淺談飛機載重平衡數據工程管理

付東良

摘要：飛機載重平衡數據涉及民航安全，其數據管理對影響飛機安全至關重要。本文參照國航載重平衡一些工作內容及局方規章，對飛機載重平衡數據的由來和應用做了闡述，希望對從事這方面數據管理的從業人員有所幫助和啟發。

Abstract： The aircraft load balancing data is related to the safety of civil aviation and its data management is very important to affect the safety of aircraft. This paper describes the origin and application of aircraft load balance data according to some work contents and regulations of load balancing of Air China， to provide help and inspiration for the load balancing data management practitioners.

關鍵詞：空重；重心；平衡；稱重報告；累積變化量；+/-0.5%

Key words： empty weight；center of gravity；balance；weighing report；cumulative change；+/- 0.5%

中圖分類號：V214 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0022-02

0 引言

隨著民航業的發展，飛機載人能力日益增強，而飛機載重平衡方面暴露出問題越來越多。這些問題影響著飛行安全，并直接給航空公司造成經濟損失。因此，飛機載重平衡基本數據管理顯得尤為重要。

航空器飛行過程中，通過有效的手段控制飛機的重量和重心的位置，確保其在允許的范圍內，保障飛行安全即為航空器載重平衡控制。

1 定義

①航空器空重：指航空器的結構、系統、設施、動力裝置及一些作為某一特定構型飛機的一個整體所必須的設備的重量和航空運營人認為該航空器所配標準項目的重量。②標準項目：指該型號航空器所配備設備和加載的液體，這些設備和液體不是某一特定構型飛機的作為一個整體所必須的一部分，但對于同型號的航空器是相同的，其所涉及的項目主要包括以下幾類，但不僅僅包括以下項目：1）附加的電子設備；2）廚房、酒吧、小賣部內的結構；3）滅火器、信號彈、緊急氧氣設備；4）廁所用液體和化學用品；5）發動機滑油；6）不可用燃油和其它不可用液體。③機隊空重：指構成一個機隊的相同構型的航空器的平均航空器空重。

2 飛機平衡種類與重心

對于作用于飛機的各個力，如果不是通過飛機的重心，就要對飛機的重心構成力矩，促使飛機轉動。偏轉力矩是指引起飛機偏轉的力矩，俯仰力矩是指引起飛機俯仰轉動的力矩，滾動力矩是指引起飛機滾動的力矩。

力矩種類有三種，相應的飛機的平衡也有三種，分別是俯仰平衡、方向平衡、橫側平衡。

①俯仰平衡。俯仰平衡是指作用于飛機的上仰力矩和下俯力矩彼此相等，也就是各種俯仰力矩互相平衡。

②方向平衡。方向平衡是指作用于飛機的左偏力矩和右偏力矩彼此相等，使飛機既不向左偏，也不向右偏。

③橫側平衡。橫側平衡是指飛機各滾轉力矩彼此相等。飛機的平衡是指三個方向的力矩都平衡，但實際工作中，我們所指的飛機的平衡是指飛機的俯仰平衡。飛機重心也是指飛機機身方向上的重心。

飛機的重心與重心位置表示方法。飛機重心是飛機重力的著力點，重力著力點所在的位置，叫重心位置。飛機重心的位置常用飛機重心在某一特定翼弦上的投影距該翼弦前端的距離占該翼弦的百分比表示。通常采用平均空氣動力弦（MAC）作為這種特定翼弦，翼弦就是機翼前緣到后緣的連線。即：重心位置占平均空氣動力弦%=（重心投影距平均空氣動力弦前端的長度/平均空氣動力弦長）×100%。

3 飛機載重平衡基本數據

要得到飛機載重平衡數據首先要對飛機進行稱重。稱重方式有單機稱重和機隊稱重兩種方式。

①單機稱重方式即航空營運人對機隊中每架航空器都進行稱重。

1）采取單機秤重，每架航空器的稱重間隔最長為36個日歷月。2）采取單機秤重方案，航空運營人可以將某一具體構型的航空器秤重間隔延長至48個日歷月，并獲得局方批準，但需要滿足：通過航空器以往定期秤重的實際記錄值證明，運營期間航空器的重量和重心位置的累計變化記錄能夠準確反映出該航空器的重量和重心位置保持在限定的范圍內；同時以上證明至少需要兩架航空器進行驗證。

②機隊秤重方式，即航空運營人可以選擇機隊中的一定數量的飛機進行秤重，并將結果作為機隊剩余航空器的值。機隊秤重要滿足下列條件：

1）該機隊必須是同一型別的飛機，即使是同一型號，但一個是貨機，一個是客機，也不屬于同一機隊。

2）在每個秤重周期（36個日歷月）內，機隊中需要秤重的最少的飛機數量為表1。

3）在選擇被秤重飛機時，首選距離上次秤重時間間隔最長的飛機；

4）航空運營人應該制定時間段，在此時間段之內需要對機隊中所有的航空器的完成秤重。基于航空運營人機隊的通常服務年限，要求這個時間段最長不超過18年。該時間段的制定，并不是要求航空運營人從商業因素考慮，該機隊全部退役年限前完成機隊每架航空器的秤重。

飛機稱重以后經過計算可得到稱重報告。

稱重后的數據經過相應的數據處理，得到實際航班運行中需要載重平衡數據。

飛機的載重平衡數據，可用于實際生產中。endprint

每架航空器（包括新出廠的和使用過的）在投入營運之前，必須確定該航空器的空重和重心位置，也就是表2中的使用空重（OEW）和重心（CG）。針對新出廠的航空器，通常在生產廠已被稱重，航空運營人可以不重新稱重就投入運營，但需要將航空器改裝造成的重量和重心位置的改變進行記錄，并且確保航空器重量的累積變化量不超過最大著陸重量的+/-0.5%或航空器重心位置累積變化量不超過平均空氣動力弦的0.5%的范圍。

4 飛機載重平衡數據變化量控制

如上所述，飛機在投入運營前必須確定重量和重心位置。這兩者的累積變化量不能超過0.5%界限。要確定變化量首先要確定一個標準。每架飛機在每次稱重后即會發布一次載重平衡數據，可做為基準量。飛機在改裝后會有重量和重心的變化，有效控制累積變化量是飛機空重和重心位置控制的基本要求。以B-XXXX控制數據為例，如表2所示為飛機原始載重平衡數據以及執行完工程指令（Engineer Order）-EO以后的數據。

如表2中第1項為B-XXXX飛機的引進時的原始數據，也就是此時的基準數據。第2項為14年時該飛機執行完EO1后載重平衡數據發生變化，重量變化為0.01kg，力矩變化為0.28kg·m。第3項為2C稱重后的數據。第4，5，6項同第2項為執行EO后的數據變化。那么，執行完EO1后，飛機的空重即為41757.45+0.01=41757.46（kg），變化后的力矩為：722813.00+0.28=722813.28（kg·m），而重心無變化。重量變化量為：0.01kg，飛機最大著陸重量為61000kg，前者與后者比值即為重量變化0.01/61000=1.64E-07。當飛機執行完2C后，此時基準的數據變為2C后的數據，同執行完EO1載重平衡數據的算法一樣我們可以得出執行完EO2的數據。此時數據為基準數據再進行執行完EO3的數據運算。以此類推可得出表3數據。

表3中重心變化為變化后的重心減去變化前重心。如：EO2執行后重心為25.77，而基準重心為2C稱重后的25.72，那么變化量為25.77-25.72=0.05。這樣計算重量和重心變化后可以計算出累積的變化量。即把當前變化量和上一次累積變化量相加，可得當前累積變化量。如計算EO3執行完后累積變化量即第5項的累積變化量。重心變化量為當前變化量0.01加上上次累積變化量為0.05即為0.06。當然這里是0.06%。累積重量變化為當前重量變化1.80E-06加上上次累積變化量6.47E-05即為6.65E-05。這樣就可以控制重量累積變化量和重心的累積變化量。當二者中有一個量不在+/-0.5%范圍時，要進行新一次的稱重，以確定滿足適航要求的重量和重心。

5 結語

以上四點粗淺地介紹了飛機載重平衡基本數據工程管理內容，希望對從事民航事業的大家有所幫助和啟發。

飛機的載重平衡數據關系飛機安全。其內容涉及方方面面，可謂博大精深。一個小小的疏漏可能會造成難以想象的大災難。為了保障飛機的安全，我們必須管理好飛機載重平衡數據，為民航業的發展做出自己應有的貢獻。

參考文獻：

[1]AC-121-68航空器空重和重心，2005，8，10.

[2]萬青編著.飛機載重平衡[M].中國民航出版社，2004.

[3]陳康.飛機載重平衡控制之我見[J].硅谷，2012（16）.endprint