Como o abate de material bélico afeta o peso e o equilíbrio da aeronave?

the aircraft I worked on in the army were deadlined whenever 1% of total aircraft weight was removed, requiring either the part to be reinstalled or a total reweigh prior to next flight.

Isso é para equipamentos internos, o que afetará os dados vazios do CG.

Todas as aeronaves perdem peso durante uma viagem. Aeronaves projetadas para perder muito peso de repente (airdrops C-5, bombardeio de tapete B-52) têm os detalhes e limites calculados durante o projeto. No caso dos bombardeiros, a portaria estará pendurada perto das asas e terá uma ordem de liberação específica, geralmente de trás para frente.

Um avião da bagageira que solta algo também terá procedimentos muito específicos baseados no peso do palete que sai pela porta dos fundos. Se estiver entregando pizzas, o procedimento é ao longo das linhas de "sempre, cara". Se for um tanque, ele deve ser posicionado e travado até o momento da liberação.

O que precede é muito perceptível pela tripulação de voo.

Se a carga permanecer (ou ficar paralisada) na rampa de retorno, você geralmente está pronto. Eu costumava saltar de pára-quedas - 10 pessoas na traseira de uma pequena porta traseira como uma Casa pode fazer o avião parar. As regras foram ficar na frente até a sua vez, em seguida, posicionar e sair de uma maneira rápida. Se a campainha tocar, solte AGORA. Ao contrário de um avião de carga, os aviões de salto têm 12.000 pés para se recuperar da cabine.

Primeiro, vamos concordar que quando dizemos CG estamos falando sobre o CG longitudinal, não o CG lateral ou vertical.

Toda aeronave tem um peso operacional básico, geralmente abreviado como b.o.w. ou apenas BOW. O BOW é o peso vazio da aeronave + a tripulação requerida + fluidos subutilizáveis. Para este BOW existe um CG conhecido. O BOW e o CG são os valores de base a partir dos quais prosseguem os cálculos. Se você adicionar ou remover uma parte da aeronave, você alterou a BOW e seu CG, e mesmo que a alteração seja pequena, é importante recalcular a nova BOW e sua CG porque agora você tem uma nova linha de base. Se você carregar a aeronave até um limite de peso ou contra um limite de CG, mas usar uma linha de base antiga em vez da nova, você poderá exceder o peso, os limites de CG ou ambos.

Então, agora você carrega a aeronave: passageiros, carga, combustível, armamentos, o que for. Digamos que um dos itens seja a bomba de 2.000 libras mencionada em um comentário anterior. Se a bomba estiver no lado direito do CG, quando você soltar o seu peso, o peso cai para 2.000 libras, mas o seu CG não terá mudado. Se, digamos, o CG da bomba fosse 10 "à frente do CG da aeronave + a bomba, quando você liberar a bomba você mudaria o momento de CG em 20.000 polegadas-libras. A convenção usual é que o avanço é negativo, é positivo, então você teria incorrido em um movimento de -20.000 polegadas-libras. Contanto que o CG resultante ainda esteja dentro dos limites para frente e para trás, tudo estará bem, mas você precisará compensar seu aumento de altura porque seu CG tem movido a ré.

Note que se sua bomba tivesse apenas 200 libras, mas fosse 100 "para a frente do CG existente, você teria a mesma mudança de momento, já que 10 x 2.000 = 100 x 200.

Digamos que você esteja descarregando no ar um caminhão grande de um C-17. Além disso, digamos que, pouco antes da queda, o seu CG está próximo do limite do CG posterior para o vôo sustentado normal. Quando você solta o caminhão, ele tem que se mover para a traseira antes de sair pelas costas, mas isso acontece rapidamente e você tem velocidade suficiente para que o elevador possa contrariar o movimento momentâneo do CG além do limite normal de ré para vôos sustentados. Se o caminhão ficar preso antes de cair, você terá um sério problema. Veja o vídeo Bagram 747 sobre o que acontece quando uma mudança de veículo em vôo coloca o CG na popa do limite.

Isso realmente depende da aeronave. Seu F-15C como um caça de superioridade aérea levaria principalmente mísseis; ele pode carregar quatro AMRAAMs ou Pardais (o Pardal foi eliminado do arsenal, mas era um equipamento comum no auge do F-15) e quatro Sidewinders nas laterais dos hardpoints da asa, com um par adicional de AMRAAMs. ou Sparrows na parte inferior dos hardpoints ou dois droptanks de 600 galões (útil para missões estendidas de CAP). Isso é além de 650 rodadas de Vulcan 20mm.

Estes mísseis são bastante leves; cada AMRAAM pesa apenas cerca de 340 libras (compare com 500, 1000, 2000 ou mesmo 5000 lb bombas), para totalizar não mais do que 3500 lbs peso total de artilharia quando carregado para um perfil "interceptador embaralhar" (entrar no ar rapidamente, alveje o inimigo e se eles fecharem dentro de X milhas, atire à vontade). É contraproducente para um avião projetado para ser atacado por munições pesadas (quando o F-15 foi projetado pela primeira vez, o objetivo era um lutador de superioridade aérea puro para combater a ameaça do MiG-25, e o mantra "não era libra para o ar para o chão "). Assim, a principal mudança na massa e no equilíbrio durante uma missão é o combustível. Se o loadout incluir droptanks, eles serão consumidos primeiro, pois eles podem ser descartados quando estiverem vazios (ou se uma ameaça aérea se aproximar do alcance de um dogfight ou um míssil for lançado) e mesmo se for mantido para reutilização, drená-los primeiro aumenta taxa de rolagem da aeronave mais rápida em preparação para misturá-la.

A variante de ataque ao solo do F-15E é uma estrutura similar com uma mentalidade muito diferente; a aeronave é capaz de levantar uma enorme quantia de 49.000 lbs de combustível e munição combinados. Ele foi projetado para substituir o F-111 Aardvark como um caça-bombardeiro de penetração leve para ataques de precisão de longo alcance em alvos endurecidos usando grandes bombas guiadas a laser (missões que geralmente exigem uma mentalidade de "uma passada e bunda" pela tripulação ), mas o Strike Eagle também tem sido usado para SEAD, tank-plinking e outras missões que geralmente exigem mais "drops" totais e, portanto, uma mudança mais gradual no peso e no balanço das aeronaves.

O desempenho e o manuseio da aeronave durante a entrada versus a saída geralmente são totalmente diferentes. No caminho, um avião cheio de combustível e material bélico é uma coisa lenta, com sensação de preguiça que é muito difícil de manobrar. No momento em que você faz a sua aproximação, no entanto, você já queimou mais da metade de seu combustível, e mesmo com as bombas mais pesadas que isso pode levar, o combustível ainda é a maioria do peso máximo de decolagem da aeronave. Ao descartar Mk-82s ou variantes guiadas por laser, eles geralmente precisam ser largados em pares; o avião não é estável com um desequilíbrio de uma tonelada entre as asas (não consigo pensar em muitas aeronaves do tamanho dele). Mk-84s e GBU-12 de 500 lb ainda são normalmente descartados em pares, mas é possível soltar um de cada vez e manter uma estrutura estável da esquerda para a direita. O computador de controle de incêndio na maioria dos aviões com vários pontos duros de frente para trás, incluindo o F-15, normalmente libera munições de frente para trás, de baixo para cima, reduzindo a possibilidade de que a munição se enrosque com outras na saída da aeronave. aeronave ou para o chão (também ajuda a melhorar a precisão para usar a frente armazena primeiro como o fluxo de ar sobre a arma é mais limpo, sem nada na frente dele). Para manter o equilíbrio de peso da frente para trás, é possível configurar o FCC para liberar as extremidades em direção ao centro, mas isso só importa para os pontos de difícil acesso do F-15E CFT que estão em três grupos de frente para trás; é um grande negócio para um bombardeiro pesado como o B-52, que pode carregar hardpoints externos que percorrem praticamente toda a fuselagem.

O avião terá o peso estabelecido e os limites de CG já estabelecidos (a menos que você esteja perguntando sobre os planos de teste, o que eu acho que seria uma pergunta e resposta completamente diferente).

Assim sendo, existem métodos muito rápidos para calcular o peso e o equilíbrio durante o voo, tanto para a troca de peso quanto para a redução de peso. Na minha equipe de vôo da NIFA (National Intercollegate Flight Association), praticamos esse tipo de fórmula o tempo todo. Usando um CR (ou até mesmo E-6B) você pode seguir estas fórmulas para encontrar o que o CG será depois de soltar um peso conhecido de um braço conhecido. Qualquer piloto saberá a quantidade e a localização da carga útil ou da "ordenança" antes de descartá-la, além de executar esses cálculos.

Aqui estão alguns cartões que eu tenho. Aqui você pode ver as fórmulas para o peso deslocado (2d para baixo à direita), bem como o peso adicionado ou removido (canto inferior esquerdo). Se você tiver alguma dúvida sobre esse tipo de cálculo, não hesite em perguntar.