CC BY
8
Секция
«ЭКСПЛУАТАЦИЯ И НАДЕЖНОСТЬ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ»
УДК 531.2
АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЦЕНТРОВКИ СРЕДНЕМАГИСТРАЛЬНОГО САМОЛЕТА EMBRAER 190
М. А. Андреев Научный руководитель - В. В. Лукасов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Использование гибкого автоматизированного расчета на основе программного обеспечения Excel для более быстрого и точного определения центровочных характеристик самолёта и допустимых границ центровки специалистами любой квалификации.
Ключевые слова: центровка, вес, центр тяжести.
AUTOMATION OF THE METHODOLOGY FOR CALCULATING THE ALIGNMENT OF THE EMBRAER 190 MEDIUM-HAUL AIRCRAFT
M. A. Andreev Scientific Supervisor - V. V. Lukasov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The use of flexible automated calculation based on Excel software for faster and more accurate determination of the centering characteristics of the aircraft and the permissible alignment boundaries by specialists of any qualification.
Keywords: alignment, weight, center of gravity.
Автоматизированный расчёт центровки самолёта Embraer 190 с использованием программного обеспечения Excel позволяет определить центровку самолёта специалисту любой квалификации в короткий срок, гибко, с возможностью перемещения пассажиров и груза в разные места, при соблюдении заданной центровки с целью обеспечения безопасности полётов, что подтвердилось в расчётном примере [1].
Переходим к расчёту нестандартных вариантов центровки применимых к перевозке пассажиров и грузов по маршрутам. Точное определение положение центра тяжести самолета дает возможность обеспечения экономической эффективности и безопасности полётов.
При загрузке самолета суммирование моментов для определения центра тяжести для загруженного самолета находится по формуле:
М = W* Balance arm (1)
где W- вес; BA (Balance arm) - расстояние, от оси отсчёта до положения центра тяжести.
Процент от средней аэродинамической хорды вычисляется по формуле:
100
MAC
(2)
где MAC- длинна средней аэродинамической хорды; %MAC- процент от средней аэродинамической хорды.
LEMAC - расстояние от оси отсчёта до передней кромки средней аэродинамической хорды.
Из предыдущей формулы выразим ВА и подставим в формулу нахождения веса:
(3)
ВА = %^МАС + LEMAC
100
Тогда формула (1) для нахождения момента приобретает вида:
М = Ш{МАС+%МАС) + ЬЕМАС 100
(4)
Моменты выражаются в килограммах на метр, при определении которых получаются большие числа. Для удобства будем использовать приведённый момент , путем деления общего момента на константу (Moment constant)
Приведенный момент (Мпр) — момент (произведение массы на плечо), выраженный в приведенных единицах:
W*(BA-Datum ВА) , „ ^
Мпр =--Ъ Datum constant (5)
^ Moment Constant
где Datum BA -плечо, относительного которого производится расчёт центровки;
Moment constant - константа, обеспечивающая выражение момента в приведенных единицах;
Datum constant - константа, обеспечивающая только положительные значения Мпр.
Уравнение для нахождения приведенного момента используется для упрощения предоставления значений моментов на графике загрузки.
Изменение приведенного момента в связи с загруженными предметами (например, пассажиры, экипаж, груз, топливо и. т. д.) рассчитывается по следующей формуле:
W*{BA—Datum ВА)
ДМпр =
^ Moment Constant
(6)
Для построения эксплуатационных границ сведем значения всех сокращений в табл. 1
Таблица 1
Сокращение Границы Вес, кг Момент, кг*м ДМПр
Взлёт Полёт Посадка Без топлива
Уборка шасси F1F4 0 441.8 0.88
На основании этих значений создадим табл. 2 и табл. 3 в которых укажем сертификационные точки различных границ и на основании значений сокращений определим эксплуатационные. Рассмотрим на примере нескольких взлётных и полётных границ . На основании табл. 1 определяем какие сокращения накладываются на этот предел. Суммируем вес, момент и Мпр. Полученные значения вносим в соответствующие ячейки.
Точки эксплуатационных границ центровки
Таблица 2
Граница Сокращения Точка Вес Момент Мпр Точка Вес Момент Мпр
T1T2 T1 29500 488918 57.54 T2 31500 507683 28.27
Вариация
размещения 0 4070 8.14 0 4070 8.14
пассажиров
O1O2 O1 29500 497698 75 O2 31500 516463 45.82
Секция «Эксплуатация и надежность) авиационной техники»
Точки эксплуатационных границ
Таблица 3
Граница Сокращения Точка Вес Момент Мпр Точка Вес Момент Мпр
Т2Т3 Т2 31500 507683 28.27 Т3 48090 775063 8.92
0304 03 31500 515903 45 04 48090 783283 25
Создадим табл. 4 в которой укажем исходные данный по загрузке пассажиров воздушного судна.
Таблица 4
Наименование
Кабина пассажиров ВЗР РБ Вес, кг Мпр %САХ
Кабина 0А 34 2720 -41.71 -
Кабина 0С 32 2560 38.50 -
Далее создадим аналогичную табл. 5 для багажных отделений. Максимальная вместимость первого багажного отделения 1850 кг, второго - 1650 кг .
Наименование Вес, кг Мпр
БГО 1 600 -9.35
БГО 2 800 11.68
Таблица 5
В табл. 6 указан вес топлива на взлете, без руления, топливо на полёт, и резервное топливо. Значение Мпр берем из таблицы «Значения ДМПр и веса для разных плотностей топлива.»
Значение Мпр для топлива
Таблица 6
Топливо Вес, кг Мпр
Топливо на взлёте (вкл. балластное) 10000 -14,38
Топливо на полёт 6000
Резервное топливо 4000 -7,23
На основании найденных выше значений рассчитаем посадочный, взлетный и вес самолета без топлива. Вес без топлива складывается из веса пустого снаряженного самолёта и общей коммерческой загрузкой воздушного [3].
Для каждого веса самолёта рассчитаем значение Мпр на основании формулы (6) и значение %САХ при помощи формулы (2). Полученные значения сведены в табл. 7.
Значение Мпри %САХ
Таблица 7
Вес, кг Мпр %САХ
Без топлива 38663 65.65 22.06%
Взлёт 48663 51.25 18.00%
Посадка 42663 58.42 19.74%
Без топлива
—Взлёт
Посадка
10,0012,0014,0016,0018,002^ССА0522'0024,0026,0С128,0СВ0,00
Рис. 1. Положения центра тяжести
В результате данного расчета можно сделать вывод о том, что программа для автоматизированного расчета выполнена корректно, так как допустимые границы центровки воздушного судна практически совпадают с примером, рассмотренным в руководстве по центровке и загрузке самолёта Embraer 190
Библиографические ссылки
1. Бадягин А. А. Проектирование самолетов : учебное пособие / А. А. Бадягин, С.М. Егер ; Московский институт инженеров гражданской авиации , Кафедра технической эксплуатации и ремонта ЛА и АД. - Москва : МИИГА , 1972. - 440 с. : ил. - Библиогр. - Текст : непосредственный.
2. Гаража В.В. Конструкция самолетов : учебное пособие / В.В. Гаража ; Киевский международный институт гражданской авиации , Кафедра технической эксплуатации ЛА и АД. - Киев : КМУГА , 1998. - 524 с. : ил. - Библиогр. - Текст : непосредственный.
3. Руководство по центровке и загрузке воздушных судов РЦЗ 83 : Утверждено первым заместителем Министра гражданской авиации СССР Б. Е. Панюковым 14.11.1983. - Текст : непосредственный.
© Андреев М. А., 2022
