Как сброс боеприпасов влияет на вес и баланс самолета?

самолет, над которым я работал в армии, истекал сроком всякий раз, когда удалялся 1% от общего веса самолета, что требовало либо переустановки детали, либо полного повторного взвешивания перед следующим полетом.

Это для внутреннего оборудования, которое повлияет на пустые данные компьютерной графики.

Все самолеты худеют во время полета. Самолет, предназначенный для внезапной потери веса (десантирование C-5, ковровая бомбардировка B-52), имеет детали и ограничения, рассчитанные во время проектирования. В случае бомбардировщиков боеприпасы будут висеть рядом с крыльями и иметь определенный порядок выпуска, обычно задом наперед.

Самолет с задней дверью, который что-то уронил, также будет иметь очень специфические процедуры, основанные на весе поддона, выходящего через заднюю дверь. Если это доставка пиццы, процедура похожа на «когда угодно, чувак». Если это танк, он должен быть установлен и заблокирован до момента освобождения.

Вышеупомянутое очень заметно летному составу.

Если груз остается (или застревает) на задней рампе, обычно все готово. Раньше я прыгал с парашютом - 10 человек на задней части меньшей задней двери, как у Casa, и действительно заставляли самолет глохнуть. Правила заключались в том, чтобы оставаться впереди, пока не подойдет ваша очередь, затем быстро занять позицию и выйти. Если прозвучит зуммер, отпустите СЕЙЧАС. В отличие от грузового самолета, у прыжковых самолетов есть 12 000 футов, чтобы выйти из сваливания.

Во-первых, давайте согласимся, что когда мы говорим о ЦТ, мы говорим о продольном ЦТ, а не о поперечном или вертикальном ЦТ.

У каждого самолета есть базовая эксплуатационная масса, обычно сокращенно носовая часть или просто BOW. НОС - это вес пустого самолета + требуемый экипаж + не сливаемые жидкости. Для этого ЛУК есть известный CG. BOW и его CG являются базовыми значениями, от которых исходят дальнейшие расчеты. Если вы добавляете или удаляете часть самолета, вы изменяете BOW и его центр тяжести, и даже если изменение может быть небольшим, важно пересчитать новый BOW и его центр тяжести, потому что теперь у вас есть новая базовая линия. Если позже вы загрузите дрон до предела по весу или по пределу ЦТ, но будете использовать старую базовую линию, а не новую, вы можете превысить ограничения по весу или ЦТ или и то, и другое.

Итак, теперь вы загружаете самолет: пассажиры, груз, топливо, вооружение, что угодно. Допустим, одним из предметов является 2000-фунтовая бомба, упомянутая в предыдущем комментарии. Если эта бомба окажется прямо на CG, когда вы ее отпустите, ваш вес упадет на 2000 фунтов, но ваш CG не изменится. Если, скажем, ЦТ бомбы был на 10 дюймов впереди ЦТ самолета + бомбы, когда вы сбросите бомбу, вы измените ЦТ на 20 000 дюйм-фунтов. Обычно принято считать, что вперед отрицательно, а назад положителен, поэтому вы получили бы перемещение на -20 000 дюйм-фунтов. Пока результирующая ЦТ находится в пределах переднего и заднего пределов, все в порядке, но вам нужно урезать увеличенный шаг, потому что ваша ЦТ имеет двинулся на корму.

Обратите внимание, что если ваша бомба весит всего 200 фунтов, но находится на 100 дюймов впереди существующей ЦТ, вы получите такое же изменение момента, поскольку 10 x 2000 = 100 x 200.

Допустим, вы выполняете выгрузку большого грузовика из C-17 по воздуху. Далее, предположим, что прямо перед сбросом ваша ЦТ близка к пределу задней ЦТ для нормального продолжительного полета. Когда вы сбрасываете грузовик, он должен двигаться назад, прежде чем выйти из задней части, но это происходит быстро, и у вас есть достаточная скорость полета, чтобы руль высоты мог противодействовать мгновенному движению центра тяжести за пределы нормального заднего предела для продолжительного полета. Если грузовик застрянет непосредственно перед падением, у вас будут серьезные проблемы. Посмотрите видео о Баграме 747, чтобы узнать, что происходит, когда смещение транспортного средства в полете приводит к тому, что ЦТ выходит за предел.

На самом деле все зависит от самолета. Ваш F-15C как истребитель завоевания господства в воздухе будет в первую очередь нести ракеты; он может нести четыре AMRAAM или Sparrows под днищем (Sparrow был почти снят с вооружения, но был обычным снаряжением в период расцвета F-15) и четыре Sidewinder по бокам узлов подвески крыла, либо с дополнительной парой AMRAAM. или Sparrows на нижней части узлов подвески или два 600-галлонных бака (полезно для расширенных миссий CAP). Это в дополнение к 650 патронам Vulcan 20 мм.

Эти ракеты довольно легкие; каждый AMRAAM весит всего около 340 фунтов (по сравнению с 500, 1000, 2000 или даже 5000-фунтовыми бомбами), что в сумме составляет не более 3500 фунтов общего веса боеприпасов при снаряжении для профиля «перехватчик-перехватчик» (быстро взлетает в воздух, нацельтесь на врага и, если он приблизится на X миль, стреляйте по желанию). Это контрпродуктивно для самолета, предназначенного для воздушного боя, иметь тяжелые боеприпасы (когда F-15 был впервые разработан, целью был чистый истребитель завоевания превосходства в воздухе для борьбы с предполагаемой угрозой МиГ-25, и мантра была «не фунт для воздуха на землю"). Таким образом, основным изменением массы и баланса во время миссии является топливо. Если в снаряжении есть дроптанки, они будут израсходованы в первую очередь.

Вариант штурмовика F-15E представляет собой аналогичный планер с совершенно другим менталитетом; Самолет способен поднять колоссальные 49 000 фунтов топлива и боеприпасов. Он был разработан для замены F-111 Aardvark в качестве истребителя-бомбардировщика с легким проникновением для высокоточных ударов на большие расстояния по защищенным целям с использованием больших бомб с лазерным наведением (миссии, которые обычно требуют от экипажа менталитета «один проход и задница»). ), но Strike Eagle также использовался для SEAD, прыжков с танков и других миссий, обычно требующих более полных «падений» и, следовательно, более постепенного изменения веса и балансировки самолета.

Характеристики и управляемость самолета во время входа и выхода обычно совершенно разные. В пути самолет, полный топлива и боеприпасов, — это медленная, ленивая штука, которая на самом делетрудно маневрировать. Однако к тому времени, когда вы совершаете заход на посадку, вы сожгли более половины своего топлива, и даже с самыми тяжелыми бомбами, которые эта штука может выдержать, топливо по-прежнему составляет большую часть максимального взлетного веса самолета. При сбрасывании Mk-82 или вариантов с лазерным наведением их обычно приходится сбрасывать парами; самолет просто не стабилен с однотонным дисбалансом между крыльями (я не могу вспомнить много самолетов такого размера, которые были бы). 500-фунтовые Mk-84 и GBU-12 по-прежнему обычно сбрасываются парами, но можно сбрасывать по одному и сохранять устойчивость планера слева направо. Компьютер управления огнем на большинстве самолетов с несколькими узлами подвески спереди назад, включая F-15, обычно выпускает снаряды спереди назад, снизу вверх, уменьшая вероятность того, что боеприпасы запутаются с другими на пути от самолета или к земле (это также помогает повысить точность, если сначала использовать передние магазины, поскольку воздушный поток над оружием чище, когда перед ним ничего нет). Чтобы сохранить баланс веса спереди назад, можно настроить FCC так, чтобы он освобождался от концов к центру, но это вообще имеет значение только для узлов подвески CFT F-15E, которые расположены в трех группах спереди назад; это более важно для тяжелого бомбардировщика, такого как B-52, который может нести внешние узлы подвески практически по всей длине фюзеляжа. можно настроить FCC так, чтобы он выпускался от концов к центру, но это вообще имеет значение только для узлов подвески CFT F-15E, которые расположены в трех группах спереди назад; это более важно для тяжелого бомбардировщика, такого как B-52, который может нести внешние узлы подвески практически по всей длине фюзеляжа. можно настроить FCC так, чтобы он выпускался от концов к центру, но это вообще имеет значение только для узлов подвески CFT F-15E, которые расположены в трех группах спереди назад; это более важно для тяжелого бомбардировщика, такого как B-52, который может нести внешние узлы подвески практически по всей длине фюзеляжа.

В любом случае, как только боеприпасы исчезнут, F-15E станет совершенно другим самолетом, гораздо больше похожим на своего собрата по завоеванию превосходства в воздухе. CFT (а также добавленные блоки наведения и сиденье Wizzo) уступают F-15E в воздушном бою варианту C, но у него гораздо больше шансов с аналогичным вооружением по сравнению с почти 15 000 фунтов бомб на борту. рельсы.

Самолет будет иметь установленный вес и уже установленные пределы центровки (если только вы не спрашиваете об испытательных самолетах, что, как мне кажется, будет совершенно другим вопросом и ответом).

При этом существуют очень быстрые методы расчета веса и равновесия во время полета как для переноса веса, так и для сброса веса. В моей летной команде NIFA (Национальной межвузовской летной ассоциации) мы постоянно практикуем такие формулы. Используя CR (или даже E-6B), вы можете следовать этим формулам, чтобы определить, какой будет CG после сброса известного веса с известной руки. Любой пилот будет знать количество и местонахождение полезной нагрузки или «таинства» перед его сбросом, а также проведет эти расчеты.

Вот несколько карточек для заметок, которые у меня есть. Здесь вы можете увидеть формулы для смещенного веса (2d внизу справа), а также добавленного или удаленного веса (внизу слева). Если у вас есть какие-либо вопросы об этих типах расчетов, не стесняйтесь спрашивать.