Как найти вес самолета

А никому и в голову не придет взвешивать самолет на весах. Немаленькие такие весы получатся. Тем не менее, масса ВС( воздушного судна ) это основной аспект который определяет взлетную конфигурацию и режим.

1. Нчнем с того, что масса пустого самолета известна, и определена заводом изготовителем. На этапе постройки учитывается масса каждой детали находящейся в самолете, и ее точная масса хорошо известна. Она известна и на стадии проектирования, и по факту, после изготовления. Спроектировать ВС не зная его массы, и центровки невозможно. Это только наши доблестные специалисты из КБ АН умудрились сделать самолет с такой центровкой по умолчанию, что он неспособен летать без немалого количества балласта впередней части фюзеляжа. Но это скорее курьез. Правильно спроектированный самолет имеет центровку САХ лежащую в заданных параметрах. И эти значения табличные. т.е. они определены заводом. При эксплуатации они и берутся из таблиц.
2. Далее, если в самолете нужно разместить пассажиров, то их масса считается тоже не абы как. Да, все люди разные. Но для усредненных подсчетов берут цифру в 75 кг. на человека. Конечно, если Вы везете 120 толстяков на их всемирный конгресс, то стоит внести коррективы. Наиболее известный случай это катастрофа ЯК-42 с хоккейной командой. Несмотря на то, что причина катастрофы не центровка ВС, в данном случае ее параметры выходили за рамки табличных значений, ибо хоккеист это не среднестатистический гражданин, а как правило такой “шкаф с антресолями”, и приличной массой. Эту версию отрабатывали на этапе расследования. Вторая катастрофа произошедшая по причине неверной центровки из за пассажиров в салоне, это крушение борта министерства Обороны в Адлере. Когда пассажиры ушли спать в задний салон, а их перед злетом не рассадили по своим местам. Потому если сказали, что “ваше место тут”, то так оно и есть, и не следует это оспаривать.
3. Далее топливо. В самолете расоложено известное число топливных баков с известной вместимостью. Масса топлива известна. Через его объем и плотность она легко вычисляется. НО! В нужных единицах! Т.е. или в литрах, или в галлонах. Экипажу важно четко понимать в какой системе исчисления они считают массу самолета. Самый известный случай ошибки в рассчетах массы и топлива известен как планер Гимли. В некотором смысле экипаж оправдывает то, что это был совершенно новый и непривычный для них тип ВС, и то, что они с честью вышли из сложившейся ситуации. Однако это впреть другим наука.
4. Груз, или багаж пассажиров. Перед загрузкой тщательно взвешивается и маркируется. Масса каждой едингицы известна. Если самолет грузовой, то на полу грузовой кабины можете заметить грузовую марку. Она говорит о том, груз какой именно массы можно разместить в данной части фюзеляжа. Чем ближе к центаплану, тем масса может быть больше. Чем дальше, тем меньше. такое вот “распределение Гауса”. Кривая размещения масс очень похожа именно на этот график. Груз тщательно крепится. В противном случае, будет как у американских военных, у которых плохо закрепленный автомобиль при взлете покатился в хвост.

Это основные параметры касающиеся “взвешивания самолета”. Кроме этого есть еще куча более мелких. Взлетные режимы и конфигурация ВС подбирается в зависимости от многих факторов. Не только от массы. От температуры воздуха, его влажности, высоты над уровнем моря, коэф шумности и ограничений по нему, индекса экономичности по которому работает авиакомпания на этом направлении и пр. однако масса Масса, это самый главный параметр, от которого отталкиваются в первую очередь. В помощь экипажу есть специальные карты, заполняя которые они могут получить полное представление о массе самолета, его груза, где он расположен, и подсчитать центрвку. Однако, это вовсе не значит, что в реальности она полностью совпадет с их рассчетами. При взлете, достигая скорости отрыва, и даже на этапе разбега КВС может оценить правильность своих выводов. А вот после отрыва, он тут же сталкивается с реальным положением дел. Когда самолет оторвался от полосы, как он идет в набор. Если необходимо, пилот поправляет положение триммером, приводя органы управления в желаемые пределы. Если параметр лежит еще дальше, то и задатчиком стабилизатора. В современных самолетах автопилот способен контролировать перекладку стабилизатора. Однако, как правило этот параметр стараются не изменять без веских причин. Добавлю еще, что за время полета масса самолета изменяется в сторону уменьшения, т.к. вырабатывается топливо. Сажать самолет пилот должен только по достижении им так называемой “посадачной массы”. Т.е. такой, которая гарантирует безопасную посадку с расчетными нагрузками на консрукцию. В экстенных случаях допускается сажать самолет и с полной взлетной массой, однако после этого ВС требуется обследовать на предмет исправности и возможных деформаций. Без этого его дальнейшая эксплуатация не допускается.

Взвесить самолёт можно с помощью обычных воздушных шариков наполненных гелием. Известно, что для того чтобы поднять один килограмм веса, их понадобится семьдесят семь штук. Это несомненный факт основанный на практических измерениях. Кто сомневается может навести справки в поиске и удоствериться! О самолётах вычисления ниже, а пока немного интересного из жизни. Что-бы поднять букет цветов на вид из окна любимого человека, надо прикрепить к нему 100 шариков. Если придёт в голову взлететь себе любимому, при собственном весе 68 кг. надо раскошелиться на 68×77=5236 штук.

Теперь о водушных суднах. По количеству понадобившихся надутых гелием шаров, для отрыва самолёта от поверхности земли, можно определить и вес самолёта. К примеру, для подъёма Боинг-747 будет использовано 12,5×10^(6) шаров, что соответствует его весу – 162 тонны.

Взвесить самолет без весов можно на взлетной полосе. Самолет опирается на колеса. Шины резиновые и эластичные, естественно его не удерживают. А вот газ (азот) закаченный в них под давлением как раз и удерживает летательный аппарат. Остается измерить рулеткой площадь контакта одного колеса с поверхностью опоры. Затем вычислить вес воздушного судна произведением этой площади на давление газа в колесе и количество колес (если колеса одинаковые). Вот, пожалуй, и все.

Есть и второй вариант определения площади опоры колес. Берем баллончик для граффити и распыляем краску вокруг колес самолета. После ухода последнего, останется не закрашенная поверхность контакта, площадь которого несложно определить с помощью палетки.

Очень компетентный и полный ответ дала Ольга Андреева. Но ради интереса можно немного и пофантазировать, тем более, что фантазии иногда становятся былью.

Я предложил бы два возможных способа. Тем более, что в вопросе нет ограничения по точности взвешивания,величине погрешности.

Первый способ – чисто эмпирический.

Пилоты разгоняют самолет на определенном участке (взлетной или вспомогательной полосы) до скорости 10 – 20 км./час., отпускают его на свободное движение и измеряют растояние, пройденное самолетом самокатом до полной остановки. (Это в кратце, опуская детали). По уже ране известной таблице, составленной с помощью ранее (выше) изложенной методикой, определяют примерную загрузку самолета. Точность, думаю, можно довести до 10 – 15 процентов, взятого на борт груза, в т.ч. пассажиров.

Второй способ – физический.

На любом заводе, изготавливающем, точне, выполняющем финишную сборку самолета необходимо сделать бассейн, в который будет завозиться самолет, наполняться водой и по вытесненному объему воды в его плавающем состояни определять его читый вес. Погрешность измерения можно довести до 3-х – 5-ти процентов, в некоторых случаях – и точнее. При этом можно определить и неравномерность распределения массы (по наклонам вперед-назад и завалы на бок).

(Детали – при необходимости)

Надо поставить баржу с плоской палубой в пруд около взлетной полосы, способную принять самолет и не утонуть. Сделать заезд/съезд для самолета и грузовых автомобилей.

Нанести измерительную шкалу на борту баржи, по которой можно определить насколько баржа с грузом погрузилась в воду и какая масса груза.

Закатить самолет на баржу, снять показания.

Но можно и проще – поставить все колеса самолета на проградуированные весы (например, с большими пружинами как под лифтом или проградуированные гидравлические/пневм­атические устройства для измерения действующей на них силы).

Это один из вопросов, которые задаются на собеседовании даже в таких известных компаниях, как Microsoft и Google. С помощью подобных головоломок у людей, пришедших устраиваться на работу, проверяется наличие фантазии и умения нестандартно мыслить.

К примеру, на данный вопрос можно ответить так:

1) Грузим самолет на баржу и замеряем уровень, на который баржа погружается в воду. Затем убираем самолет и начинаем помещать на судно грузы. Делается это до тех пор, пока баржа не погрузится в воду по отмеченный ранее уровень. Далее вес грузов измеряют и суммируют, высчитывая вес самолёта.

2) Самолёт равномерно тянут через динамометр (с помощью тягача). Так станет известна сила тяги, которая в свою очередь равняется силе трения между землей и колесами. Далее измерения повторяют, но уже при движении с ускорением. Затем вычитается сила трения, а остаток делится на ускорение, чтобы получить массу. Вес же находят по формуле P=mg, где m-масса, а g-ускорение св. пад.

Удивительно, что самолеты не помещаются на весы, однако специалисты каким-то образом могут “Взвесить” самолет – они с точностью определяют его вес. На самом деле, конечно, весы для измерения веса самолета не нужны. Достаточно знать материал, из которого сделан самолет и его длину с шириной – все это умножаем.

Есть еще один незамысловатый способ, нам поможет закон Архимеда. Нам нужно поместить самолет в воду и по объему вытесненной воды измерить вес самолета. Главная проблема – это не сдвинуть самолет в воду, а достать его из воды. Но на практике лучше не пробовать, это чисто теоретический способ.

Смотрите на проблему шире!

Дело не в самолете, дело в том, как вообще взвешивать очень тяжелые вещи, которыхини одни весы не выдержат.

А способ-то простой. Нужно взвешивать на качелях типа бревно на подставке.

На одну сторону ставим предмет, хоть самолёт, хоть слона.

На вторую сторону – толпу людей, пока они не перевесят.

Взрослые свой вес каждый знает сам, а вес детей знают их родители.