Uçak Ağırlık ve Denge Hesaplama Aracı

Toplam Ağırlık	2.118 lb
Toplam Moment	86.774 lb-in

Uçak Ağırlık ve Denge Nedir?

Ağırlık ve denge, bir uçağın sertifikalı ağırlık sınırları içinde yüklendiğini ve ağırlık merkezinin (CG) üretici tarafından onaylanmış aralıkta kaldığını doğrulayan temel bir uçuş öncesi hesaplamadır. Aşırı yüklenmiş veya dengesi bozuk bir uçak kararsız hale gelebilir, kontrolü zorlaşabilir ya da güvenli bir şekilde tırmanamayabilir. Bu hesap aracı, her yükleme istasyonunun ağırlık ve moment katkısını toplayarak size toplam ağırlığı ve ortaya çıkan CG konumunu verir.

Side view of a small aircraft showing weight stations along its length with arrows pointing down at the nose, cockpit, cabin, fuel tank, and baggage, and a balance point under the wing — Each load (pilot, passengers, fuel, baggage) acts at its own station, or arm, measured from a reference datum.

Nasıl Kullanılır?

Önce uçağın boş ağırlığını ve boş kol (arm) değerini girin; bu değerleri tip sertifikasından ya da güncel bir tartımdan alabilirsiniz. Ardından her istasyon için ağırlık ve kol bilgilerini ekleyin: pilot ve ön koltuklar, arka koltuklar, yakıt ve bagaj. Kol değerleri, referans datum noktasının arkasından (aft) inç cinsinden ölçülen mesafelerdir. Araç; toplam ağırlığı, toplam momenti ve CG değerini hesaplar. Bu sonuçları uçağınızın Pilot İşletme El Kitabındaki (POH) sınırlarla karşılaştırın.

Formül

Her istasyon, ağırlığı ile kolunun çarpımına eşit bir moment oluşturur. Tüm momentleri toplayıp toplam ağırlığa bölmek CG değerini verir:

$$\text{CG} = \frac{\sum (W_i \times A_i)}{\sum W_i}$$

burada $W_i$ = $i$ istasyonunun pound cinsinden ağırlığı, $A_i$ = $i$ istasyonunun inç cinsinden koludur.

Reklam

Diagram showing weight times arm equals moment for each station, then total moment divided by total weight equals the center of gravity — CG is the total moment (sum of weight x arm) divided by the total weight.

Çözümlü Örnek

Boş: 39 inçte 1500 lb. Pilot/ön: 37 inçte 340 lb. Yakıt: 48 inçte 228 lb. Bagaj: 95 inçte 50 lb.

$$W = 1500 + 340 + 228 + 50 = 2118\,\text{lb}$$ $$M = 58500 + 12580 + 10944 + 4750 = 86774\,\text{lb-in}$$ $$\text{CG} = \frac{86774}{2118} \approx 40.97\,\text{in}$$

CG ve Ağırlık Sonucunuzu Yorumlama

Hesaplayıcı üç sayı döndürür: toplam ağırlık, toplam moment ve ağırlık merkezi (CG). Her biri, uçağınızın uçuş el kitabında yayımlanan limitlerle karşılaştırılmalıdır.

1. Toplam ağırlığı ağırlık limitlerle kontrol edin

Hesaplanan toplam ağırlığı şu sırayla karşılaştırın:

Maksimum ramp (taksi) ağırlığı — motor başlamadan önce taşıyabileceğiniz azami ağırlık; taksi sırasında yakılacak yakıtı içerir.
Maksimum kalkış (brüt) ağırlığı — kalkış toparlanmasının başlangıcındaki limit.
Maksimum iniş ağırlığı — birçok hafif tek motorlu uçak için brüt ağırlığa eşittir, ancak taşıma ve bazı çift motorlu uçakların iniş öncesi yakıt yakılması veya yakıt boşaltılması gerektiren daha düşük bir limiti vardır.
Maksimum sıfır-yakıt ağırlığı (yayımlanmışsa) — kullanılabilir yakıt olmadan gövdenin taşıyabileceği azami ağırlık, kanat yapısını korur.

Toplam ağırlık uygulanabilir herhangi bir limiti aşarsa, sonucun yasal ve güvenli olması için ağırlık çıkarmanız (daha az yolcu, daha az bagaj veya daha az yakıt) gerekir.

2. CG'nin zarf içinde olduğunu doğrulayın

Brüt ağırlığın altında olmak yeterli değildir — CG ayrıca o ağırlık için ileri limit ile arka limit arasında yer almalıdır. Bu limitler genellikle ağırlıkla değiştiği için, en temiz kontrol, toplam ağırlığınızı ve toplam momentinizi AFM'deki moment zarf (CG zarf) grafiğine çizmektir: eğer nokta baskılı poligonun içine düşerse, yükleme onaylıdır. Hesaplayıcının CG'si (datum arkasında inç olarak) ağırlığınızda ileri limitten büyük veya eşit ve arka limitten küçük veya eşit olmalıdır.

3. İleri CG ve arka CG davranışını anlayın

İleri CG (ağırlaştırılmış burun) boyuna stabilitesini ve durma direncini artırır, ancak durma hızını yükseltir, daha fazla asansör/trim kuvveti gerektirir, kalkış ve inişi uzatır ve rotasyon veya kare yapma sırasında burunun kaldırılmasını zorlaştırabilir. Aşırı derecede ileri CG tamamen rotasyonu engelleyebilir.
Arka CG (ağırlaştırılmış kuyruk) stick kuvvetlerini azaltır ve cruise verimliliğini biraz iyileştirir, ancak stabilitesini kötüleştirir ve durma/dönerleş kurtarmasını bozar. Limitin ötesindeki arka CG, uçağı pitch'te kontrolsüz hale getirebilir ve dönerleş kurtarmasını zorlaştırabilir.

4. Yakıt yakıldıktan sonra CG'yi yeniden kontrol edin

Yakıt yandıkça ağırlık ve CG sürekli değişir. Yakıt kolu genellikle boş uçak CG'sinden farklı olduğu için, CG uçuş sırasında kayar. Kalkışta yasal olan bir yükleme, inişe kadar zarf dışına çıkabilir — en yaygın olarak yakıt tankları CG'nin ilerinde olduğunda CG arkaya kayar veya tanklar arkada olduğunda ileri kayar. Hem bir kalkış (dolu yakıt) ve bir iniş (minimum/yedek yakıt) durumunu hesaplayın ve her iki noktanın zarfın içinde yer aldığını doğrulayın.

Reklam

Temel Terimler ve Değişkenler

Datum: Tüm yatay mesafelerin (kolların) ölçüldüğü hayali bir referans düzlemi. Üretici tarafından seçilir ve pervane spinner, ateş duvarı, kanat öncü kenarı veya burunun ilerisindeki bir nokta olabilir. Birimler: inç için sıfır noktasını tanımlar.
Kol (A): Datum'dan bir öğenin ağırlık merkezine olan yatay mesafe, inç cinsinden. Datum'un arkasındaki kollar pozitiftir; ileri olanlar negatiftir.
Moment (M): Bir öğenin ağırlığı ile kolunun çarpımı, $M = W \times A$. Birimler: inç-poundal (in·lb). Büyük sayılar bazen AFM grafiklerinde 100 veya 1.000'e bölünür ("moment/1000").
İstasyon: Kolunun (datum'dan inç cinsinden mesafesi) ile tanımlanan uçak boyunca bir konum. "İstasyon 95" datum'un 95 inç arkasındaki bir noktayı ifade eder.
Boş ağırlık: Gövde, motor(lar), sabit donanım, kullanılamaz yakıt ve (standart/temel boş ağırlık için) yağ gibi tam işletim sıvılarının ağırlığı. Birimler: poundal.
Yararlı yük: Maksimum brüt ağırlık eksi boş ağırlık — pilot, yolcular, kullanılabilir yakıt ve bagaj için mevcut toplam ağırlık. Birimler: poundal.
Brüt ağırlık (MTOW): Yüklenen uçağın maksimum sertifikalı ağırlığı. Hesaplanan toplam ağırlık bunu aşmamalıdır. Birimler: poundal.
Ağırlık merkezi (CG): Uçağın dengeleneceği nokta; toplam moment bölü toplam ağırlık, $\text{CG} = M_{\text{toplam}} / W_{\text{toplam}}$. Birimler: datum arkasında inç.
MAC (Ortalama Aerodinamik Kord): CG'yi yüzde olarak ifade etmek için kullanılan bir referans kanat kord uzunluğu: $\%\text{MAC} = \frac{\text{CG} - \text{LEMAC}}{\text{MAC}} \times 100$, burada LEMAC, MAC'ın öncü kenarıdır. Daha büyük ve taşıma uçakları üzerinde yaygındır. Birimler: inç (ve sonuç %).
Moment zarf (CG zarf): Ağırlığın (dikey eksen) ve moment veya CG'nin (yatay eksen) izin verilen kombinasyonlarını gösteren AFM'deki bir grafik. Yükleme, çizilmiş nokta zarf içinde düşerse onaylanır. Birimler: poundal vs. in·lb (veya inç olarak CG).

Sıkça Sorulan Sorular

Datum nedir? Datum, üretici tarafından belirlenen referans bir düzlemdir; tüm kol mesafeleri bu düzlemden ölçülür.

CG neden önemlidir? Çok önde ya da çok arkada bir CG, yunuslama (pitch) kontrolünü ve kararlılığı değiştirerek güvenliği ve stall davranışını etkiler.

Yakıt tüketimi CG'yi kaydırır mı? Evet. Yakıt tükendikçe hem ağırlık hem de moment değişir; bu nedenle CG, yakıt tankının koluna bağlı olarak uçuş boyunca kayar.