飞机载重平衡和重心知识要点

飞机载重平衡和重⼼知识要点

　　飞机由于⾃⾝结构强度、客货舱容积、运⾏条件及运⾏环境等原因，都必须有最⼤装载量的限制。那么，下⾯是⼩编为⼤家整理的飞机载重平衡和重⼼知识要点，欢迎⼤家阅读浏览。

　　飞机载重平衡和重⼼知识要点　　⼀、飞机的载重　　1.飞机的最⼤业务载重量

　　飞机由于⾃⾝结构强度、客货舱容积、运⾏条件及运⾏环境等原因，都必须有最⼤装载量的限制。飞机是在空中飞⾏，要求具有更加⾼的可靠性和安全性以及更加好的平衡姿态，⽽货物装载量、装载位置和旅客客舱座位分布直接影响飞⾏安全和飞机平衡。因此严格限制飞机的最⼤装载量对飞⾏安全⾄关重要。

　　飞机的最⼤起飞全重、最⼤落地全重、最⼤⽆油全重、最⼤起飞油量、航段耗油量、飞机的最⼤业载量和空机重量是飞机制造商在交付⽤户时提供的静态业务数据。　　2.飞机的最⼤起飞全重(MTOW)

　　飞机的最⼤起飞全重是飞机在起飞线加⼤马⼒起飞滑跑时全部重量的最⼤限额。

　　限制飞机的最⼤起飞重量主要有以下⼏个⽅⾯的原因：(1)飞机的⾃⾝结构强度；(2)发动机的功率；(3)刹车效能限制及起落架轮胎的线速度要求。

　　影响飞机的最⼤起飞重量的因素主要有：

　　(1)⼤⽓温度和机场标⾼；(2)风向和风速；(3)起飞跑道的情况：跑道长度越⼤，起飞重量可以越⼤，因为可供飞机起飞滑跑的距离越⼤。例如当跑道长度达到3200⽶时，可以起降⼤型飞机，当跑道长度只有1700⽶时，只能起降中⼩型飞机，(4)机场的净空条件：机场的净空条件是指机场周围影响飞机安全、正常起降飞⾏的环境条件，例如⾼建筑物、⾼⼭、鸟及其他动物的活动等情况；(5)航路上单发超越障碍的能⼒；(6)是否使⽤喷⽔设备；(7)受襟翼放下⾓度的影响；(8)噪⾳的限制规定等。　　3.飞机的最⼤落地全重(MLDW)

　　飞机的最⼤落地全量是在飞机设计和制造时确定的飞机着陆时全部重量的最⼤限额。

　　限制飞机的最⼤着陆重量的原因主要有：(1)飞机的机体结构强度和起落架允许承受的冲击载荷；(2)飞机的复飞爬⾼能⼒。

　　影响飞机的最⼤落地全量的因素主要有：(1)⼤⽓温度与机场标⾼；(2)风向和风速；(3)跑道的情况；(4)机场的净空条件。　　4.飞机的最⼤⽆油全重(MZFW)

　　飞机的最⼤⽆油全重是指除去燃油之外所允许的最⼤飞⾏重量。规定飞机的最⼤⽆油全重，主要是考虑机翼的结构强度。　　5.飞机的基本重量(BW)

　　飞机的基本重量是指除去业务载重和燃油外，已完全做好飞机准备的飞机重量。主要包括：

　　(1)空机重量。指飞机本⾝的结构重量、动⼒装置和固定设备(如座椅、厨房设备等)的重量、油箱内不能利⽤或不能放出的燃油滑油重量、散热器降温系统中的液体重量、应急设备等重量之和。飞机的空机重量由飞机制造⼚提供，记录在飞机的技术⼿册内。

　　(2)附加设备重量。包括服务⽤品及机务维修设备等。

　　(3)空勤组及随⾝携带物品重量。每种机型的空勤组⼈数是确定的，称为标准机组或额定机组。机组的组成⼀般⽤“驾驶员⼈数/乘务员⼈数”的格式表⽰。如有随机机组，但不承担本次航班任务，则再加“/随机机组⼈数”。超过或少于标准机组时应对飞机基本重量进⾏修正。

　　(4)服务设备及供应品重量。每种机型的供应品重量是确定的，称为额定供应品重量。　　(5)其他应计算在基本重量之内的重量，如飞机的备件等。

　　每架飞机的基本重量⼀般情况下是不变的，但实际飞⾏时，有时机组⼈数、随机⽤具、服务设备和供应品、随机器材等项重量都可能发⽣变动，此时需要按规定在基本重量的基础上对增减重量进⾏修正。修正后的基本重量反映了本次执⾏航班任务的飞机实际的基本重量，因此在计算最⼤业务载重量时应采⽤修正后的基本重量。　　6.飞机的起飞油量(TOF)

　　飞机的起飞油量是指飞机执⾏航班任务时携带的全部燃油量。

　　起飞油量包括航段耗油量和备⽤油量两部分，但不包括地⾯开车和滑跑所⽤油量。

　　(1)航段耗油量(TFW)，指飞机由起飞站到⽬的站航段需要消耗的燃油量。航段耗油量是根据航段距离和飞机的平均地速以及飞机的平均⼩时耗油量⽽确定的，计算公式如下：　　航段耗油量=航段距离/飞机平均地速×平均⼩时耗油量

　　(2)备⽤油量(RFW)，指飞机由⽬的站飞到其备降机场并在备降机场上空还可以飞⾏45分钟所需耗⽤的油量。有时由于⽬的站因为某种原因不能让飞机降落，需要飞机在其备降机场降落，因此执⾏航班任务的飞机都应携带备⽤油量。　　由起飞油量的组成可知，起飞油量应按如下公式计算：　　起飞油量=航段耗油量+备⽤油量　　(3)关于油量的说明：

　　A.某些飞机有最少油量的规定，就是当飞机按照最⼤起飞重量起飞时，尽管所飞的航程可能很短，但起飞油量也不得少于⼀定的重量。

　　B.有些飞机有最⼤着陆油量的规定，就是备⽤油量不得超过⼀定数量限额。　　以上这些规定都是从机翼结构强度⽅⾯考虑的。　　C.飞机携带的燃油是供发动机燃烧⽽产⽣推⼒的。　　⼆、飞机的平衡　　1.飞机的平衡

　　飞机的平衡有三种，即俯仰平衡、横侧平衡和⽅向平衡。

　　(1)俯仰平衡。是指作⽤于飞机上的上仰⼒矩和下俯⼒矩彼此相等，使飞机既不上仰，也不下俯。

　　影响飞机的俯仰平衡的因素主要有旅客的座位安排⽅式、货物的装载位置及滚动情况、机上⼈员的⾛动、燃料的消耗、不稳定⽓流、起落架或副翼的伸展和收缩等。因此航空公司配载⼈员在安排旅客的.座位时，除去按照舱位等级来安排之外，在对重⼼影响较⼩的飞机座位区域尽量多安排旅客，并且在飞机起降时请旅客不要在客舱内⾛动，以免影响飞机的俯仰平衡和旅客的安全；在安排货物时，对重⼼影响程度⼩的货舱尽量多装货物，并且对于散装货物来说，要将⽹、绳固定牢靠，防⽌货物在货舱内滚动，影响俯仰平衡及造成货物损坏。

　　当飞机由于外界⼲扰⽽失去俯仰平衡时但是在飞机重⼼范围内，可以靠飞机⾃⾝的安定性能⾃动恢复平衡，也可通过操纵驾驶杆改变升降舵⾓度⽽使飞机恢复俯仰平衡。

　　(2)横侧平衡。是指作⽤于飞机机⾝两侧的滚动⼒矩彼此相等，使飞机既不向左滚转，也不向右滚转。

　　影响飞机的横侧平衡的因素主要有燃油的加装和利⽤⽅式、货物装载情况和滚动情况、空⽓流的作⽤等。因此加油和耗油时都要保持左右机翼等量。尤其对于宽体飞机，装载货物时要保证机⾝两侧的载量相差不⼤，同时固定稳固，避免货物在飞机失去横测平衡时向⼀侧滚动⽽加重不平衡的程度。

　　当由于某种原因使飞机失去横侧平衡时，可以通过改变某侧机翼的副翼⾓度⽽使飞机恢复横侧平衡。例如当飞机向左侧滚转时，则增⼤左侧副翼放下⾓度使左侧升⼒增⼤，即使向右滚转的⼒矩增⼤，使飞机重新回到横侧平衡状态。

　　(3)⽅向平衡。是指作⽤于飞机两侧的⼒形成的使飞机向左和向右偏转的⼒矩彼此相等，使飞机既不向左偏转，也不向右偏转。

　　影响⽅向平衡的因素主要有发动机推⼒和横向风，例如飞机在飞⾏时⼀台发动机熄⽕，则飞机必然向该发动机所在⼀侧偏向。⼜如飞机在飞⾏时，遇到⼀股横向风，则飞机出现偏向。

　　当由于某种情况使飞机失去⽅向平衡时，可以通过改变⽅向舵⾓度，使飞机向相反⽅向偏转，即可使飞机恢复⽅向平衡。例如飞机向右侧偏向时，则使⽅向舵向左偏⼀定⾓度，产⽣向左偏转的⼒矩，使飞机回到原⽅向来。

　　由于飞机有俯仰平衡、横侧平衡和⽅向平衡，因此当飞机同时处于这三种平衡状态时，才说明飞机处于平衡状态。　　2.飞机的重⼼

　　飞机的各个部位都具有重⼒，所有重⼒的合⼒为整个飞机的重⼒，飞机重⼒的着⼒点为飞机的重⼼。飞机的重⼼是⼀个假设的点，假定飞机的全部重量都集中在这个点上并⽀撑起飞机，飞机就可以保持平衡。飞机作任何转动都是围绕飞机的重⼼进⾏的。飞机重⼼的位置取决于载量在飞机上的分布，除了在重⼼位置以外，飞机上任何部位的载重量发⽣变化，都会使飞机的重⼼位置发⽣移动，并且重⼼总是向载重增⼤的⽅向移动。　　限制飞机重⼼位置的原因有：飞机的安定性和飞机的操纵性。　　3..重⼼位置的表⽰⽅法

　　(1)翼弦在飞机机翼上任何部位的横截⾯中，机翼前部称为机翼前缘，机翼后部称为机翼后缘。前缘和后缘之间的直线段称为机翼的翼弦。由于现代飞机机翼的⼏何形状不是简单的矩形⽽常为锥形后掠状，因此飞机机翼上从翼根⾄翼尖之间每⼀处的翼弦的长度⼀般是不相同的。

　　(2)标准平均翼弦(SMC)。在所有翼弦中，长度等于机翼⾯积与翼展之⽐的翼弦称为标准平均翼弦，⽤SMC表⽰。　　(3)平均空⽓动⼒弦(MAC)。假想⼀个矩形机翼，其⾯积、空⽓动⼒特性和俯仰⼒矩等都与原机翼相同。该矩形机翼的翼弦与原机翼某处的翼弦长度相等，则原机翼的这条翼弦即为平均空⽓动⼒弦，⽤MAC表⽰。

　　每种机型的平均空⽓动⼒弦和标准平均翼弦的长度和所在位置都是固定的，都已在飞机的技术说明书中写明。因此就可以把飞机的重⼼投影到平均空⽓动⼒弦上(或标准平均翼弦上，但较少⽤)，然后以重⼼投影点与平均空⽓动⼒弦的前缘之间的距离占平均空⽓动⼒弦长度的百分之⼏来表⽰重⼼的位置。　　三、飞机的实际业务载量

　　飞机实际业务载重量是指飞机上实际装载的旅客、⾏李、邮件和货物的重量之和。

　　飞机的⼤⼩不同，它的业务载量差别很⼤，⼩型飞机只有⼏百公⽄，⼤型飞机有⼀百多吨，航空公司在计算实际业务载重量时，⾏李、邮件、货物的重量按照实际重量计算，旅客的体重重量计算⽅法，按照民航局对承运⼈颁布相关规定计算。采⽤的⽅法是⼤型航空器持有⼈使⽤标准旅客平均体重，按照成⼈、⼉童、婴⼉分别计算，这个重量是依据我国⼈⼝普查数据和航空公司抽样调查得出的，是国际上普遍采⽤的⽅法，根据我国⼈⼝普查数据和旅客出⾏⽅式随⾝携带物品的变化，航空公司可以对这个重量进⾏修正。对于⼩型航空器来说所有重量要求采⽤实际重量，中国民航最早规定国内航班每位成⼈按72公⽄计算，⼉童按36公⽄计算，婴⼉按8公⽄计算；国际航班每位成⼈按75公⽄计算，⼉童按40公⽄计算，婴⼉按10公⽄计算。但⽬前由于各航空公司情况不同，采⽤标准不尽相同，但不论采⽤什么重量标准都是经过⾏业主管部门批准的，航空公司不能未经批准改变旅客的标准平均体重。

　　飞机的业载是动态数据，只有在飞机起飞前半个⼩时左右才能知道飞机的实际业载，它的准确性直接影响飞⾏安全。⼀般⽽⾔，⼤型航空器持有⼈不会因为飞机超载⽽把准备登机的旅客拉下，现在的飞机设计⾮常先进，⼤型航空器超载的现象很少，即便是真的超载也不会拉下旅客，航空公司⾸先应该把货物、邮件拉下。　　飞机的载重平衡与重量重⼼的获取

　　众所周知，飞机是靠空⽓动⼒学原理飞上天的。要保证飞机在运⾏过程中姿态的稳定，飞⾏员能够从容、灵活的操控飞机，做好飞机的载重平衡⼯作是重要保障。　　1 载重平衡的意义

　　飞机载重平衡影响飞⾏员对飞机姿态的控制，同时也影响飞机的燃油消耗，因⽽对飞⾏安全和经济效益都有直接的影响。举例来说，如果飞机重⼼过于靠后，在飞机起飞离地时，可能造成飞机尾部擦地，影响飞⾏安全。如果飞机的重⼼过于靠前，在起飞时，就需要飞⾏员更⼤的拉杆⾓度、更⼤的推⼒以保证⾜够的升⼒，也就需要消耗更多的燃油，对经济性造成影响。另外，特定型号的飞机，其所能承载在的重量是⼀定的，超过了规定，会对飞机的结构造成损伤，后果可想⽽知。对于这些情况，如果提前获取了飞机重量重⼼数据，就可以通过控制货舱载货量；调配货物放置；有针对性安排旅客座次；机组将相关信息输⼊飞⾏管理计算机，获得建议的起飞安定⾯设置等⼿段进⾏提前修正，降低飞⾏的盲⽬性。　　2 重量重⼼的控制⽅法

　　与飞机载重平衡控制直接相关的数据就是飞机的重量和重⼼。因此，应当有效控制飞机的重量重⼼并掌握其变化情况。　　通常有两种⽅法来实现控制：⼀是，在飞机的运营过程中，持续对改变飞机的重量重⼼的因素进⾏统计，并随时修正，确保当前数据真实有效；⼆是，对飞机进⾏称重，获取飞机的重量重⼼。

　　新飞机在交付时，⼚家都会对飞机进⾏称重，获取飞机的重量重⼼。在之后的投⼊运营过程中，飞机的空机重量重⼼会随着灰尘积聚、修理改装、部件更换、构型改变等有所改变。有些改变是可控甚⾄可忽略的。有些改变是可量化的，例如改装，往往会给出其造成的重量重⼼改变数据。这时，对原有数据进⾏修正即可。这种情况，只要做好统计，就能监控飞机的重量重⼼变化。

　　有些改变是⽆法准确统计的，如飞机重新喷漆。另外，长期微⼩改变的累积，也是不可忽略的。这时就需要通过称重来获取。我国民航局规定的飞机的称重周期为36个⽉。飞机称重⼯作通常由有资质的航空公司或委托维修单位执⾏。

　　上述两种⽅法得到的都是飞机的空机数据。再交由航空公司运⾏部门综合飞机计划添加的燃油量、载客量、航⾷、⾏李、货物等信息，得出最终的飞机配载结论，从⽽保障飞机的安全飞⾏。　　3 称重原理

　　飞机称重⼯作，依据的是物理学⼒矩平衡原理。因飞机处于静⽌状态，即顺时针转矩和逆时针转矩的合⼒矩为零。即-W*M+F1*M1 +F2*M2=0或M=(F1*M1+F2*M2)/W，即重⼼=总⼒矩/总重量。　　4 平均⽓动⼒弦与飞机重⼼

　　飞机载重平衡，其实质是研究飞机⾃重与升⼒之间的`关系。由于飞机的升⼒主要来⾃于⼤翼，⽽⼤部分民航客机的⼤翼外形为根梢⽐⼤于1的类梯形不规则形状，不便于对飞机升⼒的数学分析。为了更准确判定飞机重⼼与飞机升⼒在⼤翼上的作⽤点之间的纵向位置关系，需要先了解⼀个概念，即飞机的平均⽓动⼒弦。与实际机翼⾯积相等，⽓动⼒矩特性相同的当量矩形机翼弦长即为平均⽓动⼒弦弦长(缩写为MAC)。即平均的⼤翼弦长。是将不规则的⼤翼假想成翼弦长度相等的矩形。通过控制飞机重⼼在平均⽓动⼒弦上所处的位置，实现对飞机的载重平衡控制。

　　重⼼位置通常有三种表征形式：⼀是，重⼼到平均⽓动⼒弦前缘的纵向距离与平均⽓动弦长的占⽐；⼆是，重⼼到飞机基准⾯的纵向距离(即⼒臂)；三是，基本空重指数，即纯粹为了⽅便使⽤，⽽⼈为通过常数修正得到的⼀个正的数值的重⼼表达形式。

　　5 机⾝站位与平衡⼒臂的关系

　　如上所述，飞机重⼼的⼒臂值即为到基准⾯的纵向距离。这⾥需要区分两个概念：机⾝站位与平衡⼒臂。不应将这两者混淆。机⾝站位是为了便于对飞机上的部件、结构或区域进⾏定位⽽建⽴的基准系统；飞机的⼒臂是属于载重平衡范畴的概念，飞机整体、局部或者任⼀部件均可对应⼀⼒臂值。平衡⼒臂的数值不⼀定和此处的机⾝站位值相同。因为属于不同范畴，机⾝站位的零基准⾯和飞机平衡⼒臂的零基准⾯也没有直接关系，有时重合，如空客A320系列飞机；有时不同，如737系列飞机。

　　6 常被采⽤的称重⽅式

　　通常的称重⽅式有平台式和顶升式两种，两种称重⽅式各有利弊。

　　平台式为借助拖车、拖杆将飞机拖到若⼲个称重平台上，从各平台上读取的重量的和即为飞机总重。此⽅式的好处为飞机未脱离地⾯，相对⽐较安全；⽽其弊端为需要使⽤拖车，需要⾜够⼤的场地，需要借助测量⼯具进⾏辅助数据获取等，综合误差相对⼤些。

　　顶升式为传感器型顶升称重仪与千⽄顶配合使⽤，将飞机顶起获取重量重⼼的⼀种⽅法。好处为所需⼯作场所较⼩，设备精度较⾼，⼈为误差较⼩；弊端为存在千⽄顶顶头脱出，损伤飞机的风险。应谨慎操作。　　7 称重时的注意事项

　　飞机⽣产⼚家通常都提供了推荐的称重⽅法、⼯作步骤和要求。在具体的实施过程中，需要注意如下⽅⾯，以提⾼称重结果的准确性：

　　1)注意排放燃油时飞机的姿态设置。飞机称重所获取的结果为飞机的空重。所谓的空重，为飞机⽆燃油、⽆负载状态下的重量。所谓“⽆燃油”，确切的说，是仅包含不可⽤燃油。称重前，通过第⼀步抽油和第⼆步⽤重⼒放沉淀⽅式从油箱底部的排放⼝排空油箱内的燃油。但事实上此时油箱内还残留有不可排放的燃油。飞机调整的姿态不同，油箱内残留的燃油量就会不同，动辄有⼏⼗公⽄的差距，对称重结果影响很⼤。所以，⼀定要按照⼚家要求，将飞机调整到规定的姿态后，完成燃油排放，才能获得更加准确的数据。

　　2)机载物品要规定清楚。称重时，要明确知晓飞机的整体状态，包括飞机⾃⾝的状态和机上物品配备情况。

　　飞机⾃⾝状态包括燃油情况、各项勤务(液压油、滑油、⽔、⽓等)完成情况、各舵⾯位置、座椅情况等。这些通常都和飞机⽣产⼚家规定保持⼀致。

　　⽽机上物品配备，如机载资料、应急物品、松散物品、航⾷、⾏李等，则由于不同国家的规定不同、航空公司控制⽅式不同、飞机的⽤途不同等原因，配备形式不尽相同。因此，机上物品配备通常由航空公司⾃⾏规定。举例来说，航空公司可能对跨海飞⾏的飞机标配了救⽣筏，就可以规定，这些飞机在称重时，救⽣筏在位。对于公务机来说，某些物品可能是⾃⾏配备并长期放置在飞机上的⾮消耗品，则完全可以规定其作为飞机空重的⼀部分。

　　某项机载物品是否计⼊飞机空重，航空公司应加以明确。建议航空公司给机队的每架飞机或者同类别飞机制作适⽤于该(类)飞机的机载物品的名⽬、数量及安装位置，附在称重⼯卡后⾯。这样⽅便了称重⼯作时物品的清点，也使称重结论更加明确。同时，也便于在统⼀的标准下，掌握飞机的重量变化规律。

　　3)获取准确数据。飞机的整个称重过程中，会涉及到数值、长度、位置的读取，应尽量读取稳定读数，使⽤精度⾼、分度值⼩的仪器，减⼩⼈为误差。

　　4)重量重⼼数据需要进⾏公式计算，称重报告通常使⽤EXCEL等软件制作，实现⾃动计算功能。在加强审核的前提下，可以使报告的⽣成更加准确、便捷。

　　飞机是有⼀定的允许的重量重⼼变化范围的，运⾏部门实施配载也是有⼀定裕度的。但这丝毫不影响获取准确重量重⼼数据的重要性。只有获取了准确的第⼀⼿数据，才能为后续的飞机的载重平衡控制提供⽀持，为飞机的安全飞⾏提供保证。