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飞机的载重平衡与重量重心的获取【摘要】保证飞机的安全飞行需要控制飞机的载重平衡。要实现对飞机的载重平衡的有效控制必然需要准确获取和把握飞机的重量重心数据。如何才能准确的获取相关数据？除了需要对飞机的载重平衡及称重方法有明确的认识以外应规定称重时的飞机状态和规范称重时的机载物品这样才能更加准确的获取飞机的重量重心数据。【关键词】载重平衡；平均气动力弦；重心；站位与力臂；力矩平衡0引言众所周知飞机是靠空气动力学原理飞上天的。要保证飞机在运行过程中姿态的稳定飞行员能够从容、灵活的操控飞机做好飞机的载重平衡工作是重要保障。1载重平衡的意义飞机载重平衡影响飞行员对飞机姿态的控制同时也影响飞机的燃油消耗因而对飞行安全和经济效益都有直接的影响。举例来说如果飞机重心过于靠后在飞机起飞离地时可能造成飞机尾部擦地影响飞行安全。如果飞机的重心过于靠前在起飞时就需要飞行员更大的拉杆角度、更大的推力以保证足够的升力也就需要消耗更多的燃油对经济性造成影响。另外特定型号的飞机其所能承载在的重量是一定的超过了规定会对飞机的结构造成损伤后果可想而知。对于这些情况如果提前获取了飞机重量重心数据就可以通过控制货舱载货量；调配货物放置；有针对性安排旅客座次；机组将相关信息输入飞行管理计算机获得建议的起飞安定面设置等手段进行提前修正降低飞行的盲目性。2重量重心的控制方法与飞机载重平衡控制直接相关的数据就是飞机的重量和重心。因此应当有效控制飞机的重量重心并掌握其变化情况。通常有两种方法来实现控制：一是在飞机的运营过程中持续对改变飞机的重量重心的因素进行统计并随时修正确保当前数据真实有效；二是对飞机进行称重获取飞机的重量重心。新飞机在交付时厂家都会对飞机进行称重获取飞机的重量重心。在之后的投入运营过程中飞机的空机重量重心会随着灰尘积聚、修理改装、部件更换、构型改变等有所改变。有些改变是可控甚至可忽略的。有些改变是可量化的例如改装往往会给出其造成的重量重心改变数据。这时对原有数据进行修正即可。这种情况只要做好统计就能监控飞机的重量重心变化。有些改变是无法准确统计的如飞机重新喷漆。另外长期微小改变的累积也是不可忽略的。这时就需要通过称重来获取。我国民航局规定的飞机的称重周期为36个月。飞机称重工作通常由有资质的航空公司或委托维修单位执行。上述两种方法得到的都是飞机的空机数据。再交由航空公司运行部门综合飞机计划添加的燃油量、载客量、航食、行李、货物等信息得出最终的飞机配载结论从而保障飞机的安全飞行。3称重原理飞机称重工作依据的是物理学力矩平衡原理。因飞机处于静止状态即顺时针转矩和逆时针转矩的合力矩为零。即-W*M+F1*M1+F2*M2=0或M=（F1*M1+F2*M2）/W（图1）即重心=总力矩/总重量。4平均气动力弦与飞机重心飞机载重平衡其实质是研究飞机自重与升力之间的关系。由于飞机的升力主要来自于大翼而大部分民航客机的大翼外形为根梢比大于1的类梯形不规则形状不便于对飞机升力的数学分析。为了更准确判定飞机重心与飞机升力在大翼上的作用点之间的纵向位置关系需要先了解一个概念即飞机的平均气动力弦。与实际机翼面积相等气动力矩特性相同的当量矩形机翼弦长即为平均气动力弦弦长（缩写为MAC）。即平均的大翼弦长。是将不规则的大翼假想成翼弦长度相等的矩形（图2）。通过控制飞机重心在平均气动力弦上所处的位置实现对飞机的载重平衡控制。重心位置通常有三种表征形式：一是重心到平均气动力弦前缘的纵向距离与平均气动弦长的占比（图2）；二是重心到飞机基准面的纵向距离（即力臂）（图3）；三是基本空重指数即纯粹为了方便使用而人为通过常数修正得到的一个正的数值的重心表达形式。5机身站位与平衡力臂的关系如上所述飞机重心的力臂值即为到基准面的纵向距离。这里需要区分两个概念：机身站位与平衡力臂。不应将这两者混淆。机身站位是为了便于对飞机上的部件、结构或区域进行定位而建立的基准系统；飞机的力臂是属于载重平衡范畴的概念飞机整体、局部或者任一部件均可对应一力臂值。平衡力臂的数值不一定和此处的机身站位值相同。因为属于不同范畴机身站位的零基准面和飞机平衡力臂的零基准面也没有直接关系有时重合如空客A320系列飞机；有时不同如737系列飞机。6常被采用的称重方式通常的称重方式有平台式和顶升式两种两种称重方式各有利弊。平台式为借助拖车、拖杆将飞机拖到若干个称重平台上从各平台上读取的重量的和即为飞机总重。此方式的好处为飞机未脱离地面相对比较安全；而其弊端为需要使用拖车需要足够大的