[科普中國(guó)]-重心極限

簡(jiǎn)介

飛機(jī)的重心位置對(duì)飛機(jī)的縱向平衡、靜穩(wěn)定性和靜操縱性有很大影響。而在民航飛機(jī)的正常運(yùn)行中，因?yàn)槁每突蜇浳锏难b載與配平，燃油的消耗、起落架的收放等都會(huì)引起飛機(jī)重心位置的變化、為了避免因重心變化過(guò)大而影響飛機(jī)平衡、穩(wěn)定性能與操縱性能，每類(lèi)飛機(jī)都有一定的重心前限與后限的要求。在使用手冊(cè)中，重心的使用前限與后限以包線(xiàn)的形式給出。

飛機(jī)的重心位置具有前極限和后極限兩個(gè)固定點(diǎn)。在飛行中的任何時(shí)候，飛機(jī)重心不允許超出兩點(diǎn)，因此應(yīng)該進(jìn)行驗(yàn)算，以確保空勤機(jī)組、乘客、貨物和消耗性重量增加或減少時(shí)飛機(jī)重心不會(huì)移到界限以外。如果超過(guò)界限且飛機(jī)還在這樣的條件下飛行，則會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的穩(wěn)定性不好，給操縱飛機(jī)帶來(lái)困難。

當(dāng)空機(jī)重心落在空機(jī)重心規(guī)定的允許范圍邊緣或之外時(shí)，或不按飛機(jī)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的裝載方案裝載時(shí)，才需要進(jìn)行重量與平衡的驗(yàn)算。應(yīng)該注意的是，當(dāng)空機(jī)重心處于空機(jī)重心的規(guī)定范圍之內(nèi)時(shí)，就不要再進(jìn)行前極限或后極限的重量與平衡驗(yàn)算了。換句話(huà)說(shuō)，只要按照標(biāo)準(zhǔn)的裝載和座位布置使用飛機(jī)，載重后的飛機(jī)是不會(huì)超出重心范圍的。1

重心前限主要考慮以下兩個(gè)方面，一方面是處于對(duì)平飛靜操縱性的考慮。當(dāng)重心前移時(shí)，機(jī)翼產(chǎn)生的升力對(duì)重心的俯仰力矩增加，因此需要平衡縱向穩(wěn)定力矩所需的操縱力矩即平尾偏角也要增大。而平尾偏角受到結(jié)構(gòu)和氣流分離的限制，不能無(wú)限增大，因此必須提出重心前限的限制。

另一方面是出于機(jī)動(dòng)特性的考慮，重心前移，為了保持良好的機(jī)動(dòng)特性，保證足夠的過(guò)載值，也必須對(duì)重心前限提出要求。根據(jù)這兩方面的要求，確定重心前限時(shí)，應(yīng)具體考慮在起飛著陸或是巡航飛行時(shí)，平尾偏角應(yīng)能保證飛機(jī)在規(guī)定的速度時(shí)抬起前輪， 著陸時(shí)除了平衡縱向力矩外，平尾還應(yīng)留有一定的裕量；在高空高速飛行時(shí)，平尾偏角應(yīng)保證飛機(jī)能達(dá)到預(yù)定的過(guò)載值。在運(yùn)行過(guò)程中，必須使飛機(jī)的重心位置嚴(yán)格控制在重心前限之后。2

重心后限重心后限也直接決定于飛機(jī)的靜穩(wěn)定性和靜操縱性要求。但對(duì)靜穩(wěn)定性的要求，也往往在靜操縱性中反映出來(lái)，所以重心后限通常從靜操縱性角度提出。具體考慮有：飛機(jī)在平飛過(guò)程中要具有靜操縱性，則必須具有迎角靜穩(wěn)定性，也就是說(shuō)重心應(yīng)在焦點(diǎn)之前，而在拉起運(yùn)動(dòng)中，必須保證重心在機(jī)動(dòng)點(diǎn)之前。因此在設(shè)計(jì)中根據(jù)上述要求的最小值定出其重心后限，而在使用運(yùn)行過(guò)程中也必須把飛機(jī)的重心嚴(yán)格控制在重心后限之前。2