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Private Pilot Ground School モドキ

D. WEIGHT AND BALANCE

  1. Why do we have to calculate weight and balance? (terms) 重量と重心の計算をする理由は。
    • Weight 重量オーバーを防ぐ。 離着陸や上昇性能の低下、失速速度の上昇、機体への負担
    • Balance (CG Location) 安定性、着陸時の操作性、失速からの回復操作への影響
  2. Weight 重量となり得る物の例
    • Aircraft 機体自体
    • Flight Crew and Passenger 乗務員や乗客などの人間
    • Baggage and Cargo 荷物やカーゴなど
    • Fuel 燃料
    • Operating Fluids オイルや潤滑油、作動油など
  3. Empty Weight 航空機の自重
    • Empty Weight is weight of an aircraft without people, fuel, and baggage 空の状態での重量
    • Standard Empty Weight = same for same type of aircraft
      共通と言う意味で"Standard"と付けられていると覚えてください。
      • standard for each aircraft type タイプ別の重さで共通
      • unusable fuel 使用不能な燃料の重さが含まれる
      • full operating fluids (brake oil and others) ブレーキオイルなども含まれる
      • full engine oil 通常はエンジンオイルの重さを含む
    • Basic Empty Weight  機体ごとに違い
      • Standard Empty Weight + Optional Equipment 上記にオプション機材重量を含む
      • unique to each aircraft 機体ごとに違う
      • need to check Aircraft's Weight and Balance Data その航空機のW+B Dataを確認する必要がある。この重さを元にW+Bを計算します。 同じ種類の航空機でも取り付け部品や装置が違う。計算の元になる数値なので"Basic"と付けられていると覚えると楽かも。
    • Gross Weight (as Loaded) 搭載された状態での全体の重さ。
  4. Maximum Weight 最大重量
    • Maximum Takeoff Weight
    • Maximum Landing Weight
    • Maximum Ramp Weight
    • Useful Load = Maximum Ramp Weight - Basic Empty Weight 搭載可能な重さ
  5. Weight and Balance Calculation 計算方法
    1. Reference Point (Datum Line) 
      • 重量計算を行う時の標準となる基準点
      • 基本的に何処でも良いのですが、全てが同じ基準点を使う必要があります。
        • 誤解や混乱を防ぐ為に、メーカーの指定点を使うのが、ほぼ常識です。 
      • メーカーが決めた基準点からの距離で、重心の制限値や距離(Arm)が書かれて居ます。
      • 多くの飛行機ではエンジンの取り付け部分であるFirewallが基準点になってる場合が多いです。
    2. Weight 重量計算
      • Add up all items 全ての項目の重量を加算する。
      • Total Weight must be less than Maximum Weight 総重量がMaxiよりも軽い事を確認する。
      • If there is enough payload available, each person may be assumed to be 170 lbs.
        重量に余裕があった場合は170ポンドを乗客の体重として計算する場合もあります。 しかし、誤差が出るので私たちの練習機ではこの様な方法はあまりお勧め出来ません。 制限に近い時は必ず実際の重量を調べてね。
      • Aviation Fuel = 6 lbs / Gallon 航空機用のガソリンは 1ガロン = 6 poundsとして計算します。
      • Engine Oil = 7.5 lbs / Gallon (if required to calculate) 必要であれば、エンジンオイルは7.5 lbsです。
    1. Balance バランスの計算
      • To find Location of CG for a safe operation 安全飛行の為に重心の位置を確認します。
        その重心の位置で下記の物が影響されます。
        • stability 安定性
        • recovery from stall and spin 失速等からの回復特性
        • landing characteristic 着陸時の特性
      • from Datum Line (each type is different) 
        重心を計算する時に基準となる支点が定められています。多くの場合はFirewallと呼ばれるエンジンとコクピットを仕切る部分(エンジンを取り付ける場所)を使う時が多いです。
      • スピナーの先端とか色々な場所が考えられます。詳しくはPOHかW+B Dataなどを参考にして下さい。 Datum Lineを一度決めて、その後の計算で移動させないなら何処であっても、計算には問題は有りません。 とにかく、共通させる事が重要です。
      • CG Range 安全に飛行が可能なCG、重心の位置。
      • Total Moment / Total Weight = CG Location
        (モーメントの総合計)  割る (総重量) が 重心の位置です。
    2. Moment モーメント
      • effect of distance and weight are expressed in numbers 各パーツが与える影響を数値化した物
      • distance x weight 基準点からの距離 x 重量
      • a step to find CG Location 航空機の場合は、重心の場所を計算するのに用いる。
      • effect of each item 各部品の影響を数値にしている
        • WEIGHT (lb) X ARM (in)= MOMENT (lb-in) 重量と距離を掛け合わせる事でモーメントが求められます。
          アメリカや飛行機の世界では、重量はポンドで距離はインチで表します。
        • Add all Moments then divide it by total weight
          各項目のモーメントを合計して、それを総重量で割ると、重心の位置が分ります。
      • Calculation (to find CG location) 重心値を求める為に計算が義務づけられています。
    3. Find weight and distance for all item below (for each location) 通常では、下記のモーメントを求める必要があります。
        • Empty weight (from W+B Data) 重量データから飛行機のEmpty Weight
        • Pilot 操縦士などの乗員
        • Passenger 乗客
        • Fuel 燃料
        • Oil (if required) 必要であればオイル
        • Baggage and Cargo 荷物やカーゴ
      1. Add up weight of all items to find Total Weight 全ての重量を足すとTotal Weightが分ります
      2. For each item, Weight multiply by arm (distance) to find its moment.
        各項目の重量を距離(アーム)で掛けるとモーメントが計算できます。
      3. Add up all the moment to calculate total Moment 各モーメントを合計してやります
      4. Total Moment divide by Total Weight = CG Location
        モーメントの総合計を総重量で割ってやるとCGの位置が分る
      5. Check the CG location if it is within the limit
    4. Use of Weight and Balance Table and Chart (Graph)
      実際の飛行機では表やグラフを使うのが一般的です。
      (計算しても、図を使ってもどちらでも同じですが、POHの図を使うと楽です。)

 

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