民用飛機艙單設計方法研究

連婷婷

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714237

摘要：本文闡述了民用飛機艙單設計的方法和過程，該方法依據國內外民航法規及取證機型技術數據進行計算和設計，最終形成符合民航法規同時能夠用于實際運行的客戶化艙單。本方法為民用飛機運行工程師提供技術參考。

在飛機運行過程中，艙單是配載工作使用的重要工具。在每架航班起飛之前，配載工作人員使用艙單記錄飛機的重量、燃油和業載的分布，并且通過核對運行重心包線合理安排重量重心的平衡，

同時通過使用艙單來計算、記錄和控制飛機的重量和重心以滿足規章的要求，并為每一架次的航班飛行提供放行依據。

飛機生產商負責艙單的設計工作，并在飛機交付時，向客戶提供可供運行使用的艙單。某型號飛機艙單設計必須使用精確的方法對結構和內容進行設計和計算，使其符合規章對該型飛機的運行要求，并以固定的格式向飛機承運人輸出。合理地開發設計艙單，有助于保證飛行安全，同時提高經濟效益。

一、艙單設計依據

民用飛機使用的紙質艙單應嚴格按照民航規章及IATA標準設計。本文介紹的艙單設計方法主要依據CCAR民航規章第121.697 條及IATA機場操作手冊中AHM516載重表及AHM519平衡圖兩個章節對艙單的格式及具體內容給出的標準。

二、艙單設計過程

（一）數據準備

1.重量平衡數據

在艙單設計之初，依據型號飛機的最新版本重量平衡手冊收集該型號飛機的重量平衡數據，數據如下：機身框號與機身框站位轉化數據、儲水箱與廢水箱數據；機組人員標準坐姿下平衡力臂、客艙布局乘客平衡力臂、重量重心限制數據、水平安定面配平角、客貨艙限制、貨艙分區限制、最大燃油裝載重量、油箱容量及平衡力臂、可用油量及平衡力臂和燃油重量指數

2.收集客戶信息

在更新重量平衡手冊數據之后，艙單開發者向客戶（通常是航空公司）發出需求調查問卷，以便深入了解客戶對定制化艙單的需求。客戶化問卷內容包括但不限于以下信息：航空公司基本信息、飛機基本信息、艙單數據格式、重量單位、機組人員重量標準、機組人員隨身行李重量標準、旅客重量標準、旅客隨身行李重量標準、客艙構型、乘客裝載、座艙分布、燃油數據形式、貨艙布局、安定面配平、LMC數據和飛機和公司標志。

（二）按客戶要求將客貨艙分區

根據客貨艙布局、功能、座位數量以及飛機特性等因素對客貨艙合理分區，客艙通常按頭等艙、商務艙和經濟艙劃分，如經濟艙座位較多，可將其再分為兩到三個分區，也可按客戶需求進行分區。貨艙可按制造商給出的已有分區劃分，也可根據客戶要求重新劃分。為便于貨物裝載，貨艙分區個數不宜過多。

（三）運行包線設計

運行包線設計實際為包線削減，是針對在實際運行中對飛機重心產生影響的因素計算影響量，然后對取證包線進行削減，得到運行包線。在實際運行時需要確定重心位置，位于平衡圖下部的重心包線用來計算重心位置，通常使用運行包線。影響因素主要有：起落架和襟翼移動、乘客座位偏差、貨物位置偏差、飛行中乘客和機組移動、燃油裝載和使用和燃油密度偏差。

（四）AHM519 平衡圖設計

平衡圖位于艙單右部，其結構如圖1，內容包括：

表1 HM519平衡圖信息

欄目名稱內容

航班信息欄飛機型號、注冊號、日期、制表人、航班號、審簽人、出發機場、到達機場

使用空機重指數欄使用空機重量、使用空機重重心力臂、指數方程、使用空機重指數

指數修正欄區域修正重量、區域每增加或減少100kg重量對應的指數值、區域總指數修正量、修正后指數

裝載重量欄使用空機重量、修正重量、修正后使用空機重量、貨物、旅客重量、旅客人數、零油重量、起飛總油量、起飛重量

客貨艙布局欄客艙布局俯視圖，圖中應標識客艙分區位置、貨艙分區位置以及貨艙重量限制等

客貨艙裝載指數欄客/貨艙分區代號、各分區載重限制、各分區實際載重量、各分區指數移動斜格、各分區單位格子代表的重量和人數

燃油指數欄不同燃油重量對應的指數

重心包線欄運行包線、最大零油重量、最大著陸重量、最大起飛重量、指數重量坐標，此處重心包線使用運行包線，并在包線上畫出對應的M.A.C%斜線

重心位置記錄欄起飛重心位置、零油重量、零油重心位置

起飛配平欄配平值與重心對應表、起飛配平值，配平值與重心對應表應采用標尺形式

（五）AHM516 載重表設計

載重表位于艙單左側，其結構如圖1，內容包括：

表2 HM516平衡圖信息

欄目名稱內容

地址航向欄電報等級代碼、收發報單位地址代碼、發電單位地址、航班號/標志符、飛機注冊號、飛機使用過的注冊代碼、駕駛艙機組/機組人數等

操作重量計算欄使用空機重、機組修正量、餐食修正量、干使用重量、起飛燃油重量、操作重量、重量限制、航程油、許用起飛重量、許用業載

載重計算與艙位布局欄目的地機場代碼、旅客數量、隨身行李重量、貨艙總重量、貨艙各分區重量、客艙旅客人數分布、可下拉旅客人數分布、旅客總重量欄目名稱內容

實際重量計算欄總業載重量、干使用重量、零油重量最大值及實際值、起飛燃油、起飛重量最大值及實際值、航程油、著陸重量最大值及實際值、許用業載、LMC前的剩余載量

最后一分鐘改變記錄欄最后一分鐘改變目的地、項目名稱、艙位、裝載/卸載選擇、項目重量

補充信息和注釋欄標注、平衡、座位條件、旅客總人數、填寫人、審核人

輸出樣式：載重表和平衡圖統稱艙單。艙單輸出樣式如圖1所示：

圖1 艙單示意圖

（六）生成報告

完成客戶化艙單設計工作后，應生成艙單設計報告。報告的主要內容包括：機型基本裝載數據、客戶裝載數據、計算方程、客貨艙分區定義、貨艙裝載限制、裝載項目指數計算、水平安定面配平和運行包線開發。

三、結語

隨著科技的發展，配載平衡越來越多地使用計算機實時接收旅客、貨物、郵件、行李和油量的信息，同時計算重量重心，通過網絡傳輸給相應的客戶端，為制定飛行計劃提供數據支持。然而，計算機和網絡存在的安全隱患是不容忽視的，高度自動化的電子設備一旦出現故障，對飛機的安全將會造成巨大威脅，每架飛機必須使用紙質艙單作為計算重量重心的備用措施。因此，紙質艙單是飛機生產商向客戶交付的必然交付物。本文從飛機生產商的角度探索民用飛機艙單設計的一般方法，旨在為國產民用飛機艙單設計方法的進一步研究提供借鑒和思路。