飞机载重平衡数据工程管理探讨范文

《精密成形工程》2017年第5期

摘要：飞机载重平衡数据涉及民航安全，其数据管理对影响飞机安全至关重要。本文参照国航载重平衡一些工作内容及局方规章，对飞机载重平衡数据的由来和应用做了阐述，希望对从事这方面数据管理的从业人员有所帮助和启发。

关键词：空重；重心；平衡；称重报告；累积变化量;+/-0.5%

0引言

随着民航业的发展，飞机载人能力日益增强，而飞机载重平衡方面暴露出问题越来越多。这些问题影响着飞行安全，并直接给航空公司造成经济损失。因此，飞机载重平衡基本数据管理显得尤为重要。航空器飞行过程中，通过有效的手段控制飞机的重量和重心的位置，确保其在允许的范围内，保障飞行安全即为航空器载重平衡控制。

1定义

①航空器空重：指航空器的结构、系统、设施、动力装置及一些作为某一特定构型飞机的一个整体所必须的设备的重量和航空运营人认为该航空器所配标准项目的重量。

②标准项目：指该型号航空器所配备设备和加载的液体，这些设备和液体不是某一特定构型飞机的作为一个整体所必须的一部分，但对于同型号的航空器是相同的，其所涉及的项目主要包括以下几类，但不仅仅包括以下项目：1）附加的电子设备；2）厨房、酒吧、小卖部内的结构；3）灭火器、信号弹、紧急氧气设备；4）厕所用液体和化学用品；5）发动机滑油；6）不可用燃油和其它不可用液体。

③机队空重：指构成一个机队的相同构型的航空器的平均航空器空重。

2飞机平衡种类与重心

对于作用于飞机的各个力，如果不是通过飞机的重心，就要对飞机的重心构成力矩，促使飞机转动。偏转力矩是指引起飞机偏转的力矩，俯仰力矩是指引起飞机俯仰转动的力矩，滚动力矩是指引起飞机滚动的力矩。力矩种类有三种，相应的飞机的平衡也有三种，分别是俯仰平衡、方向平衡、横侧平衡。①俯仰平衡。俯仰平衡是指作用于飞机的上仰力矩和下俯力矩彼此相等，也就是各种俯仰力矩互相平衡。②方向平衡。方向平衡是指作用于飞机的左偏力矩和右偏力矩彼此相等，使飞机既不向左偏，也不向右偏。③横侧平衡。横侧平衡是指飞机各滚转力矩彼此相等。飞机的平衡是指三个方向的力矩都平衡，但实际工作中，我们所指的飞机的平衡是指飞机的俯仰平衡。飞机重心也是指飞机机身方向上的重心。飞机的重心与重心位置表示方法。飞机重心是飞机重力的着力点，重力着力点所在的位置，叫重心位置。飞机重心的位置常用飞机重心在某一特定翼弦上的投影距该翼弦前端的距离占该翼弦的百分比表示。通常采用平均空气动力弦（MAC）作为这种特定翼弦，翼弦就是机翼前缘到后缘的连线。即：重心位置占平均空气动力弦％＝（重心投影距平均空气动力弦前端的长度/平均空气动力弦长）×100％。

3飞机载重平衡基本数据

要得到飞机载重平衡数据首先要对飞机进行称重。称重方式有单机称重和机队称重两种方式。①单机称重方式即航空营运人对机队中每架航空器都进行称重。1）采取单机秤重，每架航空器的称重间隔最长为36个日历月。2）采取单机秤重方案，航空运营人可以将某一具体构型的航空器秤重间隔延长至48个日历月，并获得局方批准，但需要满足：通过航空器以往定期秤重的实际记录值证明，运营期间航空器的重量和重心位置的累计变化记录能够准确反映出该航空器的重量和重心位置保持在限定的范围内；同时以上证明至少需要两架航空器进行验证。②机队秤重方式，即航空运营人可以选择机队中的一定数量的飞机进行秤重，并将结果作为机队剩余航空器的值。机队秤重要满足下列条件：1）该机队必须是同一型别的飞机，即使是同一型号，但一个是货机，一个是客机，也不属于同一机队。2）在每个秤重周期（36个日历月）内，机队中需要秤重的最少的飞机数量为表1。3）在选择被秤重飞机时，首选距离上次秤重时间间隔最长的飞机；4）航空运营人应该制定时间段，在此时间段之内需要对机队中所有的航空器的完成秤重。基于航空运营人机队的通常服务年限，要求这个时间段最长不超过18年。该时间段的制定，并不是要求航空运营人从商业因素考虑，该机队全部退役年限前完成机队每架航空器的秤重。飞机称重以后经过计算可得到称重报告。称重后的数据经过相应的数据处理，得到实际航班运行中需要载重平衡数据。飞机的载重平衡数据，可用于实际生产中。每架航空器（包括新出厂的和使用过的）在投入营运之前，必须确定该航空器的空重和重心位置，也就是表2中的使用空重（OEW）和重心（CG）。针对新出厂的航空器，通常在生产厂已被称重，航空运营人可以不重新称重就投入运营，但需要将航空器改装造成的重量和重心位置的改变进行记录，并且确保航空器重量的累积变化量不超过最大着陆重量的+/-0.5%或航空器重心位置累积变化量不超过平均空气动力弦的0.5%的范围。

4飞机载重平衡数据变化量控制

如上所述，飞机在投入运营前必须确定重量和重心位置。这两者的累积变化量不能超过0.5%界限。要确定变化量首先要确定一个标准。每架飞机在每次称重后即会一次载重平衡数据，可做为基准量。飞机在改装后会有重量和重心的变化，有效控制累积变化量是飞机空重和重心位置控制的基本要求。以B-XXXX控制数据为例，如表2所示为飞机原始载重平衡数据以及执行完工程指令（EngineerOrder）-EO以后的数据。如表2中第1项为B-XXXX飞机的引进时的原始数据，也就是此时的基准数据。第2项为14年时该飞机执行完EO1后载重平衡数据发生变化，重量变化为0.01kg，力矩变化为0.28kg•m。第3项为2C称重后的数据。第4，5，6项同第2项为执行EO后的数据变化。那么，执行完EO1后，飞机的空重即为41757.45+0.01=41757.46（kg），变化后的力矩为：722813.00+0.28=722813.28（kg•m），而重心无变化。重量变化量为：0.01kg，飞机最大着陆重量为61000kg，前者与后者比值即为重量变化0.01/61000=1.64E-07。当飞机执行完2C后，此时基准的数据变为2C后的数据，同执行完EO1载重平衡数据的算法一样我们可以得出执行完EO2的数据。此时数据为基准数据再进行执行完EO3的数据运算。以此类推可得出表3数据。表3中重心变化为变化后的重心减去变化前重心。

如：EO2执行后重心为25.77，而基准重心为2C称重后的25.72，那么变化量为25.77-25.72=0.05。这样计算重量和重心变化后可以计算出累积的变化量。即把当前变化量和上一次累积变化量相加，可得当前累积变化量。如计算EO3执行完后累积变化量即第5项的累积变化量。重心变化量为当前变化量0.01加上上次累积变化量为0.05即为0.06。当然这里是0.06%。累积重量变化为当前重量变化1.80E-06加上上次累积变化量6.47E-05即为6.65E-05。这样就可以控制重量累积变化量和重心的累积变化量。当二者中有一个量不在+/-0.5%范围时，要进行新一次的称重，以确定满足适航要求的重量和重心。5结语以上四点粗浅地介绍了飞机载重平衡基本数据工程管理内容，希望对从事民航事业的大家有所帮助和启发。飞机的载重平衡数据关系飞机安全。其内容涉及方方面面，可谓博大精深。一个小小的疏漏可能会造成难以想象的大灾难。为了保障飞机的安全，我们必须管理好飞机载重平衡数据，为民航业的发展做出自己应有的贡献。

参考文献：

[1]AC-121-68航空器空重和重心，2005，8，10.

[2]万青编著.飞机载重平衡[M].中国民航出版社，2004.

[3]陈康.飞机载重平衡控制之我见[J].硅谷，2012（16）.

作者：付东良 单位：北京飞机维修工程有限公司工程部