для чего взвешивают самолет
ВЗВЕШИВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ
Для того чтобы в процессе испытаний знать вес самолета и положение центра тяжести его в каждом полете, перед началом испытаний производится взвешивание самолета и определение его центра тяжести. Взвешивание производится в ангаре с горизонтальным полом при закрытых воротах, для того чтобы не вносить погрешности в показания весов из-за влияния ветра. При взвешивании как основные колеса, так и хвостовое или носовое колесо устанавливаются на весы. Амортизация шасси должна быть заклинена, чтобы не происходило смещения фюзеляжа и крыльев относительно оси колес.
Самолет обычно взвешивается в двух вариантах: 1) пустой самолет с несъемным оборудованием и 2) с нормальной полетной нагрузкой. В последнем случае баки самолета должны быть полностью заправлены, для того чтобы не было переливания горючего при изменении наклона самолета в процессе взвешивания.
Как известно, центром тяжести твердого тела называется точка, через которую при любом положении тела проходит равнодействующая сил тяжести. Следовательно, достаточно для нескольких положений самолета найти линии действия равнодействующей сил тяжести; на их пересечении и должен находиться центр тяжести.
Этот способ определения центра тяжести практически сводится к тому, что самолет взвешивается в каждом варианте в трех положениях, обычно в следующих:
самолеты с хвостовым колесом:
1) при стояночном угле,
3) с поднятым вверх хвостом, когда нагрузка на хвостовое колесо близка к нулю;
самолеты с носовым колесом:
1) при полностью опущенном хвосте,
3) при промежуточном положении хвоста.
В процессе каждого взвешивания необходимо производить замеры, указанные на фиг. 2. 1. Линия АВ представляет собой так называемую хорду обмера, параллельную плоскости симметрии самолета. :В качестве хорды обмера удобнее всего
Фиг. 2. 1. Схема измерений при взвешиваниях для определения центра тяжести самолета.
взять какое-либо сечение крыла, расположенное внутри колеи шасси. Для измерений пользуются нивелиров, отвесами и рулеткой или стальной линейкой. Из шести замеров, указанных на фиг. 2. 1, обязательными являются только три, а остальные
Фиг. 2. 2. Определение центра тяжести по результатам взвешиваний.
служат лишь для контроля. В качестве основных величин обычно берут расстояния /zi, h2 и L, а расстояния /ь 12 и а используют для контроля.
Для определения положения центра тяжести самолета относительно хорды обмера строят чертеж типа фиг. 2. 2 в масштабе V20, V 1о или Vo в зависимости от размеров самолета. Из концов А а В отрезка длиной Ь, равной хорде обмера, проводят дуги окружностей радиусами ht и h2. Общая касательная к этим
окружностям является линией горизонта, проходящей через ось колеса при положении самолета, соответствующем данному взвешиванию. Построив линии горизонта I—I, II—II и III—III для трех взвешиваний, находим точку О пересечения этих линий, соответствующую центру оси колеса. От точки О по соответствующей для каждого взвешивания линии откладываем расстояние OD, равное
где Рні — показание весов при данном взвешивании под носовым (или хвостовым) колесом за вычетом тары (козелков), а G — чистый вес самолета.
Восставив из точки D перпендикуляр к линии горизонта для соответствующего взвешивания, находим точку С пересечения трех перпендикуляров, являющуюся проекцией центра тяжести самолета на плоскость симметрии. Понятно, что при указанном графическом построении вследствие неточностей обмеров и построения вместо точки пересечения трех перпендикуляров получают небольшой треугольник, размеры которого тем меньше, чем точнее произведены обмеры, взвешивание и построение. В качестве проекции центра тяжести самолета обычно принимают точку, соответствующую центру тяжести указанного треугольника. В тех случаях, когда треугольник получается слишком большим, нужно проверить все вычисления и построения, а при отсутствии в них явных ошибок вновь произвести взвешивание для повторного определения центра тяжести.
На основе обмеров самолета строят так называемый центровочный чертеж, на котором хорда обмера и центр тяжести самолета координируются относительно средней аэродинамической хорды.
Положение центра тяжести самолета с убранным шасси, а также для разной полетной загрузки определяют расчетным путем, исходя из центровки, найденной при взвешиваниях. Для этого по весу добавочных грузов и по их координатам определяют статические моменты относительно каких-либо принятых осей, а затем находят новое положение центра тяжести по формулам
где G0 — исходный вес самолета, для которого известны координаты центра тяжести хт0 и ут0 относительно принятых осей;
G — новый полетный вес, для которого определяется центровка (G = Go + ^g);
%gx и 2ЯУ — алгебраические суммы статических моментов добавочных грузов относительно принятых осей.
При испытаниях на устойчивость и управляемость указанным способом можно учесть для каждого режима изменение положения центра тяжести из-за выгорания горючего в полете; для этого в полете регистрируется при помощи указателя расхода горючего вес выгоревшего горючего и отмечается порядок его расходования из баков.
Фиг. 2.3. Силы, действующие на самолет при взвешивании.
Одним из больших недостатков изложенного графического способа определения центра тяжести самолета по взвешиванию является невозможность быстро определить построением положение центра тяжести, для того чтобы своевременно обнаружить ошибки при взвешивании и обмерах и исправить их. Поэтому часто применяется графоаналитический метод экспериментального определения центра тяжести самолета, сущность которого сводится к следующему 1.
Взяв уравнение моментов всех сил относительно центра оси колеса О (фиг. 2.3), получим
PJL cos a = G (хт cos а — ут sin а),
Так как для всех трех взвешиваний G, L, хт и у, т постоянны, то последнее равенство представляет собой уравнение прямой линии в координатах Рн и tg а. Следовательно’, откладывая для каждого взвешивания по оси абсцисс тангенс угла наклона самолета, а по оси ординат — соответствующее давление на носовое (или хвостовое) КОЛЄСО’, мы получим три точки, которые [3] должны лежать на одной прямой в случае правильности всех измерений (фиг. 2.4).
Координаты центра тяжести можно легко определить по отрезкам Р„о и tg а0, отсекаемым указанной прямой на оси ординат и оси абсцисс
(при а = аэ линия действия силы G пройдет через точку О на фиг. 2.3).
Фиг. 2.4. Проверка правильности определения центра тяжести самолета.
При тщательном выполнении всех измерений, применении нивелира и заклинивании амортизационной стойки продольная центровка может быть определена с точностью до 0,25% хорды.
Сколько весит самолет
Если для кого-то этот вопрос может показаться праздным любопытством, то для пилотов вес самолета является одним из важных рабочих показателей, ведь при превышении определенных норм они просто не смогут поднять лайнер в воздух – необходимость преодолевать земное притяжение еще никто не отменял. Также важно знать общий вес груза и центр тяжести самолета, поскольку неправильная центровка грозит потерей управления и, как следствие, катастрофой.
С земли все самолеты кажутся невесомыми
Какие показатели важны
В технической документации для каждого вида воздушного лайнера прописывается два основных показателя веса: для пустого самолета и различные взлетные индексы, которыми определяется стабильность полета. Существует строго определенный эксплуатационный вес, включающий массу самих авиалайнеров со встроенным оборудованием, веса бортового питания, а также членов экипажа. При добавлении к этому показателю веса багажа и запасов топлива рассчитывается рулежная (стояночная) масса самолета. Взлетный вес – максимально возможное количество тонн, при котором самолет способен развить необходимую для взлета скорость, получается при вычитании из стояночной массы веса топлива для выруливания. Стоит заметить, что это максимальные цифры, на фактические показатели веса самолета в различных режимах оказывают влияние погодные условия, характеристики взлетно-посадочной полосы и ряд других факторов.
Багаж пассажиров – не самая значительная часть веса самолета
Большую часть ее составляет необходимое для полета авиационное топливо – примерно одну третью.
Авиаконструкторы всеми способами стараются уменьшить собственный вес самолета за счет использования более легких конструкционных материалов для эффективного коммерческого использования лайнеров (т.е. перевозить больше пассажиров за один полет). В то же время увеличение грузоподъемности и вместимости воздушного судна влечет за собой увеличение его габаритов.
Как взвешивают самолеты
Это не такая фантастическая задача, как может показаться на первый взгляд. По сути, у каждого самолета уже есть встроенные весы: все три шасси лайнера оборудуются амортизационными механизмами на гидравлической тяге. Давление воздуха внутри цилиндра прямо пропорционально испытываемой нагрузке, а для стоящего неподвижно судна – это и есть искомая масса самолета.
Наиболее часто используемые варианты взвешивания воздушного судна и определения его центровки это:
Процедуру проводят в 3 положениях:
Вес самолета измеряют авиационными весами
Сколько весят разные марки лайнеров
Современная авиапромышленность выпускает большое количество самолетов разных марок и их модификаций. Для расчетов берутся дальнемагистральные американские «Боинги», «Эйрбасы» из Европы и российские (советские) ТУ.
Итак, сколько весит самолет Боинг. Измеренные весовые характеристики большинства моделей приведены в таблице (указаны максимальные значения взлетных весов).
Вес самолетов Boeing
То, сколько весит самолет, зависит от модели, серии и модификации (при модернизации, например, укорачивается фюзеляж, что позволяет повысить дальность полетов и снизить собственный вес самолета).
Вес пустого (со встроенной оснасткой) самолета составляет :
Самый тяжелый среди Боингов – двухпалубный 747-80
В составе многих авиаперевозчиков совершают полеты лайнеры европейского производства «Airbus A380». Именно они, а не популярные «Боинги», считаются самыми крупными пассажирскими суднами, эксплуатируемыми в коммерческой авиации. Этот гигантский самолет длиной более 70 метров имеет двухпалубную компоновку и принимает на борт от 555 до 850 путешественников. Масса пустого самолета уже приводит в изумление.
Эксплуатационная масса лайнеров модели Эйрбас А380
Наибольший вес при взлетном режиме самолетов марки Эйрбас составляет от 560 до 590 тонн.
Самолеты Эйрбас А380 – самые крупные пассажирские лайнеры
Среди пассажирских авиалайнеров советского и российского производства самыми массовыми были Ту-154 в различных модификациях. В настоящее время наиболее мощным и востребованным воздушным лайнером стал ТУ-204. Весовые характеристики российских самолетов приведены в таблице ниже.
ТУ-204 – самый тяжелый российский пассажирский лайнер
Вес самолетов модели ТУ
Видео
Если смотреть на плывущий в небе самолет, кажется, что он буквально невесомый и чуть ли не «игрушечный». Однако, все пассажирские лайнеры состоят из авиационного металла, несут в себе сотни пассажиров и их багаж, баки заполнены тоннами горючего. Все это описывается внушительными цифрами в килограммах. Для обывателей знание того, сколько весит пассажирский самолет – просто любопытный факт, для пилотов – залог безопасного взлета, полета и приземления, а для авиаконструкторов – стимул к дальнейшей работе по снижению этого веса.
Как взвесить багаж перед полетом? Рекомендации и способы
Мы расскажем о том, как взвесить чемодан. Рассмотрим способы, с помощью которых это можно сделать в домашних условиях. А также поговорим о других особенностях взаимодействия с багажом.
Способы, с помощью которых можно взвесить вещи
Способ взвешивания чемодана #1: Напольные весы
Шаг #1: Разместите весы в той части комнаты, которая является максимально просторной
Вокруг вас не должно быть никаких предметов мебели, стен и других вещей. Ничего не должно вам мешать. Пространство вокруг устройства должно быть максимально свободным.
Важно, чтобы поверхность, на которую вы поставите весы, была ровной. Вы должны сделать все для того, чтобы устройство показало максимально точные цифры. В противном случае, вам придется доплачивать за перевес в аэропорту.
Шаг #2: Встаньте на весы самостоятельно
В обязательном порядке проверьте точность весов. Ваша масса должна совпадать с массой, показанной устройством, до грамма. В противном случае, узнать точный вес чемодана будет невозможно. И вам, опять же, предстоит платить за перегруз.
Шаг #3: Взвесьтесь с багажом
На следующем этапе вам предстоит взвешивать багаж. Сделать это довольно просто. Вам нужно будет взять багаж в свои руки. А затем опять встать на свои весы.
Массу нужно распределить внимательно. Так, чтобы основной ее упор шел именно на центр весов. В этом случае вы получите более точные показатели. Весы смогут определить массу до грамма. Результаты важно записать. Чтобы не забыть при дальнейших подсчетах.
Шаг #4: Из полученной массы вместе с чемоданом вычтите свой вес
Благодаря этому действию, вы сможете выяснить, какая масса именно у багажа. Проделывать эти расчеты можно любым способом. Как в уме, так и с помощью калькулятора.
Работает эта система следующим образом. Предположим, вы весите 50 килограмм. Когда вы встали на весы, они показали 65 килограмм. Следовательно, масса вашего чемодана составляет 15 килограмм. По этой системе можно вычислить вес абсолютно любого багажа.
Если чемодан слишком тяжелый, то поместите его на весы отдельно
Для этого вам понадобится стул. Сначала его нужно будет разместить на весах. А затем сверху нужно будет положить чемодан. Благодаря этому действию, весам будет легче определить массу изделия. Поскольку вес чемодана будет сконцентрирован в одной точке.
Стул нужно разместить так, чтобы сидушка лежала на весах. А ножки были повернуты по направлению вверх. Именно на них вам предстоит поставить чемодан.
Способ взвешивания чемодана #2: Ручные весы
Ручные весы тоже позволят вам взвесить чемодан. Чтобы сделать это, придерживайтесь следующих рекомендаций.
Шаг #1: Приобретите ручные весы
Это довольно удобная вещь, которая пригодится вам не только во время взвешивания багажа. Но и в будущем. С помощью них вы сможете взвешивать абсолютно любые предметы.
Ручные весы продаются повсеместно. Их можно приобрести в супермаркетах. А еще, они продаются на разных сайтах в интернете. Интересно, что их можно приобрести даже в некоторых аэропортах.
Шаг #2: Установите значение на весах «0»
Если вы приобрели весы цифрового вида, то включите их. А затем немного подождите. На табло должна появиться цифра «0».
Механические весы более простые в обнулении. Чтобы сделать это, достаточно потянуть их за две стрелки. И перенести их к значению «0».
Если что-то будет не понятно, то в обязательном порядке воспользуйтесь инструкцией. Она поможет вам разобраться в эксплуатации устройства, в случае необходимости. Если приобретаете электронные ручные весы, то не забудьте приобрести батарейки. Они вам в обязательном порядке понадобятся.
Шаг #3: Закрепите ручные весы на вашей сумке или чемодане
Взвешивать чемодан с помощью ручных весов нужно очень осторожно. Его нужно установить максимально правильно. Так, чтобы вес распределился максимально равномерно.
Шаг #4: Поднимите и взвесьте багаж
На следующем этапе вам необходимо будет приподнять чемодан. Ненадолго. Буквально на пять-десять секунд.
Во время взвешивания нужно действовать максимально размеренно. Если поднять чемодан на весах слишком быстро, то это ничем не закончится. Устройство покажет некорректный результат.
Чемодан с помощью весов нужно поднимать медленно. С минимальной скоростью. Так, чтобы багаж, при этом, не двигался. Или делать это, но только лишь минимально. Старайтесь использовать во время измерения массы обе руки. Это будет более удобно.
Шаг #5: Проверьте с помощью весов массу вашего багажа
На следующем этапе вам предстоит узнать, сколько весят чемоданы. Проще всего сделать это, если ручные весы электронные. Они сразу показывают точные цифры. И понять конечную массу очень просто.
Дело в том, что на электронных весах цифры перестают меняться, когда фиксируют конечный вес. Как следствие, вы сможете сразу определить, что процесс измерения закончился. И сможете отследить правильный результат.
На механических весах показатель придется отслеживать самостоятельно. Останавливаться они не будут. Однако, однажды стрелки начнут двигаться рядом с определенным значением. Это и будет указывать на точную массу изделия.
Во время любых измерений чемодан не должен двигаться. Он должен быть зафиксирован в одном положении. В противном случае, это закончится плохо. Вес, показанный устройством, будет неточным.
Взвесьте багаж в аэропорту
В аэропорту есть специальные стойки, на которых можно взвесить багаж. Обычно они располагаются в центральной части здания. В большинстве аэропортов стойки для взвешивания бесплатные. Однако, в некоторых из них с вас могут потребовать несколько долларов.
Взвесить багаж можно на почте
В некоторых почтовых отделениях есть возможность взвесить свои чемоданы. Сделать это можно абсолютно бесплатно. На специальных весах огромного вида. Воспользуйтесь и этим способом.
Сравните чемодан с объектом, массу которого вы знаете
Заключение
Взвесить чемоданы перед поездкой можно с помощью разных способов. Очень важно сделать это еще дома. Чтобы успеть выложить вещи, которые впустую занимают место в чемодане.
Если вы обнаружите перевес в аэропорту, то, скорее всего, ничего не сможете сделать. Выкладывать вещи в ручную кладь будет проблематично. Как следствие, вы рискуете что-нибудь потерять.
blinnov’s blog
another brilliant mind poisoned by c++
Так как же правильно взвешивать Боинг?
Я уже не раз вскользь замечал, что так любимые некоторыми пассажирами головомки на темы, связанные с кардинальными изменениями ландшафта острова Хонсю или оценкой количества настройщиков музыкальных инструментов на самом деле являются отличными примерами мозгового онанизма. Интересно, что хотя эти задачи не подразумевают односложных ответов, и требуют вместо них неких линий рассуждений, считается, что существуют рассуждения правильные и неправильные. И якобы ход мыслей человека, направленный на решение этих абстрактных задач выражает его способность решать задачи реальные.
Знаете что? Единственное, что можно сказать о человеке, успешно решающем сферические головоломки в вакуууме это то, что он умеет решать сферические головоломки в вакууме.
Не говоря уже о том, что считающиеся правильными линии рассуждений при поиске решения задач являются как минимум неправильными. А как максимум — опасными.
Возьмем уже не очень популярную задачу о взвешивании Боинга без весов. Не очень популярную потому, что «правильные ответы» уже разве что на заборах не написаны.
Итак, посмотрим, чего пишут в интернетах. А пишут в интернетах всякий кошмар. Например, предлагают «приземлиться на баржу и по водоизмещению вычислить вес». Логично, в задаче ведь не указано, что число самолетов ограничено, самолетов через сто-сто двадцать можно разработать технику посадки Боингов на баржи одним куском.
Другие варианты не менее веселые. Например, предлагается где-то добыть конструкторскую документацию или каталоги поставщиков и просто сложить массы всех винтиков. Ну, вы знаете, есть еще такой крайне эффективный способ точного определения количества голов в стаде — посчитать все ноги и поделить на четыре. Мысль о том, что если им посчастливится достать подобную документацию, то где-нибудь на две тысячи триста пятнадцатой странице наверняка найдется сводная таблица основных характеристик самолета, которая будет включать разблюдовку его масс, никому в голову не приходит.
Есть еще и деструктивные варианты, которые я по понятным причинам упоминать не буду.
Впрочем, правильного ответа в интернетах нет. Правильный ответ вообще сам по себе односложен и является в свою очередь вопросом:
«А зачем Вам нужно знать вес Боинга?».
Это единственный правильный ответ. Потому что если у Вас нет ни самолета, ни весов и Вам просто интересно, то Вам прямая дорога на сайт производителя. Если у Вас по какой-то причине самолет есть, а весов нет, и вам просто позарез знать массу вашего конкретного самолета, то я бы посоветовал Вам не компостировать людям моск и не рисковать жизнями пассажиров, а приобрести соответствующие весы, если, конечно, весь Ваш интерес не ограничивается всего лишь оценкой потенциального дохода от сдачи алюминия, из которого он построен, во вторсырье. Впрочем, даже в этом случае я тоже посоветовал бы не заниматься фигней, а обратиться за информацией к производителю: не забывайте, что современные самолеты строятся из композитных материалов и алюминия в них может оказаться неожиданно мало.
Я бы мог понять, если бы подобные вопросы задавались при наборе на абстрактные должности решателей задач в вакууме. Я могу даже представить, что умение оценить количество настройщиков пианино в деревне Большие Васюки может быть очень полезно для каких-нибудь бизнес-аналитиков. Но ведь их задают при найме инженеров!
Дело в том, что инженеры решают задачи реального мира. В реальном мире нет абстрактной необходимости взвешивать абстрактные Боинги. В реальном мире может возникнуть потребность построить весы для самолета из говна и палок (такая потребность подразумевает, что водоемов с баржами поблизости нет). В реальном мире есть реальная необходимость обеспечивать оптимальную загрузку самолета и не допустить его перегрузки. Эта задача, на самом деле, на пару порядков сложнее. Инженер же такую задачу решит. Причем, прошу заметить, без разбора самолета до винтика или погрузки его на баржу. Далее, я вполне могу представить, что в реальном мире может потребоваться интегрировать весы собственно в сам самолет и я могу сходу предложить пару-тройку вариантов решения такой задачи, не требующих серьезной модификации самолета. Кстати, я сильно удивлюсь, если подобное решение нигде не используется.
Очевидно, что во всех этих случаях решения будут абсолютно разными, и определяться с решением инженер будет именно исходя из конкретной задачи. И именно поэтому вопрос «зачем» является самым правильным ответом для такой фудзиямовской задачи.
И если Вы собираетесь задавать такие вопросы на собеседовании, то, пожалуйста, сначала выясните для себя, кого именно вы ищите. От этого будет зависеть правильность ответов.