1.6.3. Визначення центра мас спорядженого літака

Завданням даного пункту є визначення положення крила літака відносно його фюзеляжу, тобто необхідно знайти відстань між носком фюзеляжу і носком САХ крила. Центр мас літака визначається відносно САХ крила, тобто відносно її носка. Центр мас спорядженого літака визначається відносно повздовжньої вісі літака (вісь Х). Центровка літака по висоті (по вісі Y) необов’язкова. [2, 5, 7, 9]

Центр мас спорядженого літака визначається відносно початку координат, що знаходиться у точці проекції носка (передньої крайньої точки) фюзеляжу на будівельну горизонталь (вісь) літака.

Для визначення центра мас спорядженого літака необхідно скласти рівняння рівноваги моментів відносно крайньої передньої точки (носка) фюзеляжу:

де m_сп.ф, m_сп.кр – маси спорядженого фюзеляжу та спорядженого крила відповідно, кг; m₀ – максимальна злітна маса літака, кг; X_ф – координата центра мас спорядженого фюзеляжу відносно проекції носка фюзеляжу на будівельну горизонталь фюзеляжу, м; – координата центра мас спорядженого крила відносно носка проекції САХ на площину XOY, м; Х_А – координата носка САХ крила відносно носка фюзеляжу, м; С – відстань від носка САХ до центра мас спорядженого літака, м.

Для літаків-високопланів значення С лежить у межах (0,28…0,34)b_САХ . Для проектованого літака прийняте наступне значення відстані між носком САХ крила і центром мас спорядженого літака:

С = 0,34 b_САХ = 0,34·7,590 = 2,5806 м,

тоді

Повздовжня координата центра мас спорядженого літака:

1.6.4. Розрахунок варіантів центровки

Кінцева компоновка літака і визначення центровки літака – єдиний нерозривний процес. Для забезпечення бажаного степеню статичної повздовжньої стійкості і керованості літака його центр тяжіння повинен знаходитися у визначеному діапазоні значень по довжині САХ крила. [2, 5, 7, 9]

У процесі експлуатації літака положення його центра тяжіння може змінюватися: у даному конкретному польоті – по мірі витрати палива, а також за рахунок різних варіантів завантаження літака. Задня допустима центровка при цьому повинна бути гранично така, щоб забезпечувався мінімально необхідний запас статичної стійкості літака, що визначається характером його призначення.

Гранично допустима передня центровка літака визначається ефективністю його органів повздовжнього керування (балансування). Чим більша ефективність органів повздовжнього керування, тим ширше буде допустимий діапазон центровок літака.

Після компоновки крила та фюзеляжу літака необхідно виконати розрахунок його допустимих центровок, тобто відносних положень центра мас літака від носка САХ крила (відносних координат), виражених у відсотках:

Варіанти центровок і їх допустимий діапазон визначається з урахуванням наступних умов:

• сума мас спорядженого фюзеляжу і спорядженого крила повинна дорівнювати злітній масі літака:

• плече горизонтального оперення (відстань між центром мас літака і центром тиску ГО) повинно перевищувати потроєну довжину САХ крила:

В результаті проведених розрахунків складаються звідна центровочна відомість (табл. 1.7) та перелік варіантів центровки проектованого літака (табл. 1.8).

Таблиця 1.7
Звідна центровочна відомість
№ п/п	Найменування об’єктів		Маса mi, кг	Координата центра мас , м	Момент маси , кг·м
1	2		3	4	5
1	Споряджене крило (без палива і шасі)		40914,787	16,810	687785,4
2	Носова опора шасі – «ВИПУЩЕНО»		604,08	5,056	3054,3
3	Основні опори шасі – «ВИПУЩЕНО»		5436,723	19,443	105706,6
4	Паливо:		26892,833	19,059	512537,8
	що витрачається:	бак №1,2	10000	18,037	180364,8
		бак №3,4	10000	19,163	191624,8
		бак №5,6	3156,886	20,391	64370,4
	аеронавігаційний запас		3735,947	20,391	76177,8
5	Споряджений фюзеляж (без льотного складу та комерційного навантаження)		33435,126	18,617	622474,9
6	Супроводжуючі		85	5,8	493
7	Вантажі		35000,452	17,78	622308
8	Екіпаж		170	3,9	663
9	Носова опора шасі – «ПРИБРАНО»		604,08	3,576	2160,2
10	Основні опори шасі – «ПРИБРАНО»		5436,723	19,443	105706,6

Таблиця 1.8
Варіанти центровки літака
№ п/п	Найменування об’єктів	Маса mi, кг	Координата центра мас , м	Момент маси , кг·м	Центровка , %
1	2	3	4	5	6
1	Злітна маса (шасі випущено)	142539	17,925	2555023	34
2	Злітна маса (шасі прибрано)	142539	17,919	2554129	33,917
3	Посадочний варіант (шасі випущено)	119382,114	17,747	2118663	31,653
4	Перегоночний варіант (шасі прибрано, без комерційного навантаження)	107538,549	17,964	1931821	34,513
5	Стоянковий варіант (без комерційного навантаження, палива, екіпажа, шасі випущено)	80390,715	17,652	1419021,2	30,396

Діапазон гранично допустимих центровок проектованого літака: