馃敶✈️ 77. Calculo de Peso y Centro Gravedad en el Avi贸n - Determining Loaded Weight and CG 馃殎馃帪️
Determinaci贸n del peso y del Centro de Gravedad en el avi贸n - Determining Loaded Weight and CG
Existen varios m茅todos para determinar el peso con carga y el CG de una aeronave. Existe el m茅todo computacional, as铆 como los m茅todos que utilizan gr谩ficos y tablas proporcionados por el fabricante de la aeronave
M茅todo de c谩lculo (Computational Method)
A continuaci贸n se presenta un ejemplo del m茅todo computacional que implica la aplicaci贸n de funciones matem谩ticas b谩sicas.
Datos de la aeronave:
Peso bruto m谩ximo......................3,400 libras
Rango de CG................................78-86 pulgadas
Dado:
Peso de los ocupantes de los asientos delanteros.............340 libras
Peso de los ocupantes de los asientos traseros.................350 libras
Combustible.....................................................................75 galones
Peso del equipaje en la zona 1..........................................80 libras
1. Anote el peso de la aeronave, los ocupantes, el combustible y el equipaje. Recuerde que la gasolina de aviaci贸n (AVGAS) pesa 6 libras por gal贸n y se utiliza en este ejemplo.
2. Introduzca el momento de cada elemento de la lista. Recuerde "peso x brazo = momento".
3. Encuentra el peso total y el momento total.
4. Para determinar el CG, divida el momento total por el peso total.
NOTA: Los registros de peso y balance de una aeronave en particular proporcionan el peso y el momento en vac铆o, as铆 como la informaci贸n sobre la distancia del brazo.
El peso total cargado de 3.320 libras no excede el peso bruto m谩ximo de 3.400 libras, y el CG de 84,8 est谩 dentro del rango de 78-86 pulgadas; por lo tanto, la aeronave est谩 cargada dentro de los l铆mites.
M茅todo gr谩fico (Graph Method)
Otro m茅todo para determinar el peso cargado y el CG es el uso de gr谩ficos proporcionados por los fabricantes. Para simplificar los c谩lculos, el momento puede dividirse a veces por 100, 1.000 o 10.000.
Front seat occupants....................................340 pounds
Rear seat occupants......................................300 pounds
Fuel.................................................................40 gallons
Baggage area 1 ...............................................20 pounds
En el m茅todo gr谩fico deben seguirse los mismos pasos que se utilizaron en el m茅todo computacional, salvo que los gr谩ficos proporcionados calcular谩n los momentos y permitir谩n al piloto determinar si la aeronave est谩 cargada dentro de los l铆mites.
Para determinar el momento utilizando el gr谩fico de carga, encuentre el peso y dibuje una l铆nea recta hasta que intercepte el elemento para el que se debe calcular el momento.
A continuaci贸n, trace una l铆nea recta hacia abajo para determinar el momento. (La l铆nea roja en el gr谩fico de carga de la imagen representa el momento para el piloto y el pasajero delantero. Todos los dem谩s momentos se determinaron de la misma manera).
Una vez hecho esto para cada elemento, totalice el peso y los momentos y dibuje una l铆nea para el peso y el momento en el gr谩fico de la envolvente del CG. Si las l铆neas se cruzan dentro de la envolvente, el avi贸n est谩 cargado dentro de los l铆mites. En este ejemplo de problema de carga, el avi贸n est谩 cargado dentro de los l铆mites.
M茅todo tabla de datos (Table Method)
El m茅todo tabla de datos aplica los mismos principios que los m茅todos computacional (calculo) y gr谩fico. La informaci贸n y las limitaciones est谩n contenidas en tablas proporcionadas por el fabricante.
Un ejemplo de tabla de datos y un c谩lculo de peso y balance basado en esa tabla. En este problema, el peso total de 2.799 libras y el momento de 2.278/100 est谩n dentro de los l铆mites de la tabla.
C谩lculos con un brazo negativo (Computations With a Negative Arm)
La imagen es un ejemplo de c谩lculo de peso y balance usando un avi贸n con un brazo negativo. Es importante recordar que un positivo por un negativo es igual a un negativo, y un negativo ser铆a restado de los momentos totales.
C谩lculos con peso de combustible cero (Computations With Zero Fuel Weight)
La imagen es un ejemplo de c谩lculo de peso y balance usando una aeronave con un peso de combustible cero. En este ejemplo, el peso total de la aeronave menos el combustible es de 4.240 libras, que est谩 por debajo del peso de combustible cero de 4.400 libras.
Si el peso total de la aeronave sin combustible hubiera superado las 4.400 libras, habr铆a sido necesario reducir los pasajeros o la carga para que el peso fuera igual o inferior al peso m谩ximo de combustible cero.
Cambio, adici贸n y eliminaci贸n de peso (Shifting, Adding, and Removing Weight)
Un piloto debe ser capaz de resolver con precisi贸n cualquier problema que implique el cambio, la adici贸n o la eliminaci贸n de peso. Por ejemplo, el piloto puede cargar la aeronave dentro del l铆mite de peso permitido para el despegue y luego descubrir que se ha superado el l铆mite de CG. La soluci贸n m谩s satisfactoria para este problema es cambiar el equipaje, los pasajeros o ambos.
El piloto debe ser capaz de determinar el cambio de carga m铆nimo necesario para que la aeronave sea segura para el vuelo. Los pilotos deben ser capaces de determinar si el desplazamiento de una carga a una nueva ubicaci贸n corregir谩 una condici贸n fuera de l铆mite. Existen algunos c谩lculos estandarizados que pueden ayudar a tomar estas determinaciones.
Cambio de peso (Weight Shifting)
Cuando el peso se desplaza de un lugar a otro, el peso total de la aeronave no cambia. Sin embargo, los momentos totales cambian en relaci贸n y proporci贸n con la direcci贸n y la distancia en que se desplaza el peso.
Cuando el peso se desplaza hacia delante, los momentos totales disminuyen; cuando el peso se desplaza hacia atr谩s, los momentos totales aumentan. El cambio de momento es proporcional a la cantidad de peso movido.
Dado que muchas aeronaves tienen compartimentos de equipaje en la proa y en la popa, el peso puede desplazarse de uno a otro para cambiar el CG. Si se parte de un peso, un CG y unos momentos totales de la aeronave conocidos, se calcula el nuevo CG (tras el cambio de peso) dividiendo los nuevos momentos totales por el peso total de la aeronave.
Para determinar los nuevos momentos totales, averig眉e cu谩ntos momentos se ganan o se pierden cuando se desplaza el peso. Supongamos que se han desplazado 100 libras de la estaci贸n 30 a la estaci贸n 150. Este movimiento aumenta los momentos totales de la aeronave en 12.000 in-lb.
Momento en la estaci贸n 150 = 100 lb x 150 in = 15.000 in-lb
Momento en la estaci贸n 30 = 100 lb x 30 in = 3.000 in-lb
Cambio de momento = [15.000 - 3.000] = 12.000 in-lb
Sumando el cambio de momento al momento original (o restando si el peso se ha desplazado hacia delante en lugar de hacia la popa), se obtienen los nuevos momentos totales. A continuaci贸n, se determina el nuevo CG dividiendo los nuevos momentos por el peso total:
Momento total = 616.000 in-lb + 12.000 in-lb = 628.000 in-lb
CG = 628,000 in-lb / 8,000 lb = 78.5 in
El cambio ha hecho que el CG se desplace a la estaci贸n 78,5.
Se puede obtener una soluci贸n m谩s sencilla utilizando un ordenador o una calculadora y una f贸rmula proporcional. Esto se puede hacer porque el CG se desplazar谩 una distancia que es proporcional a la distancia que se desplaza el peso.
Adici贸n o eliminaci贸n de peso (Weight Addition or Removal)
En muchos casos, el peso y el balance de la aeronave cambiar谩n por la adici贸n o eliminaci贸n de peso. Cuando esto sucede, se debe calcular un nuevo CG y comprobarlo con las limitaciones para ver si la ubicaci贸n es aceptable.
Este tipo de problema de peso y balance se encuentra com煤nmente cuando la aeronave quema combustible en vuelo, reduciendo as铆 el peso situado en los dep贸sitos de combustible. La mayor铆a de las aeronaves peque帽as est谩n dise帽adas con los dep贸sitos de combustible situados cerca del CG; por lo tanto, el consumo de combustible no afecta en gran medida al CG.
La adici贸n o retirada de carga presenta un problema de cambio de CG que debe calcularse antes del vuelo. El problema puede resolverse siempre mediante c谩lculos que implican momentos totales. Un problema t铆pico puede consistir en el c谩lculo de un nuevo CG para una aeronave que, cargada y lista para el vuelo, recibe alguna carga o pasajeros adicionales justo antes de la hora de salida.
En los ejemplos anteriores, el CG se suma o se resta del antiguo CG. La mejor manera de decidir qu茅 hacer es calcular mentalmente hacia d贸nde se desplazar谩 el CG para el cambio de peso en cuesti贸n. Si el CG se desplaza hacia la popa, el rCG se a帽ade al antiguo CG; si el CG se desplaza hacia delante, el rCG se resta del antiguo CG.
Para tener en cuenta...
Operar una aeronave dentro de los l铆mites de peso y balance es fundamental para la seguridad del vuelo. Los pilotos deben asegurarse de que el CG est谩 y se mantiene dentro de los l铆mites aprobados durante todas las fases de un vuelo.
Para obtener informaci贸n adicional sobre el peso, el balance, el CG y la estabilidad de la aeronave, consulte el manual de la FAA correspondiente a la categor铆a espec铆fica de la aeronave.
| M茅todo | Descripci贸n del Procedimiento | Herramientas Utilizadas | Aplicaci贸n o Caso de Uso | Variables Clave | L铆mites de Seguridad (Inferido) |
| M茅todo Computacional (C谩lculo) | Se anotan los pesos de todos los elementos y se calcula el momento de cada uno (peso multiplicado por brazo) | Funciones matem谩ticas b谩sicas, registros de peso y balance de la aeronave (peso en vac铆o y distancia del brazo) | Determinaci贸n general del peso cargado y CG mediante c谩lculos matem谩ticos directos | Peso bruto m谩ximo, rango de CG, peso de ocupantes, combustible (AVGAS a 6 lb/gal), equipaje y brazo | El peso total no debe exceder el peso bruto m谩ximo y el CG debe permanecer dentro del rango de pulgadas especificado por el fabricante |
| M茅todo Gr谩fico | Se utilizan gr谩ficos de carga para determinar los momentos de cada elemento trazando l铆neas desde el peso hasta la intersecci贸n del objeto y luego hacia abajo | Gr谩ficos de carga proporcionados por el fabricante, gr谩fico de la envolvente del CG | Simplificaci贸n de c谩lculos donde los momentos se dividen por factores (100, 1,000) para facilitar la lectura visual | Intersecci贸n de peso y momento, l铆mites de la envolvente de seguridad (puntos de cruce) | El punto de intersecci贸n final debe caer estrictamente dentro de los l铆mites de la envolvente gr谩fica de seguridad |
| M茅todo de Tabla de Datos | Se aplican los principios de peso y momento utilizando tablas precalculadas por el fabricante para encontrar los valores correspondientes a cada peso y brazo sin realizar multiplicaciones manuales | Tablas de datos y limitaciones contenidas en el manual del fabricante | Uso de valores tabulados para evitar errores en c谩lculos manuales de brazo o momento | L铆mites de la tabla, peso total y momento total (ejemplo: momento dividido por 100) | Los valores resultantes deben estar contenidos dentro de las celdas y rangos permitidos por las tablas de limitaciones |
| Cambio, Adici贸n y Eliminaci贸n de Peso | Para cambios: se calcula el nuevo momento sumando o restando el cambio (peso movido por distancia) | F贸rmulas proporcionales, calculadora o computadora de vuelo | Correcci贸n de condiciones fuera de l铆mite antes del despegue o ajustes por cambios durante el vuelo | Direcci贸n del movimiento (proa/popa), distancia de desplazamiento, peso de la carga a帽adida o removida | El CG debe mantenerse dentro de los l铆mites aprobados durante todas las fases del vuelo, incluyendo la quema de combustible |
| C谩lculo con Peso de Combustible Cero | Se calcula el peso total de la aeronave restando el peso del combustible usable para asegurar que la estructura del fuselaje no se sobrecargue en relaci贸n con la sustentaci贸n alar | C谩lculos matem谩ticos de resta de carga | Aeronaves con especificaci贸n de Peso M谩ximo de Combustible Cero (Zero Fuel Weight) | Peso total sin combustible, l铆mite de peso de combustible cero especificado por el fabricante | Si el peso sin combustible excede el l铆mite estipulado, se debe reducir la carga 煤til antes de a帽adir combustible |
Advertencia: Los art铆culos publicados en este sitio web deben ser utilizados
煤nicamente con fines educativos (instrucci贸n).
No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos
de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviaci贸n" no est谩
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Verificar y confirmar la informaci贸n con personal aeron谩utico
certificado y documentaci贸n certificada.
Fuente: La informaci贸n (texto e im谩genes) utilizado para este art铆culo est谩 basado en el manual de la FAA (Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - FAA-H-8083-25B) y manuales de instrucci贸n de centros acad茅micos aeron谩uticos.
