Массовые характеристики самолета

При расчете коммерческой загрузки самолета в качестве основной величины используются «Масса — т» и «Массовые характеристики».

Массовые характеристики — это понятия, обозначения и опреде­ления массы самолета в целом и отдельных его составляющих, исполь­зуемых в расчете коммерческой загрузки.

Численное значение массы тела в килограммах равно численному значению его веса в килограммах и определяется взвешиванием на рычажных весах.

В настоящем Руководстве кроме массы используются еще такие величины, как плотность, сила и давление.

Плотность (р) — величина, определяемая отношением массы ве­щества к занимаемому им объему. Например, нормативные плотности багажа, почты и груза составляют: рдг= 120 кг/м^3, рпч=270 кг/м^3, Ргр = 300 кг/м^3.

Сила (f) — векторная величина, служащая мерой механического взаимодействия тел. F = mа,

где m — масса тела, a — ускорение, сообщаемое этому телу си­лой — f.

На земле на каждое тело действует сила тяжести, равная произ­ведению массы на ускорение свободного падения (g): f = mg.

Эта сила определяется на пружинных весах.

Единица измерения силы — ньютон (Н). Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг-ускорение 1 в направлении дейст­вия силы.

Давление (р) — сила f, действующая на элемент площади :

Единица измерения давления — паскаль (Па). Паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, на площадь 1

Например, допустимое давление на пол грузового отсека (багаж­ника) составляет 3 922 или Па, что соответствует 400 кгс/м3 так как 1 равна 9,81

Масса пустого самолета — это масса самолета после его

изготовления на заводе. определяется взвешиванием и вписывается в формуляр самолета.

Масса пустого самолета складывается из массы планера массы силовой установки , массы оборудования кабины экипажа пассажирских салонов, бытовых и багажно-грузовых помещений, пилотажно-авигационного оборудования , массы несливаемого остатка топлива и жидкости в системах :

Масса пустого самолета является исходным параметром при рас­чете центровки и загрузки самолета.

Масса пустого снаряженного самолета — масса пустого самолета с основным и дополнительным снаряжением (съемным оборудованием самолета).

Величина определяется по формуле:

Основное снаряжение: кислород, жидкости в бытовых сис­темах, служебное оборудование (трапы, стремянки...), несъемное буфетно-кухонное оборудование, масло силовой установки.

Основное снаряжение, как правило, общее для данного типа само­лета и постоянно находится на борту.

Дополнительное снаряжение: киноаппаратура, магни­тофоны и радиоустановки, аварийно-спасательные средства (надувные желоба, плоты, жилеты...), съемное буфетно-кухонное оборудование, холодильники, жидкость «И»..., багажно-грузовые поддоны и контей­неры, средства крепления груза.

Дополнительное снаряжение самолета может меняться в зависимо­сти от назначения и условий полета, класса обслуживания пассажиров.

Например:

1. На пассажирских самолетах предусматриваются салоны перво­го класса с повышенным комфортом, обеспечиваемым дополнительным снаряжением и обслуживанием.

2. Если маршрут проходит над водной поверхностью с удалением от берега более 30 мин полета, то самолет снаряжается индивидуаль­ными надувными спасательными жилетами массой 1,15 кг и групповы­ми плотами массой 554-65 кг.

3. Багаж, почта и груз транспортируются россыпью, на поддонах или в контейнерах. Для штучных и тарно-штучных грузов используют­ся поддоны ПАВ-2,5, ПАВ-3 и ПАВ-5,6, грузоподъемностью 2,5, 3,62 и 5,6 т. Груз размещается на поддоне так, чтобы центр тяжести (ЦТ) груза совпадал с геометрическим центром поддона (±5% по длине и ±10% по ширине поддона). Груз швартуется к Поддону сетками. По­грузка поддонов в самолет осуществляется с помощью бортовой меха­низации по роликовым дорожкам или шариковым панелям. Поддоны крепятся в самолете стандартными рельсовыми замками за боковые фитинги поддонов.

В гражданской авиации используются также универсальные авиа­ционные контейнеры УАК-5 и УАК-10, грузоподъемностью 5,67 и 11,34 т (с учетом массы контейнера). Погрузка, такелаж и крепление контейнеров производится так же, как и поддонов.

Груз в контейнерах крепится верхними ремнями (при зазоре между грузом и потолком бо­лее 200 мм). Контейнеры закрываются, пломбируются и нумеруются.

Контейнеры и поддоны размещаются на самолете в соответствии с центровочным графиком и схемой загрузки. Допустимая погрешность в центровке не должна превышать ±0,5% САХ.

Крупногабаритный груз крепится на самолете специальными тро­сами, цепями или ремнями за швартовочные узлы.

Основное и дополнительное снаряжение учитывается в эксплуата­ционной массе самолета.

Масса экипажа — масса летного состава экипажа. Ее величина в кг определяется по формуле:

,где

80 — нормативная масса одного члена летного состава экипажа в кг;

n' — число членов экипажа.

Масса бортпроводников — масса обслуживающего персонала экипажа.

Ее величина в кг определяется по формуле:

где 75 — нормативная масса одного бортпроводника (бортоператора) с ручной кладью в кг; — число бортпроводников (бортоператоров) на самолете. Величина определяется пассажиров вместимостью самолета (один бортпроводник на каждые 50 пассажиров), грузоподъемностью и слож­ностью бортовой механизации производства погрузочно-разгрузочных работ.

Например, на самолетах Ил-86 350 пассажиров обслуживает 8—12 бортпроводников. Большая грузоподъемность (40 т) и сложная механизация самолета Ил-76Т определяет наличие на борту двух опе­раторов.

Масса бортпроводников (операторов) учитывается в эксплуатаци­онной массе самолета.

Масса продуктов питания — общая нормированная масса

продуктов питания с упаковкой, посудой и контейнерами, сувениров для продажи, мягкого инвентаря и литературы.

Общая нормативная масса продуктов питания состоит из норми­рованных на данный рейс продуктов для экипажа и пассажиров и продуктов сверх нормы для продажи.

Масса продуктов, сувениров и легкого инвентаря значительно уве­личивается с введением обслуживания пассажиров по первому классу.

Масса продуктов питания учитывается в эксплуатационной массе самолета.

Масса коммерческой загрузки — общая масса пассажиров,

багажа, почты, груза, зимних пальто. Величина определяется по формуле:

Максимальная масса коммерческой загрузки — наибольшая коммерческая загрузка, ограниченная количеством пассажирских мест, вместимостью багажно-грузовых помещений и прочностью эле­ментов конструкции планера. Это обеспечивает высокую эффективность и безопасность авиаперевозок в течение всего ресурса самолета.

Предельная масса коммерческой загрузки — наибольшая

коммерческая загрузка, определяемая требованиями безопасности по­лета в нормальных условиях предстоящего рейса.

За принимается наименьшая величина из двух:

Расчет второй величины предельной коммерческой загрузки сво­дится к определению разности между максимально допустимой и экс­плуатационной массой самолета на взлете.

Эта разность подсчитывается с учетом топлива:

Два значения предельной коммерческой загрузки необходимо сравнить между собой и наименьшее из них принять как искомую величину

Требования безопасности взлета, полета и посадки в ожидаемых условиях предстоящего рейса обеспечиваются ограничением макси­мальной взлетной массы самолета и максимальной коммерческой загрузки.

Масса балласта — балансировочная масса, обеспечивающая полетную центровку самолета при отсутствии достаточной ком­мерческой загрузки.

Например, заправка самолета со стреловидным крылом топливом смещает ЦТ назад настолько, что размещенная в носовой части фю­зеляжа незначительная загрузка может не обеспечить полетной цент­ровки самолета — общая сила тяжести самолета mg окажется в ЦТ позади диапазона полетных центровок (рис. 1). В таких случаях в носовую часть фюзеляжа дополнительно загружают балласт, сила тяжести которого смещает ЦТ самолета вперед из ЦТ₄ в ЦТ₂.

Величина смещения (в) определяется из уравнения моментов

 

На рис. 1 результирующая сила тяжести — изображена условно пунктиром, так как на самолет действуют либо со­ставляющие и , либо их результирующая. Практически ве­личина определяется ДЦ с помощью ЦГ в процессе расчета коммерческой загрузки и включается в фактическую коммерческую загрузку.

В качестве балласта на самолетах используются мешки с песком массой 80—100 кг, чугунные бруски, незамерзающая жидкость, топ­ливо. Мешки с песком и чугунные бруски обычно размещают в перед­ней части грузового отсека № 1 (багажника). На самолете Ил-62 в балластный бак заливается антифриз или топливо в бак № 6.

На са­молете Ту-154 — топливо в бак № 4.

Загрузка самолета — размещение (наличие) пассажиров в сало­нах; багажа, почты, груза, балласта в багажно-грузовых помещениях; балластной жидкости или топлива в баках самолета в соответствии с ЦГ, схемой загрузки, сводной загрузочной ведомостью (СЗВ).

Масса самолета без топлива — суммарная масса само-

лета, подготовленного в рейс, но не заправленного топливом. Величина определяется по формуле

Масса самолета без топлива используется для упрощения расчета размещения коммерческой загрузки на магистральных самолетах с помощью ЦГ.

К магистральным относятся самолеты 1 и 2-го класса, имеющие большое количество топлива (Ил-62, Ил-76Т, Ил-86, Ту-154).

Топливо учитывается при определении по специальным графикам зависимости центровок самолета от расхода топ­лива

Заправка самолета — заполнение самолетных емкостей топливом, маслом, специальными жидкостями, газом и водой или наличие на самолете перечисленных компонентов в соответствии с заданием на полет. Основная масса заправки приходится на топливо.

При расчете коммерческой загрузки, сравнительно небольшая масса масла, специальных жидкостей, газов и воды учитываются в массе пустого снаряженного самолета.

Масса топлива (заправка) предварительно рассчитывается де­журным штурманом аэропорта вылета и уточняется экипажем.

Масса топлива представляет собой сумму: массы топлива на полет /т.пол и аэронавигационного запаса топлива (АНЗ)

Масса топлива учитывается в эксплуатационной массе самолета. Эксплуатационная масса самолета — взлетная масса

самолета, но без коммерческой загрузки.

Величина определяется по формуле:

Эксплуатационная масса самолета представляет собой сумму масс пустого снаряженного самолета, экипажа, бортпроводников (опе­раторов), продуктов питания и топлива.

Эксплуатационная масса самолета используется при расчете предельной коммерческой загрузки, взлетной и посадочной массы самолета.

Максимальная допустимая взлетная масса самолета —

наибольшая масса самолета на старте, определяемая требованиями безопасности в условиях предстоящего взлета, полета и посадки.

Величина определяется инженерно-штурманским расчетом.

Находится максимальная допустимая посадочная масса самолета с учетом характеристик основного и запасных аэродромов и ожидаемых метеоусловий. Рассчитывается максимальная допустимая полетная масса самолета с учетом высоты эшелона и необходимого на полет топлива. Определяется с учетом полученных результатов, характеристик и метеоусловий аэродрома вылета.

Практически заблаговременно рассчитывается, а в дальнейшем уточняется дежурным штурманом. Подсчитанная величина обеспечивает безопасность на всех режимах полета.

По ней ДЦ производит предварительный расчет величины

и предварительный расчет

В процессе предполетной подготовки экипаж уточняет запас топ­лива, допустимые посадочную, полетную и взлетную массу самолета. ДЦ производит окончательный расчет предельной коммерческой загрузки и в случае превышения взлетной массы увеличивается длина разбега и уменьшается скороподъемность самолета. Длина взлетно-посадочной полосы может оказаться недостаточной для взлета.

Максимальная взлетная масса самолета — наибольшая

масса самолета на старте, ограниченная прочностью конструкции планера.

На конструкцию самолета действуют внешние силы — подъемная сила, сила лобового сопротивления, сила реакции шасси и массовые силы как результат действия ускорения движения самолета и земного притяжения.

Безопасность полета по условию прочности конструкции самолета обеспечивается в течение срока службы самолета, только при условии, когда вышеуказанные нагрузки, в основном массовые силы, на которые рассчитана прочность конструкции, не превышают величины

Полетная масса самолета — масса самолета в данный момент полета.

Полет самолета осуществляется за счет тяги двигателей, преодо­левающей аэродинамическое сопротивление и обеспечивающей созда­ние, с помощью крыла, подъемной силы самолета. При этом выраба­тывается топливо и полетная масса самолета непрерывно уменьшается от На самолетах с газотурбинными двигателями наибольшая разность достигает 50% от

Максимальная допустимая полетная масса самолета —

наибольшая масса самолета, определяемая требованиями безопасности в условиях предстоящего полета.

Величина максимальной допустимой полетной массы самолета определяется в инженерно-штурманском расчете, исходя из метео­условий, планируемого эшелона полета, а также расхода топлива и учитывается в

Превышение полетной массы самолета сопровождается увеличением угла атаки крыла для увеличения подъемной силы, что может привести к выходу на закритические углы атаки и свали­ванию самолета.

Максимальная допустимая посадочная масса самолета —

наибольшая масса самолета, определяемая требованиями безопасности в условиях предстоящей посадки.

Величина максимальной допустимой посадочной массы опреде­ляется в начале инженерно-штурманского расчета с учетом характе­ристик основного и запасных аэродромов и ожидаемых метеоусловий. На основании определяется Превышение

посадочной массы самолета сопровождается увеличением скорости снижения самолета на посадке и длины пробега, что может привести к грубой посадке с разрушением конструкции самолета, а также к выкатыванию с ВПП.

Максимальная посадочная масса самолета — наибольшая масса самолета на посадке, ограниченная прочностью конструк­ции планера.

Безопасность полета по условию прочности конструкции самолета обеспечивается в течение всего ресурса самолета только при условии, когда посадочная масса не превышает максимальную посадочную массу самолета ;