30
Težina i ravnoteža – značenje i osnovni izračuni Ispunjavanje uvjeta ograničenja težine i ravnoteže bilo kojeg zrakoplova je od iznimne važnosti za siguran let. Upravljanje zrakoplovom, iznad maksimalno dozvoljene težine ugrožava strukturalnu cjelovitost zrakoplova i nepovoljno utječe na njegove performanse. Upravljanje sa centrom težišta Upravljanje centrom težišta i kontrola težine Težina je sila kojom gravitacija privlači neko tijelo prema središtu zemlje. To je produkt mase tijela i ubrzanje koje djeluje na tijelo. Težina je glavni faktor u konstrukciji i upravljanju zrakoplovom i zahtjeva poštivanje svih pilota. Gravitacijska sila kontinuirano pokušava povući zrakoplov dolje, prema zemlji. Sila uspinjanja je jedina sila koja se suprotstavlja težini i održava zrakoplov u letu. Međutim, mogućnost penjanja krila zrakoplova je ograničena dizajnom krila, napadnim kutom, brzinom leta i gustoćom zraka. Zato, kako bi se osiguralo, da zrakoplov generira dovoljno snage za penjanje, a da se tom snagom suprotstavi težini, opterećenje zrakoplova iznad preporučene težine proizvođača, mora se izbjegavati. Ako je težina veća od snage uspinjanja, zrakoplov može biti nesposoban poletjeti. Učinci težine Svaki predmet na zrakoplovu koji povećava ukupnu težinu je nepoželjan što se tiče performansa zrakoplova. Proizvođači će uvijek pokušati napraviti što lakši zrakoplov, bez žrtvovanja snage ili sigurnost. Pilot aviona treba uvijek biti svjestan posljedica preopterećenja. Preopterećen zrakoplov možda neće moći

Težina i Ravnoteža

Embed Size (px)

DESCRIPTION

...

Citation preview

Page 1: Težina i Ravnoteža

Težina i ravnoteža – značenje i osnovni izračuni

Ispunjavanje uvjeta ograničenja težine i ravnoteže bilo kojeg zrakoplova je od iznimne važnosti za siguran let. Upravljanje zrakoplovom, iznad maksimalno dozvoljene težine ugrožava strukturalnu cjelovitost zrakoplova i nepovoljno utječe na njegove performanse. Upravljanje sa centrom težištaUpravljanje centrom težišta i kontrola težineTežina je sila kojom gravitacija privlači neko tijelo prema središtu zemlje. To je produkt mase tijela i ubrzanje koje djeluje na tijelo.Težina je glavni faktor u konstrukciji i upravljanju zrakoplovom i zahtjeva poštivanje svih pilota.Gravitacijska sila kontinuirano pokušava povući zrakoplov dolje, prema zemlji. Sila uspinjanja je jedina sila koja se suprotstavlja težini i održava zrakoplov u letu. Međutim, mogućnost penjanja krila zrakoplova je ograničena dizajnom krila, napadnim kutom, brzinom leta i gustoćom zraka. Zato, kako bi se osiguralo, da  zrakoplov generira dovoljno snage za penjanje, a da se tom snagom suprotstavi težini, opterećenje zrakoplova iznad preporučene težine proizvođača,  mora se izbjegavati. Ako je težina veća od snage uspinjanja, zrakoplov može biti nesposoban poletjeti.Učinci težineSvaki predmet na zrakoplovu koji povećava ukupnu težinu je nepoželjan što se tiče performansa zrakoplova. Proizvođači će uvijek pokušati napraviti što lakši zrakoplov, bez žrtvovanja snage ili sigurnost.Pilot aviona treba uvijek biti svjestan posljedica preopterećenja. Preopterećen zrakoplov možda neće moći odlijepiti od zemlje, ili ako ipak odlijepi od zemlje to može uzrokovati neočekivane i neobično slabe karakteristike leta. Ako zrakoplov nije ispravno opterećen, početni pokazatelji slabih performansa obično se vide već tijekom polijetanja. Prekomjerna težina smanjuje performanse leta zrakoplova u gotovo svakom pogledu. Najvažniji nedostaci performansi preopterećena zrakoplov su:- Veća potreba brzina polijetanja.

Dulja potrebna staza za polijetanje . Smanjena brzina i kut penjanja. Niža maksimalna visina leta.

Page 2: Težina i Ravnoteža

Kraći dolet. Smanjena brzina horizontalnog leta. Smanjena sposobnost manevriranja. Veća brzina prevlačenja. Viši prilaz i brzina slijetanja. Duža staza slijetanja Prekomjerna težina na nosnom kotaču ili repnom kotaču.

Pilot mora biti upoznat sa djelovanjem težine na izvedbu određenog  zrakoplova kojim treba letjeti. Pretpoletno planiranje treba sadržavati provjeru lista performansi kako bi se utvrdilo koja težina zrakoplova može doprinijeti opasnim operacijama leta.Prekomjerna težina sama po sebi smanjuje sigurnosne granice dostupne pilotu, a postaje još opasnije kad utječu i drugi faktori koji smanjuju performanse zrakoplova kada su u kombinaciji s prekomjernom težinom. Pilot također mora uzeti u obzir posljedice prekomjerne težine zrakoplova ako se pojave izvanredne situacije.Ako motor otkaže pri polijetanju ili se stvori sloj leda na konstrukciji zrakoplova, na niskoj nadmorskoj visini, tada je obično prekasno da se smanji težina zrakoplova koja ga može držati u zraku.Promjene u težini Težina zrakoplova može se mijenjati promjenom opterećenja  količinom goriva. Benzin ima značajnu težinu – 6 funti po galonu – 30 galona može težiti više od jednog putnika . No, ne smije se zaboraviti da, ako je težina zrakoplova smanjena umanjenom količinom goriva, raspon doleta zrakoplova je smanjen. Za vrijeme leta, potrošnja goriva je obično jedina promjena težine koja se odvija. Kako se gorivo troši, avion postaje lakši i učinkovitost letenja je poboljšana.Promjene fiksne opreme zrakoplova imaju veliki učinak na težinu aviona. Zrakoplov može biti preopterećen instalacijom dodatnim radio prijemnikom ili instrumentima.Popravci i preinake mogu isto tako utjecati na težinu aviona.Ravnoteža, stabilnost, i centar težišta Ravnoteža se odnosi na položaj centra težišta (CG) zrakoplova, a važna je za stabilnost i sigurnost zrakoplova u letu. Centar težišta je točka na kojoj bi zrakoplov bio uravnotežen kad bi bio oviješen na toj točki.Primarna briga kod ravnoteže zrakoplova je položaj ispred ili iza centra težišta, duž uzdužne osi

Page 3: Težina i Ravnoteža

zrakoplova.Centar težišta nije nužno fiksna točka; njezin položaj ovisi o raspodjeli težine u zrakoplovu. Kako se promjenjive stavke pomaknu ili potroše, točka centra težišta se pomakne. Pilot treba znati da, ako je centar težišta od aviona previše pomaknut naprijed po uzdužnoj osi, to će dovesti do “težak-nos” stanja. I s druge strane, ako je centar težišta aviona previše pomaknut stražnjem djelu aviona po uzdužnoj osi, to će dovesti do “težak-rep” stanja. Moguće je da takav nepovoljan položaj centra težišta stvori tako nestabilne uvjete da pilot ne može kontrolirati zrakoplov.

 

 

 

Slika 1 :  lateralna ili uzdužna neravnoteža

Mjesto centra težišta u odnosu na poprečnu os je također važna. Za svaku stvar koja ima težinu a postoji s lijeve strane središnjeg djela trupa, postoji jednaka

Page 4: Težina i Ravnoteža

težina na odgovarajućem mjestu na desnoj strani. To može biti poremećeno , zbog neuravnoteženog bočnog opterećenja.Položaj bočnog centra težišta pilot ne računa, ali mora biti svjestan da će se štetni učinci sigurno pojaviti kao rezultat bočno neuravnoteženog stanja.Bočni disbalans će se dogoditi ako je opterećenje gorivom loše raspoređeno te opskrbljuje motor(e) nejednako iz spremnika na jednoj strani aviona. Pilot može nadoknaditi nastalo stanje “teška krila”, podešavanjem trim pločice od krilca ili držanjem stalne kontrole otklona krilca.No, to stavlja kontrole aviona u van-strujničko stanje, povećava otpor, i rezultira smanjenom operativnom efikasnošću. Kako se gotovo kod svih aviona može upravljati iz kojeg će se rezervoara gorivo trošiti, time se može regulirati i lateralni disbalans Budući da je bočnu ravnotežu relativno lako kontrolirati a uzdužna ravnoteža je kritičnija, dodatne reference na ravnotežu, prikazanoj na ovoj stranici, upućuju na uzdužni položaj centra težišta.U svakom slučaju, letjeti avionom koji nije u ravnoteži može rezultirati veći umor pilota sa očitim utjecajem na sigurnost i učinkovitost leta. Pilotova prirodna korekcija  neravnoteže uzdužne osi je promjena trima kojom uklanja prekomjerno opterećenje  kontrola. Međutim, pretjerano podešavanje trima ima učinak, ne samo da smanjuje aerodinamičku učinkovitost, već isto tako smanjuje kod komande površine u smjeru u kojem se podešavanje trima primjenjuje. Učinci nepovoljne ravnotežeNepovoljni uvjeti ravnoteže utječu na karakteristike leta zrakoplova u mnogočemu na isti način kao i u uvjetima prekomjerne težine. Osim toga, tu su i dvije bitne karakteristike aviona na koje nepravilna ravnoteža može ozbiljno utjecati; to su stabilnost i kontrola. Oopterećenje u nos-teškim uvjetima uzrokuje probleme u kontroli i podizanju nosa, osobito tijekom polijetanja i slijetanja. Opterećenje u rep-teškim uvjetima ima jako ozbiljan učinak na uzdužnu stabilnost, i može smanjiti zrakoplovne mogućnosti oporavka kod prevlačenja i spinova. Druga nepoželjna karakteristika stvorena iz teških opterećenja repa je da se stvaraju jako lagane kontrolne sile. To pilota dovodi u situaciju da vrlo lako može slučajno preopteretiti avion.Rasponi pozicije centra težišta  u avionu utvrđeni su od proizvođača. To su prednja i stražnja ograničenja izvan kojih centar težišta zrakoplova ne bi trebao biti smješten tijekom leta. Ova ograničenja su objavljena za svaki zrakoplov na Type Certificate Data Sheet listu (Podatkovni certifikat  tipa zrakoplova) ili

Page 5: Težina i Ravnoteža

Specifikacija Zrakoplova i Letački priručnik, ili Pilotski Operativni priručnik (AFM / POH). Ako, nakon utovara, centar težišta nije unutar dopuštenih granica, biti će potrebno preraspodijeliti neke stvari u avionu prije pokušaja leta.Prednja granica centra težišta, obično se određuje prema sletnim karakteristikama aviona. Tijekom slijetanja, što je jedna od najkritičnijih faza leta, prelaženje prednje granice centar težišta može rezultirati prekomjernim opterećenjem na nosni kotač; tendencija zrakoplova sa repnim kotačem je dizanje nosa aviona; smanjena učinkovitost; veća brzina prevlačenja; i veća potrebna snaga na  komandama. U ekstremnim slučajevima, položaj centar težišta koji je ispred  prednjeg limita može rezultirati u “teškom nosu” do te mjere da može biti teško ili nemoguće lebdjeti za slijetanje.Proizvođači namjerno stavljaju prednji limit centra težišta koliko god je to moguće prema natrag da pomognu pilotima u izbjegavanju oštečenja na zrakoplovu kod slijetanja. Osim smanjenja statičke i dinamičke uzdužne stabilnosti, i druge neželjene učinke uzrokovane pozicijom centra težišta iza dopuštene granice,  može uključivati ekstremne poteškoće kontrola, silovite karakteristike prevlačenja, i jako lagane komandne sile, koje olakšavaju nenamjerno prenaprezanje zrakoplova.Ograničenja kod prednjeg centra težišta su također specificirana kako bi se osiguralo da je dostupno dovoljno otklona na komandi dubine uz minimalnu brzinu zrakoplova.Kad strukturalna ograničenja ili velike sile na komandama ne ograničavaju prednju poziciju centra težišta, nalazi se na poziciji gdje je potreban full-up elevator za postizanje visokog napadnog kuta za slijetanje.Granica stražnjeg centra težišta je najudaljenija stražnja pozicija na kojoj centar težišta može biti smješten u najkritičnijem manevru ili postupku. Kako se centar težišta pomiće prema nazad, manje stabilno stanje se pojavljuje, što smanjuje sposobnost aviona da se sam izravna odmah nakon manevriranja ili turbulencije.Za neke zrakoplove granica centra težišta, i prednja i stražnja, može se odrediti da varira prema promjeni težine. Također se može promijeniti za određene radnje poput akrobatskog leta, uvlačenja podvozja, ili ugradnje specijalnih tereta i uređaja koji mijenjaju karakteristike leta.Stvarni položaj centra težišta može se mijenjati zbog mnogih promjenjivih čimbenika ali ga obično kontrolira pilot.

Page 6: Težina i Ravnoteža

Smještanje prtljage i tereta određuje mjesto centra težišta.Raspored sjedala putnika se također može koristiti kao sredstvo dobivanja povoljne ravnoteže. Ako zrakoplov ima težak rep, logično je da će se stavljati teške putnike u prednja sjedala. Također, potrošnja goriva može utjecati na centar težišta s obzirom položaj spremnika za gorivo.Upravljanje rasporedom težine i ravnotežeKontrola težine i ravnoteže bi trebala biti briga od velike važnosti za sve pilote.Pilot ima kontrolu nad utovarom tereta i goriva (dva promjenjiva faktora koji mogu promijeniti oboje, ukupnu težinu i mjesto centra težišta) pojedinog aviona.Vlasnik zrakoplova ili operater treba biti siguran da ima sve najnovije informacije dostupne i na raspolaganju pilota, i trebao bi osigurati da su odgovarajući podaci, kada su napravljeni popravci ili modifikacije upisani u evidenciji zrakoplova. Promjena težine mora se uzeti u obzir i odgovarajuće zabilješke se moraju napraviti u  zapisu težine i ravnoteže.Lista popisa opreme mora biti ažurirana, ako je potrebno.Bez takvih informacija, pilot nema osnov prema kojem će izvesti potrebne izračune i odluke.Prije bilo kojeg leta, pilot treba utvrditi težinu i ravnotežu aviona.Proizvođači aviona su razvili jednostavne i sustavne procedure za utvrđivanje težišta i CG položaja aviona.Pilot mora koristiti te procedure i obrasce i koristiti zdrav razum. U mnogim modernim zrakoplovima, nije moguće popuniti sva sjedala, prtljažni prostor, i spremnika goriva, i dalje ostati unutar odobrenih granica težine i ravnoteže.Ako se zrakoplov optereti maksimalnim brojem putnika, pilot često mora smanjiti opterećenje gorivom ili smanjiti količinu prtljage.Pojmovi i definicijePilot bi trebao biti upoznat s pojmovima koji se koriste u radu s problemima koji se odnose na masu i ravnotežu.Sljedeći popis pojmova i njihovih definicija se dobro standardiziran, a znanje o tim pojmovima će pomoći pilotu da bolje razumiju izračune težine i ravnoteže bilo kojeg zrakoplova.Pojmovi definirani od strane General Aviation Manufacturers Association kao industrijski standard su označeni sa GAMA.

Krak (moment arm) – je horizontalna udaljenost u inčima od referentne linije do centra težišta predmeta. Algebarski znak je plus (+) ako se mjeri

Page 7: Težina i Ravnoteža

od referentne linije, i minus (-) ako se mjeri od referentne linije prema naprijed.

Osnovna prazna težina – uključuje standardnu praznu težinu plus dodatnu i specijalnu opremu koja je instalirana. ( Basic empty werght BEW – definiran od GAMA)

Centar težišta (CG) – je točka na kojoj bi zrakoplov bio u ravnoteži, kada bi ga bilo moguće objesiti u toj točki. To je centar mase aviona, ili teoretska točka na kojoj se pretpostavlja da je koncentrirana cijela težina aviona. Može biti izražena u inčima od referentne linije, ili u postotku od srednje aerodinamičke tetive (MAC).

Granice centra težišta – su određene prednje i stražnje točke unutar kojih centar težišta mora biti smješten tijekom leta. Ova ograničenja označena su na relevantnim specifikacijama aviona.

Raspon centra težišta – je udaljenost između prednje i stražnje granice centra težišta navedenih u relevantnim specifikacijama aviona.

Datum (referentna linija) – je imaginarna vertikalna ravnina ili linija od koje se mjeri svaki krak. Ravninu ili liniju određuje proizvođač. Nakon što je referentna ravnina odabrana, svi krakovi i raspon položaja centra težišta mjere se od ove točke.

Delta – je grčko slovo koje se izražava simbolom Δ kojim se indicira promjena vrijednosti. Kao primjer, ΔCG ukazuje na promjenu centra težišta.

Ograničenje opterečenja (poda) – je maksimalna težina koju pod kabine može izdržati po kvadratnom inču / stopi kako je predviđeno od strane proizvođača.

Opterećenje gorivom – je promjenjljiv dio opterećenja aviona. To uključuje samo upotrebljivi dio goriva, a ne gorivo koje je potrebno da se ispuni cijevi ili ono koje ostaje zarobljeno u sampovima spremnika.

Licencirana prazna težina – je prazna masa koja se sastoji od konstrukcije zrakoplova, motora (više njih) , neupotrebljivog goriva i ulja koje se ne može drenirati plus standardna i dodatna oprema kao što je navedeno u popisu opreme. Neki proizvođači koriste ovaj pojam umjesto GAMA standardizacije.

Maksimalna težina slijetanja – je najveća težina koju zrakoplov može imati pri slijetanju.

Page 8: Težina i Ravnoteža

Maksimalna ramp težina – je ukupna težina natovarenog zrakoplova, i uključuje svo gorivo. Veća je od težine polijetanja zbog goriva koje će biti potrošeno tijekom taxiranja i tijekom operacija provjera motora.

Ramp težina može se također nazvati i taksi težina. Maksimalna težina uzlijetanja – je najveća dopuštena težina za polijetanje. Maksimalna težina – je maksimalna dozvoljena težina zrakoplova i sve

opreme kao što je navedeno u TCDS-Type Certificate Data Sheets zrakoplova.

Maksimalna nulta težina goriva – je maksimalna težina, bez korisnog goriva. Maximum zero fuel weight definiran od GAMA.

Srednja aerodinamička tetiva (MAC) – je prosječna udaljenost od napadne ivice do izlazne ivice krila.

Moment – je produkt težine predmeta pomnožen s njegovim krakom. Momenti se izražavaju u funtama-inčima (lb-in). Ukupan moment je težina aviona pomnožena sa udaljenosti između referentne ravnine i CG (centra težišta).

Moment indeks (ili indeks) – je moment podijeljen sa konstantom poput 100, 1.000 ili 10.000. Svrha korištenja Indeksa momenta je pojednostaviti računanje težine i ravnoteže zrakoplova, gdje teški predmeti i dugi krak rezultiraju velikim, neriješivim brojevima.

Nosivost (definirano od GAMA) – je težina putnika, tereta i prtljage. Standardna prazna težina definirano od (GAMA) – sastoji se od

konstrukcije zrakoplova, motora, i svih predmeta opreme koji imaju fiksno mjesto i trajno su ugrađeni u zrakoplov; uključujući fiksni balast, hidraulične tekućine, neupotrebljivo gorivo i svo motorno ulje.

• Standardne težine – su date za brojne predmete uključene u računanju težine i ravnoteže. Te težine ne bi trebale biti korištene ako su prave težine dostupne. Neke od standardnih težina su:Benzin             6 / US galJet, Jet-1         6,8 / US galJet B                6,5 / US galUlje                  7,5 / US galVoda                8,35 / US gal

Stanica – je položaj u zrakoplovu koji je identificiran brojem koji označava njegovu udaljenost u inch-ima od vertikalne ravnine.Vertikalna ravnina je,

Page 9: Težina i Ravnoteža

zato, identificirana kao stanica nula. Predmet koji se nalazi na stanici +50 će imati krak od 50 inča.

Koristan teret – je težina pilota, kopilota, putnika, prtljage, iskoristivog goriva, i ulja koje se može drenirati. To je osnovna prazna težina oduzeta od maksimalno dopuštene težine MTOW. Ovaj pojam odnosi se samo na zrakoplove opće avijacije.

Osnovni principi računanja težine i ravnotežeTu bi moglo biti korisno pregledati i razgovarati o temeljnim načelima kako se može utvrditi težina i ravnoteža. Sljedeća metoda izračuna može se primijeniti na bilo koji predmet ili vozilo u kojem je informacija težine i ravnoteže bitna; ali svrha ove stranice je usmjerena prvenstveno prema avionu. Određivanjem težine praznog zrakoplova i dodavanjem težine svega ukrcanog na zrakoplov, možemo odrediti ukupnu težinu. To je vrlo jednostavno; ali rasporediti tu težinu na takav način da je cijela masa natovarenog aviona uravnotežena oko centra težišta (CG), koji mora biti smješten unutar specificiranih granica, predstavlja veći problem, osobito ako osnovni principi težine i ravnoteže nisu shvaćeni.Mjesto na kojem će avion biti u ravnoteži može se odrediti lociranjem centra težišta, što je, kako je navedeno u definicijama pojmova, imaginarno mjesto gdje je koncentrirana sva težina. Kako bi osigurao potrebnu ravnotežu između uzdužne stabilnosti i komande elevatora, centar težišta se obično nalazi malo naprijed od centra uzgona. Takvo stanje opterećenja uzrokuje sklonost nosa prema dolje u letu, što je poželjno tijekom leta pri velikom napadnom kutu i malim brzinama.Sigurna zona unutar koje ravnotežna točka (CG) mora biti, se naziva raspon centra težišta (CG). Krajnje točke tog raspona nazivaju se prednja granica centra težišta (CG) i stražnja granica CG.Ova ograničenja su obično navedena u inčima, duž uzdužne osi zrakoplova, mjereno od referentne ravnine. Referentna ravnina  je proizvoljno, utvrđena od dizajnera aviona i  može varirati u položaju, između različitih aviona.

Page 10: Težina i Ravnoteža

 

 

 

 

Slika 2: težina i ravnoteža

Udaljenost od referentne točke na bilo koji dio aviona, ili bilo koji predmet utovaren na zrakoplovu, zove se krak. Kada je predmet ili komponenta stavljena iza referentne ravnine, to se mjeri u pozitivnim inch-ima; ako se nalaze ispred referentne ravnine, mjeri se u negativnim inch-ima, ili minus inch-ima.Položaj predmeta ili komponente često se naziva pozicija. Ako se težina bilo kojeg predmeta ili komponente pomnoži s udaljenosti od referentne ravnine (ARM), produkt je moment. Moment je mjerenje

Page 11: Težina i Ravnoteža

gravitacijske sile koja uzrokuje sklonost težine da rotira oko točke ili osi i koja se izražava u funtama-inch-ima.Za prikaz, pretpostavimo težinu od  50 lb koja je smještena na poziciji ili na točki 100 inch-a od referentne linije.Sila prema dolje koju uzrokuje težina se može odrediti množenjem 50 lb sa 100 inch, što stvara moment od 5.000 lb-in.

 

 

 

 

 

Slika 3: Određivanje momenta.

Page 12: Težina i Ravnoteža

Za uspostavljanje ravnoteže, ukupno od 5.000 lb-in mora se staviti na drugi kraj klackalice. Svaka kombinacija težine i udaljenosti koja, kada se množi, stvara 5000 lb-in moment će uravnotežiti klackalicu. Na primjer, kao što je prikazano na slici 4, ukoliko je 100 funti težine postavljeno u točki (stanici) 25 inch od referentne linije, i sljedećih  50 funti težine se nalazi u točki (stanici) 50 inch od referentne linije, zbroj produkta od dvije težine i njihove udaljenosti će iznositi moment od 5.000 lb-in, koji će uravnotežiti klackalicu.

 

 

Slika 4: Uspostavljanje ravnoteže.

 

 

Page 13: Težina i Ravnoteža

 

 

 

 

 

Ograničenja težine i ravnotežeOgraničenja težine i ravnoteže u avionu treba pomno pratiti. Uvjeti za utovar i prazna težina pojedinog aviona mogu se razlikovati od onih koje ćemo naći u AFM / POH zbog modifikacija ili eventualne promjene opreme koja je možda ugrađena. Primjer problema utovara iz AFM / POH je namijenjen samo kao smjernica; stoga, svaki zrakoplov mora biti tretiran odvojeno. Iako je avion certificiran za određenu maksimalnu bruto težinu polijetanja, neće sigurno poletjeti s ovim opterećenjima pod svim uvjetima.

Uvjeti koji utječu na performanse uzlijetanja i penjanja, kao što su visoke prepreke, visoke temperature i visoka vlažnost (male gustoće zraka na visinama) može zahtijevati smanjenje težine prije pokušaja leta. Ostali faktori koje treba uzeti u obzir prije polijetanja su duljina staze, površina staze, nagib staze, površinski vjetar, i prisutnost prepreka. Ti čimbenici mogu zahtijevati smanjenje težine prije leta.Neki zrakoplovi su dizajnirani tako da je teško utovariti ih na način kojim će se dovesti centar težišta CG izvan granica. To su obično mali avioni sa sjedištima, gorivom, i prtljagom smještenim u blizini centra težišta (CG).Ti avioni, svejedno, mogu biti pretovareni u težini.Ostali zrakoplovi mogu se utovariti na takav način da će biti van granica centra težišta (CG) iako nije prekoračen koristan teret. Zbog efekta van-ravnoteže ili uvijeta prekomjerne težine, pilot mora uvijek biti siguran da je zrakoplov ispravno natovaren.

Page 14: Težina i Ravnoteža

Postoje razne metode za određivanje natovarene težine i centra težišta zrakoplova. Tu je metoda izračuna, te isto tako metode koje koriste grafove i tablice koje osigurava proizvođač zrakoplova.Metoda izračunaRačunalna metoda uključuje primjenu osnovnih matematičkih funkcija.Slijedi primjer računalne metode.Maksimalna bruto težina 3400 lb

Raspon centra težišta 78 - 86 lb

Putnici na prednjem sjedalima 340 lb

Putnici za stražnjim sjedalima 350 lb

Gorivo 75 gal

Prtljažno područje 80 lb

Za određivanje utovarene težine i centra težišta (CG), slijedite ove korake.Korak 1 – Popišite težinu zrakoplova, putnika, goriva, i prtljage. Ne zaboravite da gorivo teži 6 lb po galonu.Korak 2 – Unesite moment za svaku stavku na popisu. Sjetite se “težina x krak = moment”.Korak 3 – Zbrojite težine i momente.Korak 4 – Za određivanje centra težišta CG, podijelite ukupan moment od ukupne težine. 

NAPOMENA: Zapisi težine i ravnoteže za određeni zrakoplov će osigurati težinu i moment praznog zrakoplova, kao i informacije o udaljenosti krak-a.

Page 15: Težina i Ravnoteža

Ukupna utovarena težina 3.320 lb ne prelazi maksimalnu bruto težinu 3.400 lb i centar težištra od 84,8 je unutar 78-86 inch raspona; dakle, avion se natovaren unutar granica.Metoda Grafa Drugi način za određivanje težine i CG je upotreba grafikona. Kako bi se pojednostavio izračun, moment može ponekad biti podijeljen 100, 1000 ili 10.000. Slijedi primjer grafa.

Page 16: Težina i Ravnoteža

 

 

 

Slika 5: Težina i ravnoteža

Page 17: Težina i Ravnoteža

 

 

Slika 6: Moment centra težišta CG i graf utovara.

 

 

 

 

 

 

Page 18: Težina i Ravnoteža

 

zadano je:

Prednja sjedala putnici 340 lb

Stražnja sjedala putnici 300 lb

Gorivo 40 gal

Prtljažno područje 1 20 lb

Iste korake trebalo bi slijediti kao što je u računalnoj metodi osim dobivenih grafova gdje će se izračunati momenti i omogućiti pilotu da odredi je li avion natovaren unutar granica. Da bi se odredio moment koristeći graf utovara, naći težinu i nacrtatiravnu crtu dok ne presretne stavku za koju se moment treba izračunati. Zatim nacrtajte liniju ravno dolje kako bi se utvrdio moment. (Crvena linija na grafu opterećenja predstavlja moment za pilota i putnika na prednjem sjedištu. Svi ostali momenti su utvrđeni na isti način.) Jednom nakon što je to učinjeno za svaku stavku, zbrojite težinu i momente i povucitei liniju za oboje težinu i momente na grafu centra težišta. Ako se linije sijeku unutar oznake grafa, zrakoplov je opterečen unutar granica. U ovom uzorku problem opterečenja zrakoplova, se nalazi unutar granica.Metoda tabliceMetoda tabele koristi iste principe kao računanje  i graf metoda.Informacije i ograničenja su sadržana u tablicama koje osigurava proizvođač. Slika 7 je primjer tablice i izračuna težine i balansa koji se temelji na tabeli. U ovom problemu, ukupna težina od 2.799 lb i moment od 2.278/100 su u granicama tabele.

Page 19: Težina i Ravnoteža

Slika 7: Tabela rasporeda opterečenja 

Page 20: Težina i Ravnoteža

Izračun s negativnim krakomSlika 8 je primjer računanja težine i ravnoteže koristeći zrakoplov s negativnim krakom. Važno je zapamtiti da je pozitivan množen s negatvnim jednako negativni, a negativni se oduzima od ukupnog momenta

 

Slika 8:Primjer težine i ravnoteže koristeći negativni.

 

Izračuni s težinom nula goriva (Zero fuel weight max ZFWM) Slika 9 je primjer težine i ravnoteže računanja koristeći zrakoplov sa ZFWM. U ovom primjeru, ukupna težina zrakoplova minus gorivo je 4.240 lb, što je ispod težine ZFWM od 4.400 lb. Ako bi ukupna težina aviona bez goriva premašila 4.400 lb, putnike ili teret bi trebalo smanjiti kako bi se težina dovela na ili ispod maksimalne težine ZFW.

Page 22: Težina i Ravnoteža

Slika 9: Primjer težine i ravnoteže koristeći zrakoplov sa objavljenom nula težinom goriva.(ZFW)

 

 

 

 

Mijenjanje, dodavanje i oduzimanje težinePilot mora biti u stanju točno i brzo riješiti sve probleme koji uključuju promjenu, dodavanje ili oduzimanje težine. Na primjer, pilot može utovariti zrakoplov unutar dopuštenih granica težine kod polijetanja, a zatim ustanoviti da je ograničenje centra težišta CG premašeno.Najbolje riješenje koje zadovoljava ovaj problem je da se preraspodjeli prtljaga putnici ili oboje.Pilot bi trebao biti u stanju odrediti minimalnu promjenu opterećenja potrebnu da bi zrakoplov bio siguran za let. Piloti bi trebali biti u mogućnosti utvrditi da li će prebacivanje tereta na novo mjesto ispraviti stanje izvan-granica. Postoje standardizirani izračuni  koji se mogu koristiti.Pomicanje težineKad se težina pomakne s jednog mjesta na drugo, ukupna težina zrakoplova je nepromijenjena. Ukupni moment, međutim, se mijenjaju u odnosu i proporciji prema smjeru i udaljenosti kojoj je težina pomaknuta.Kad je težina pomaknuta naprijed, ukupni moment se smanjuje; kada je težina pomaknuta prema natrag, ukupni moment se poveća.Promjena momenta jeproporcionalna količini pomaknute težine. Budući da mnogi zrakoplovi imaju prednji i stražnji prtljažni prostor, težina može biti pomaknut od jednog do drugog da se  promjeni centar težišta CG. Ako počinjemo s poznatom težinom zrakoplova, centrom težišta CG, i ukupnim momentom, izračunajte novi centar težišta CG (nakon pomaka težine) dijeljenjem novih ukupnih momenata s ukupnom težinom zrakoplova. Za određivanje novih ukupnih momenata, saznajte koliko je momenata dobiveno ili izgubljeno, kada je težina pomaknuta.

Page 23: Težina i Ravnoteža

Pretpostavimo da je 100 lb premješteno sa mjesta 30 na stanicu 150. Ovo pomicanje povećava ukupni moment zrakoplova za 12.000 lb-in.

Moment kada je na stanici 150 = 100 lb x 150 in = 15.000 lb-in

Moment kada je na stanici 30 = 100 lb x 30 in = 3.000 lb-in

Moment promjene = 12.000 lb-in

Dodavanjem promjene momenta izvornom momentu (ili oduzimanjem, ako je težina  premještena prema naprijed umjesto prema natrag), dobit ćemo nove ukupnemomente.Zatim moramo odrediti novi centar težišta CG dijeljenjem novih momenata s ukupnom težinom:

Ukupno momenti = 616.000 + 12.000 = 628.000

CG = 628.000 / 8000 (ukupna težina)

=

Pomak je uzrokovao da se centar težišta CG prebaciti na stanicu 78.5

Jednostavnije rješenje može se dobiti pomoću računala ili kalkulatora i proporcionalne formule. To se može napraviti, jer će se centar težišta CG pomaknuti na udaljenosti koja je proporcionalna udaljenosti na koju je težina pomaknuta.

 PrimjerPromjena težina / Ukupna težina = ΔCG (promjena CG) / Pomak težine u in

100/8,000 = ΔCG/120

ΔCG = 1.5 in

 Promjena centra težišta CG je dodana (ili oduzeta) na izvorni centar težišta CG, ovim ćemo odrediti novi  centar težišta CG:

77 + 1.5 = 78,5 inch iza referentne linije

Formula proporcija kod mijenjanja težine,  se također može koristiti kako bi se utvrdilo kolika je težina koja se mora pomaknuti da bi postigli određen pomak CGPrimjer

Page 24: Težina i Ravnoteža

zadano je:

zadano je:

Ukupna težina Zrakoplova 7.800 lb

CG Stanica 81,5

Stražnja granica CG 80,5

Odredite koliko tereta mora biti pomaknuto sa stražnjeg teretnog odjeljka na stanici 150 prema prednjem teretnom odjeljku na stanici 30, kako bi premjestiti centar težišta CG  točno na stražnju granicu.Rješenje:

Težina koja mora biti pomaknuta /Ukupna težina = ΔCG / Udaljenost težine koja se pomaknula

Težina koja će biti pomaknuta / 7.800 = 1.0 in /120 in

Težina koja će biti pomaknuta = 65 lb

Dodavanje ili uklanjanje težine U mnogim slučajevima, ravnoteža zrakoplova će se promijeniti dodavanjem ili uklanjanjem težine. Kada se to dogodi, novi centar težišta CG mora se izračunati i provjeriti prema ograničenjima da se vidi da li je mjesto prihvatljivo. Ova vrsta problema težine i ravnoteže često se susreće kada zrakoplov troši gorivo u letu, čime se smanjuje težina koja se nalazi na mjestu spremnika goriva. Većina malih zrakoplova su dizajnirani sa spremnikom goriva postavljenim blizu centra težišta CG; zato, potrošnja goriva ne utječe na centar ravnoteže CG u većoj mjeri. Dodavanje ili uklanjanje tereta predstavlja problem promjene centra težišta CG koji mora biti izračunat prije leta. Problem uvijek može biti riješen po izračunima koji uključuju ukupne momente.Tipičan problem može uključivati izračun novog centra težišta za zrakoplov koji je, kada je napunjen i spreman za let, dobiva neki dodatni teret ili putnike neposredno prije polaska. Primjer

Page 25: Težina i Ravnoteža

Zadano je:

Zadano je:

Zrakoplov ukupna težina 6.860 lb

Centar težišta CG Stanica 80,0

Odredite položaj centra težišta CG ako se 140 lb prtljage dodaje stanici 150.Rješenje: 

Dodana Težina / Nova Ukupna težina = ΔCG /Udaljenost između težine i starog CG

140 / (6.860 + 140) = ΔCG / (150-80)

140 / 7.000 = ΔCG / 70

CG = 1,4 u stražnjem

Oduzmi ΔCG od starog centra težišta CG

Novi CG = 80 in - 1,2 in =

U prethodnim primjerima, ΔCG je ili dodan ili oduzet od starog centra težišta CG. Odlučiti kojeg koristiti najbolje se postiže logikom na koji način će se CG pomaknuti za određenu promjenu težine. Ako se CG pomiče prema natrag, ΔCG se dodaje na stari CG; ako se centar težišta CG kreće prema naprijed, ΔCG se oduzima od starog CG.