхнего, и далее вниз, попутно совершая простые арифметические действия, летчик “загоняет колодец” в правой нижней части, попутно сверяясь с предельными значениями из FCOM, чтобы не выйти за ограничения.
Эти ограничения передней и задней, а так же взлётной и посадочной центровок, выглядят тоже в форме графика. Таким образом если полученные в расчёте данные, “падают” в колодец, значит они не выходят за ограничения, соотвественно если за пределами графика, значит надо часть груза перетащить в другое место, либо пересаживать пассажиров.
