How gör dropping ordnance påverkar flygplanets vikt och balans?

13

Under ett uppdrag skjuter militära flygplan ofta mycket från start till landning.

En F-15C (tomvikt: 28 000 lbs) har en intern bränslebelastning på 13 455 lbs (nästan en tredjedel av startvikten, inte inklusive pilot och styrning).

Ett lastplan som C-17 kan utföra en stridsavlastning vid luftburning.

Samtidigt avbröts det flygplan som jag arbetade med i armén när 1% av den totala flygvikten togs bort, vilket krävde att delen skulle installeras eller totalt väga före nästa flygning.

Hur fungerar dessa "fettförbränningsövningar" utan att äventyra besättningen och utrustningen på grund av att vikt och / eller CG flyttas?

    
uppsättning erich 02.02.2015 02:47

4 svar

14

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.

Det är för intern utrustning, vilket kommer att påverka tomma CG-data.

Alla flygplan går ner i vikt under en resa. Flygplan som är utformade för att förlora mycket vikt plötsligt (C-5 luftdroppar, B-52 mattor bombning) har detaljer och gränser beräknade under designen. När det gäller bombare kommer ordningen att hänga nära vingarna och kommer att ha en specifik utlösningsorder, vanligtvis tillbaka till framsidan.

Ett bakluckans flygplan som släpper något kommer också att ha mycket specifika förfaranden baserat på pallens vikt som går ut bakdörren. Om det levererar pizza är förfarandet i linje med "när som helst, dude". Om det är en tank, måste den vara placerad och låst till dess att den släpps ut.

Ovanstående är mycket märkbar av flygbesättningen.

Om lasten stannar (eller fastnar) på bakrampen görs du vanligtvis. Jag brukade skydive - 10 personer på baksidan av en mindre baklucka som en Casa can och orsakar att planet stallar. Reglerna stod kvar på framsidan tills det är din tur och sedan positionera och avsluta på ett snabbt sätt. Om summan går, släpp nu NU. Till skillnad från ett lastplan har hoppplanen 12 000 fot att återhämta sig från stallet.

    
svaret ges 02.02.2015 07:02
14

Först, låt oss hålla med om att när vi säger CG talar vi om den longitudinella CG, inte den laterala eller vertikala CG.

Varje flygplan har en grundläggande arbetsvikt, vanligtvis förkortad b.o.w. eller bara BOW. BOW är den tomma vikten av flygplanet + de nödvändiga besättningen + oträngliga vätskor. För denna BOW finns en känd CG. BOW och det är CG är basvärdena från vilka ytterligare beräkningar fortsätter. Om du lägger till eller tar bort en del av flygplanet har du ändrat BOW och dess CG, och även om ändringen kan vara liten är det viktigt att beräkna den nya BOW och dess CG eftersom du nu har en ny baslinje. Om du senare laddar flygplanet upp till en viktgräns eller mot en CG-gräns men använder en gammal baslinje istället för den nya, kan du överstiga vikt- eller CG-gränser eller båda.

Så nu laddar du flygplanet: passagerare, last, bränsle, beväpnar, vad som helst. Låt oss säga att en av föremålen är den 2 000 lb-bomben som avses i en tidigare kommentar. Om den bomben råkar vara rätt på CG, när du släpper den, sjunker din vikt med 2 000 pund, men din CG kommer inte att ändras. Om CG av bomben var 10 "framåt av flygplanets CG + bomben, när du släpper bomben kommer du att ändra CG-momentet med 20 000 tum-lbs. Den vanliga konventionen är att framåtriktningen är negativ, akter är positivt, så du skulle ha haft en rörelse på -20 000 tum-lbs. Så länge den resulterande CG fortfarande ligger inom fram- och bakgränserna, är det bra, men du måste trimma din ökade tonhöjd eftersom din CG har flyttat akter.

Observera att om din bombe bara var 200 kg men det var 100 "framåt av den befintliga CG, skulle du få samma ändringsändring sedan 10 x 2000 = 100 x 200.

Låt oss säga att du gör en luftburna lastning av en stor lastbil ur en C-17. Låt oss dessutom säga att precis före dropen ligger din CG nära den bakre CG-gränsen för normalt uppehållande flyg. När du släpper lastbilen måste den gå bakåt innan du går ut på baksidan, men det händer snabbt och du har tillräckligt med airspeed att hissen kan motverka CG: s korta rörelse över den normala bakgränsen för långvarigt flyg. Om trucken ska fastna precis innan du släpper, skulle du ha ett allvarligt problem. Se Bagram 747-videoen för vad som händer när ett fordonskifte i flygning sätter CG-vägen bakom gränsen.

    
svaret ges 02.02.2015 06:51
5

Det beror verkligen på flygplanet. Din F-15C som en luftöverlägsenhetskämpe skulle främst bära missiler. den kan bära fyra AMRAAM eller Sparrows underbelly (Sparrowen har blivit allt utom fasad ur arsenalen, men var en vanlig lastutdelning i F-15s dagstidning) och fyra Sidewinders på sidorna av vingens hårdpunkter, med antingen ytterligare ett par AMRAAM eller Sparrows på botten av hårdpunkterna eller två 600 gallon droptanks (användbart för utökade CAP-uppdrag). Det är förutom 650 rundor Vulcan 20mm.

Dessa missiler är ganska lätta; varje AMRAAM väger endast cirka 340 kg (jämför med 500, 1000, 2000 eller till och med 5000 lb bomber), för att sammanlagt inte överstiga 3500 lbs totalordnancevikt när den laddas för en "scramble interceptor" -profil (kom snabbt i luften, rikta mot fienden och om de stänger inom X miles, eld i vilje). Det är kontraproduktivt för ett plan som är utformat för att släcka hunden genom tunga ammunitioner (när F-15 var först designad var målet en ren luftöverlägsenhetskämpe för att bekämpa det upplevda hotet mot MiG-25 och mantra var "inte en pund för luft till marken "). Således är den primära förändringen i massa och balans under ett uppdrag bränsle. Om lastutrymmet innehåller dropptankar, kommer de att förbrukas först, eftersom de kan vara jettisoned när de är tomma (eller om ett lufthotshot stänger till hundfäktningsintervall eller en missil lanseras) och även om de hålls för återanvändning ökar flygplanets rullhastighet snabbare i förberedelse för att blanda upp den.

F-15E Ground Strike-varianten är en liknande flygplan med en mycket annan mentalitet; flygplanet kan lyfta en hel del 49.000 pund kombinerat bränsle och förskjutning. Det var utformat för att ersätta F-111 Aardvark som en lätt penetrerande fighter-bombare för långsiktig precisionssvindningar på härdade mål med hjälp av stora laserstyrda bomber (uppdrag som i allmänhet kräver en bemanning för "en pass och haul ass" av besättningen ), men Strike Eagle har också använts för SEAD, tank-plinking och andra uppdrag som i allmänhet kräver mer totala "droppar" och därmed en mer gradvis förändring i flygvikt och balans.

Utförandet och hanteringen av flygplanet under ingressen mot utflykt är vanligtvis helt annorlunda. Enroute, ett plan fullt av bränsle och förordnandet är en långsam, lata känsla som är verkligen svår att manövrera. När du gör ditt tillvägagångssätt, har du brännt över hälften av ditt bränsle, och även med de tungaste bomberna kan det här hända, bränsle är fortfarande majoriteten av flygplanets maximala startvikt. När man släpper Mk-82s eller laserstyrda varianter, måste de vanligtvis släppas i par; planet är inte bara stabilt med en ton obalans mellan vingarna (jag kan inte tänka på många flygplan den storlek det skulle vara). 500-lb Mk-84s och GBU-12s släpps fortfarande vanligtvis i par, men det är möjligt att släppa en åt gången och hålla en stabil flygplan vänster mot höger. Brandkontrolldatorn på de flesta plan med flera bakåt-och-bak-hårdpunkter, inklusive F-15, kommer normalt att släppa ordnance framifrån och bak, från botten till toppen, vilket minskar möjligheten att ordnansen blir förvirrad med andra på vägen utanför flygplan eller till marken (det bidrar också till att förbättra noggrannheten att använda främre butikerna först eftersom luftflödet över vapnet är renare med ingenting framför det). För att bibehålla viktbalansen framåt och bakåt är det möjligt att konfigurera FCC för att släppa från ändarna mot mitten, men det spelar ingen roll för F-15E: s CFT-hårdpunkter som finns i tre grupper från fram till baksida. det är en större affär för en tung bombare som B-52, som kan bära externa hårdpunkter som körs nästan hela kroppens längd.

F-15E känns som en helt annorlunda plan, än mer som sin överlägsenhet kusin, när ordnansen är borta. CFT: erna (och de tilläggsriktade podarna och Wizzo-sätet) gör F-15E underlägsen i en dogfight till C-varianten, men det står mycket mer med en chans med en liknande belastning jämfört med att ha nästan 15 000 pund bomber på rails.

    
svaret ges 26.06.2015 02:05
2

Flygplanet kommer att ha fastställt vikt och CG-gränser som redan är etablerade (om du inte frågar om testplan, vilket jag anser är en helt annan fråga och svar).

Det sägs att det finns väldigt snabba metoder för att beräkna vikt och balans under flygningen för både skiftande vikt och viktminskning. På mitt flygteam i NIFA (National Intercollegate Flight Association) övar vi hela tiden dessa typer av formler. Med hjälp av en CR (eller till och med E-6B) kan du följa dessa formler för att hitta vad CG kommer att vara efter att ha släppt en känd vikt från en känd arm. Varje pilot kommer att känna till beloppet och platsen för nyttolasten eller "ordinance" innan du släpper den, liksom att köra dessa beräkningar.

Här är några noterkort som jag har. Härifrån kan du se formlerna för viktförskjutning (2d ner till höger) samt vikt läggas till eller tas bort (nederst till vänster). Om du har några frågor om denna typ av beräkningar kan du fråga.

    
svaret ges 02.02.2015 05:05