Wie man das Gewicht und die Balance berechnet & Balance – Video Transcript
Heute werden wir den zweiten Teil der Videos zum Thema Gewicht und Balance machen. Zuvor haben wir ein wenig über das „Warum“ gesprochen, über die Auswirkungen von Gewicht und Balance oder die Platzierung des Schwerpunkts auf unser Flugzeug, und heute werden wir uns darauf konzentrieren, wie man das Gewicht und die Balance tatsächlich berechnet. Hinter mir sehen Sie einen Beispielfall, und ich werde jedes dieser Elemente durchgehen, ein wenig darüber sprechen, was sie bedeuten, woher sie kommen und wie wir sie letztendlich nutzen können, um festzustellen, ob wir innerhalb der Toleranzen für den heutigen Flug liegen oder nicht.
Um uns auf den Weg zu machen, die drei Zahlenspalten, die wir hier sehen, die erste ist Gewicht. Dies bezieht sich einfach auf die Kraft oder das Gewicht des Objekts, was auch immer es ist. Der Arm bezieht sich auf eine Entfernung, die vom Hersteller als Bezugspunkt oder Datenebene bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um einen festen Punkt am Flugzeug, von dem aus all diese Abstände gemessen werden. Die nächste oder letzte Spalte hier ist das Moment. Das Moment ist ganz einfach ein Drehmoment, also eine Rotationskraft. Eine Rotationskraft tritt immer dann auf, wenn wir eine Kraft wie dieses Gewicht in einem bestimmten Abstand von einem Punkt ausüben, und so messen wir die Rotationskraft oder das Drehmoment, das jedes dieser Gewichte um diesen Bezugspunkt hat. Daraus können wir dann ableiten, wo wir glauben, dass sich das gesamte Gewicht auf diesen Punkt konzentriert. Wenn wir sagen, dass das gesamte Gewicht von einem Punkt ausgeht, können wir diesen Punkt auch als Schwerpunkt bezeichnen. So werden wir dies nutzen, um letztendlich sowohl unser laufendes Gewicht als auch die Lage des Schwerpunkts zu berechnen.
Zu Beginn werden wir mit dem leeren Flugzeug selbst beginnen. Wir bezeichnen dies als das Grundleergewicht. Dies bezieht sich nur auf das Flugzeug mit all seinen Komponenten und den normalen Betriebsflüssigkeiten, unbrauchbarem Treibstoff und so weiter. Es ist also nur das Flugzeug selbst, das da draußen steht. In unserem heutigen Fall wiegt unser Flugzeug 1.800 Pfund. Sein aktueller Schwerpunkt liegt 90 Zoll vom Bezugspunkt entfernt, was uns ein Moment von 160 mm beschert. Das alles haben wir aus dem Gewicht und dem Gleichgewicht des Flugzeugs ermittelt. Das ist ganz einfach. Jetzt wollen wir all die Dinge hinzufügen, die wir für diesen Flug mitnehmen werden. Wir werden also den Piloten und vielleicht einen Passagier mitnehmen, und wir werden Sachen auf dem Rücksitz haben oder was auch immer. In den meisten kleineren Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt geben wir diesen Stationen Namen, aber eigentlich sind es nur Stationen. Es sind nur bestimmte Stellen im Flugzeug, die bestimmte Punkte haben, und mit Punkten meine ich bestimmte Abstände von diesem Bezugspunkt.
Diese roten Zahlen, die Sie hier sehen, werden vom Hersteller im Pilotenhandbuch angegeben, und sie bezeichnen einfach die Position der Vordersitze oder die Position der Rücksitze oder die Position des Gepäckraums oder der Treibstofftanks, und auf diese Weise können wir die Auswirkung berechnen, die diese Gewichte auf den Bezugspunkt haben werden. In diesem Beispiel habe ich also ein paar Zahlen für einen bestimmten Flug eingegeben. Es handelte sich um zwei Piloten, die zusammen fliegen wollten, sie hatten eine kleine Tasche auf dem Rücksitz und nichts im Gepäckraum. Sie planten, eine Weile zu fliegen, also hatten sie 34 Gallonen nutzbaren Treibstoff, den sie hinzufügten, was bei 6 Pfund pro Gallone etwa 204 Pfund Treibstoff ist, und dann habe ich einfach das Gewicht mal den Arm multipliziert, um diese Momente zu erhalten.
So, jetzt können wir die Gesamtgewichte und die Gesamtmomente addieren, und am Ende werden wir sagen, dass es einen Durchschnitt oder einen Gesamtbetrag des Drehmoments um den Bezugspunkt von diesem 210.000-er Bereich gibt, und der Betrag der Kraft oder des Gewichts, der es erzeugt, ist dieser 2368. Wenn ich nun dieses Gesamtmoment nehme und durch das Gesamtgewicht teile, sage ich, dass der durchschnittliche Ort, an dem das gesamte Gewicht dieses Moment um den Bezugspunkt erzeugt, bei 89,1 Zoll liegt, was dasselbe ist, wie wenn wir sagen, dass unsere Rampengewichte heute einen Schwerpunkt von 89,1 haben werden. Wir stellen also fest, dass sich der Schwerpunkt verschoben hat. Nachdem wir an Bord gegangen sind und den Treibstoff nachgefüllt haben, hat sich der Schwerpunkt verschoben. Er lag bei 90 und hat sich um 0,9 Zoll nach vorne verschoben, was nicht allzu verrückt erscheint. Das meiste Gewicht, das wir hinzugefügt haben, befand sich vor dem Schwerpunkt, also macht es Sinn, dass sich der Schwerpunkt nach vorne verschoben hat.
Jetzt steigen wir ins Flugzeug, starten den Motor, rollen aus, machen einen Anlauf, und wir können davon ausgehen, dass in dieser Zeit ein wenig Treibstoff verbrannt wird. Normalerweise verbrauchen wir im Durchschnitt etwa acht Pfund. Wir ziehen das also sowohl vom Gewicht als auch vom Moment ab, um das genaue Startgewicht und den Schwerpunkt zu erhalten. Wenn nur acht Pfund bewegt oder in diesem Fall entfernt werden, hat das natürlich keine signifikanten Auswirkungen auf den Schwerpunkt oder das Gewicht. Dann müssen wir noch den Treibstoff für die Reise abziehen. Wenn wir also davon ausgehen, dass für diese Reise etwa 20 Gallonen Treibstoff verbraucht werden, multipliziert mit sechs, oder sechs Pfund pro Gallone, erhalten wir etwa 120 Pfund Treibstoff, den wir während des Fluges ablassen und verbrennen werden. Wir ziehen das ab, um unser Landegewicht zu erhalten. Wir können auch dieses Moment abziehen, um unser Landemoment zu erhalten, und auf diese Weise können wir dann unseren Landeschwerpunkt bestimmen. Auch hier sehen wir, dass sich der Schwerpunkt verschoben hat, was auch Sinn macht, weil wir Gewicht von einer Position weggenommen haben, die hinter dem Schwerpunkt lag.
Wie lässt sich das nun auf diesen Flug übertragen? Woher weiß ich, dass wir auf der Grundlage dieser Informationen für diesen Flug gut gerüstet sind? Wir werden also zwei Dinge überprüfen. Erstens wollen wir sicherstellen, dass unser Startgewicht unter unserem maximalen Bruttostartgewicht liegt, und wenn wir ein maximales Landegewicht haben, wollen wir auch überprüfen, ob unser Landegewicht darunter liegt. Zweitens wollen wir den so genannten Schwerpunktbereich für unser Flugzeug überprüfen. Im Abschnitt Gewicht und Balance, also in Abschnitt sechs des Pilotenhandbuchs, finden wir normalerweise eine Tabelle oder ein Diagramm, das den Schwerpunktbereich des Flugzeugs angibt. Wir wollen sicherstellen, dass wir vom Start bis zur Landung innerhalb dieses Schwerpunktbereichs oder innerhalb der Schwerpunkthülle bleiben. In diesem Fall haben wir das getan. Wir sind startklar und wissen, dass wir für diesen Flug gut gerüstet sind. Wenn wir feststellen, dass wir in irgendeiner Weise außerhalb dieser Toleranzen liegen, müssen wir möglicherweise Anpassungen an der Positionierung des Flugzeugs vornehmen, um sicherzustellen, dass wir innerhalb dieses Bereichs bleiben. Ich hoffe, dass dies hilfreich war und dass wir jetzt besser verstehen, wie man Gewicht und Balance berechnet.
