Kurs PPL(A)

Osiągi i planowanie

lotu.

Masa i wyważanie

MASA I WYWAŻENIE –

Pojęcie masy i ciężaru

MASA (mass) – pojęcie fizyczne określające wielkość i ilość materii w ciele

CIĘŻAR (weight) – siła powstająca kiedy na masę oddziaływuje grawitacja

Każde ciało zawsze ma jakąś masę, ale jeśli nie ma grawitacji – nic nie waży.

MASA I WYWAŻENIE –

Masy samolotu i wyważenie

Samolot w hangarze ustawiony na wadze

BASIC EMPTY WEIGHT - BEW (Ciężar pustego samolotu)

oraz

CENTER OF GRAVITY (Środek Ciężkości)

Są określane przez producenta samolotu

MASA I WYWAŻENIE –

Masy samolotu i wyważenie

Specjalna elektroniczna waga do ważenia ciężaru samolotu

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

Środek Ciężkości (

Center of Gravity - C.G.

)

Środek ciężkości jest to punkt, w którym jest zaczepiona siła
przedstawiająca ciężar danego ciała i jest ona skierowana pionowo do
środka ziemi.

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

Środek Ciężkości jest ograniczony PRZEDNIM i TYLNYM zakresem położenia

Środka Ciężkości w którym samolot jest dopuszczony do eksploatacji.

Przedni

Zakres CG

Tylny

Zakres CG

Certyfikowany zakres położeń środka ciężkości określa producent. Położenie

środka ciężkości samolotu w certyfikowanym zakresie zapewnia

stateczność i sterowność samolotu w każdym stanie lotu.

Zakres CG jest określany przez producenta samolotu i jest podany w
Instrukcji Użytkowania w Locie oraz w Arkuszu ważenia i wyważania
samolotu.

Czynniki mające wpływ na wyznaczenie maksymalnego certyfikowanego
zakresu położeń środka ciężkości to :

 zakres wychyleń i skuteczność steru wysokości,

obciążenie podwozia głównego przy lądowaniu na koła główne,

 skuteczność sterowania kołem przednim podczas startu (nacisk na koło
przednie),

 obciążenia podwozia przedniego przy lądowaniu na koło przednie,

 osiągi samolotu podczas startu (im bardziej przedni lub tylni środek
ciężkości tym gorsze osiągi).

 wytrzymałość kadłuba, wytrzymałość steru wysokości ,

ZASADY WYWAŻANIA -

CERTYFIKOWANY ZAKRES

C.G.

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

Center of Gravity DATUM jest punktem (linią) odniesienia od którego

oblicza się Środek Ciężkości (CG)

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

Center of Gravity DATUM (Linia odniesienia) może mieć różne

położenie wzdłuż osi podłużnej samolotu

Charakterystyczne punkty zakresu położenia CG mogą być określone jako
odległość X od linii odniesienia (DATUM) wyznaczonej przez producenta,
moment M lub procent średniej cięciwy aerodynamicznej (%MAC) w funkcji
ciężaru samolotu Q.

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

1
0

Wyważenie opiera się na zasadzie równowagi momentów względem osi
prostopadłej do płaszczyzny symetrii samolotu.

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

1
1

Ramię (ARM) jest to odległość od Linii odniesienia (DATUM) do punktu
składowych mas samolotu.

Ujemne ramię jest wtedy gdy masa jest położona do przodu samolotu od
Linii odniesienia, dodatnie ramię jest wtedy gdy masa jest położona do tyłu
samolotu od Linii odniesienia.

Do przodu od DATUM

Ujemne ramię

(NEGATIVE ARM)

Do tyłu od DATUM

Dodatnie ramię

(POSITIVE ARM)

MOMENT to siła powodująca efekt obracania mas w odniesieniu do Linii

odniesienia (DATUM)

MOMENT = Masa x Ramię

1
2

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

MOMENT

Wyważenie opiera się na zasadzie równowagi momentów względem osi
prostopadłej do płaszczyzny symetrii samolotu.

* x

= P

* x

Moment 1 = P

* x

Moment 2 = P

* x

ZASADY WYWAŻANIA -

RÓWNOWAGA

1
3

ZASADY WYWAŻANIA -

REFERANCE STATION, DATUM

1
4

BASIC EMPTY MASS - BEM (Ciężar pustego samolotu)

ciężar pustego samolotu wraz z niezbędnym wyposażeniem wożonym na
stałe (dokumentacja pokładowa, płyny hamulcowe, niezużywalne paliwo,
olej, apteczki, itp.)

ZASADY WYWAŻANIA -

MAKSYMALNE CIĘŻARY

SAMOLOTU

1
6

TRAFFIC LOAD (TL)

– Całkowita masa pasażerów, bagażu i ładunku

ZASADY WYWAŻANIA -

MAKSYMALNE CIĘŻARY

SAMOLOTU

1
7

ZASADY WYWAŻANIA -

MAKSYMALNE CIĘŻARY

SAMOLOTU

1
8

DRY OPERATING MASS (DOM) - Suchy ciężar operacyjny

Całkowita masa samolotu gotowego do lotu bez paliwa i ładunku, ale zawierająca:

•Załogę i bagaż
•Catering i wyposażenie dla pasażerów

ZASADY WYWAŻANIA -

MAKSYMALNE CIĘŻARY

SAMOLOTU

1
9

BEW

Basic Empty Weight

DOW

Dry Operating

Weight

C & P

Crew &

Pantry

Traffic Load

ZFW

Zero Fuel Weight

(MAX)

TOF

Take-Off Fuel

Operating Weight

Traffic Load

TOW

Take-Off Weight

(MAX)

TOF

Take-Off Fuel

Load Weight

(MAX)

Trip Fuel

Wyważenie, polega na wyznaczeniu położenia środka ciężkości samolotu
(C.G. - Center of Gravity). Środek ciężkości samolotu musi znajdować się w
ściśle określonym zakresie. Zakres ten podany jest przez producenta.

Wyważanie samolotu składa się z dwóch etapów :

 Określenie maksymalnych ciężarów,

 Określenie położenia środka ciężkości.

ZASADY WYWAŻANIA

2
0

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
1

DATUM – znajduje się na początku samolotu tuż przed śmigłem

Samolot stoi na wagach i ich odległości od DATUM są pokazane

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
2

Użyjmy powyższej tabeli do obliczeń CG

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
3

1. Odczytajmy na wadze ile waży samolot na przedniej wadze (z kołem
przednim) i wpiszmy wartość do tabelki

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

100lb

100

2. Obliczmy teraz moment z jakim działa ta masa, znając ramię na jakim
działa.

MOMENT = MASA x RAMIE => MOMENT = 100 x 36 = 3 600

lbs/ins.

3600

3. Jako, że wszystkie masy są odniesione w tył od linii DATUM, więc są ze
znakiem dodatnim

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
4

4. Analogicznie postępujemy z podwoziem głównym

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

100lb

100

3600

725

65 250

725lb

725

65 250

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
5

5. Teraz dodajmy wartość w każdej z kolumn i otrzymamy masę całkowitą
oraz całkowity moment

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

100lb

100

3600

725

65 250

725lb

725

65 250

1 550

134 100

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
6

6. Teraz obliczymy CG (Środek Ciężkości) ze wzoru:

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

100lb

100

3600

725

65 250

725lb

725

65 250

1 550

134 100

MOMENT (lb/ins) 134 100

CG= ------------------------- = ----------------- = 86,5 ins za
DATUM

TOTAL MASS (lb) 1 550

86,5

Obliczenie C of G dla BEM (Baisic Empty Mass)

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
7

6. Teraz obliczymy CG (Środek Ciężkości) ze wzoru:

ITEM

MAS

(lb)

ARM

(ins)

MOMENT

(lb/ins)

NOSE

WHEE

LEFT

MAIN

WHEE

RIGHT

MAIN

WHEE

TOTA

100lb

100

3600

725

65 250

725lb

725

65 250

1 550

134 100

MOMENT (lb/ins) 134 100

CG= ------------------------- = ----------------- = 86,5 ins za
DATUM

TOTAL MASS (lb) 1 550

86,5

2
8

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

2
9

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla BEM

Kiedy już znamy CG dla pustego samolotu, możemy obliczyć CG dla
samolotu z załogą i pasażerami.

3
0

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

Tabela przedstawia sposób i zasady określania masy samolotu oraz
określenie CG

3
1

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

W pierwszej kolejności musimy wpisać masę pustego samolotu oraz jego
środek ciężkości CG – które to dane są podane w IUwL oraz w arkuszu
wyważenia

1550 86,5 134075

190

15295

200

16100

100

11810

9282

210

19950

2315

206512

89,21

Teraz, znając Masę i moment samolotu, możemy obliczyć CG, dzieląc
MOMENT przez Masę samolotu

3
2

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

3
3

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

3
4

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

2315 89,21 206512
-150

-14250

2165

88,8 192262

Obliczanie CG i masy samolotu do lądowania

3
5

ZASADY WYWAŻANIA –

Obliczanie CG dla ładunku

2315 89,21 206512
-150

-14250

2165

88,8 192262

Obliczanie CG i masy samolotu do lądowania

3
6

ZASADY WYWAŻANIA –

Wykres CG i Masy

Położenie Środka Ciężkości MUSI zawierać się wewnątrz wykresu pomiędzy

PRZEDNIM i TYLNYM skrajnym położeniem Środka Ciężkości (CG)

PRZEDNIE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

FORWARD

Limit of CG

TYLNE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

AFT

Limit of CG

Jeśli położenie CG przekroczy limity wówczas siły

sterowania, stateczność samolotu, manewrowość i

osiągi będą pogorszone

3
7

ZASADY WYWAŻANIA –

Przekroczenie limitów CG

PRZEDNIE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

FORWARD

Limit of CG

TYLNE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

AFT

Limit of CG

CG w granicach limitów użytkowych

3
8

ZASADY WYWAŻANIA –

Przekroczenie limitów CG

PRZEDNIE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

FORWARD

Limit of CG

TYLNE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

AFT

Limit of CG

Większe wychylenie steru wysokości powoduje zwiększenie oporów aerodynamicznych, zwiększenie
zapotrzebowania na moc co powoduje pogorszenie parametrów lotu.

Duża

siła

sterze

głębokości

Przesunięcie CG do przodu poza przedni limit spowoduje zwiększenie sił (wychyleń) steru wysokości dla zbalansowania
tendencji pochylających nos samolotu i utrzymania poziomego lotu

Prędkość przeciągnięcia wzrośnie z powodu wymaganej większej siły nośnej. Jednak przeciągniecie będzie
utrudnione ze względu na trudność z osiągnięciem krytycznego kąta natarcia.

Zasięg i osiągi samolotu zmaleją z powodu zwiększenia oporów aerodynamicznych i większego zużycia paliwa.

3
9

ZASADY WYWAŻANIA –

Przekroczenie limitów CG

PRZEDNIE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

FORWARD

Limit of CG

TYLNE

skrajne położenie

Środka Ciężkości

AFT

Limit of CG

Samolot wykaże tendencje do zadzierania nosa, staje się mniej stateczny podłużnie, zmniejszają się siły na sterownicy
steru wysokości co może spowodować przekroczenie dopuszczalnych obciążeń konstrukcji samolotu.

Przesunięcie CG do tyłu poza tylni limit spowoduje zwiększenie sił (wychyleń) steru wysokości dla zbalansowania tendencji
zadzierających nos samolotu i utrzymania poziomego lotu

Większe prawdopodobieństwo wpadnięcia samolotu w korkociąg płaski z którego wyprowadzenie może być
utrudnione lub niemożliwe.

Zasięg i osiągi samolotu zmaleją z powodu zwiększenia oporów aerodynamicznych i większego zużycia paliwa.

Duża

siła

sterze

głębokoś