(2) Determining the Loaded Weight and CG

Determining the Loaded Weight and CG

 

비행 전 계획 도중 항공기의 weight와 CG가 허용 한계 이내인지를 결정하는 것이 중요하다. [그림 5-2] 이를 수행하기 위한 방법으로 manual computational method(weight, arm, 그리고 moment를 사용)와 loading graph method(weight와 moment indexes를 사용)가 있다.

Manual Computational Method

 

manual computational method는 weights, arms, 그리고 moments를 사용한다. 이는 총 무게와 CG 위치를 CG limits chart와 연관시킨다.

 

그림 5-3의 worksheet는 항공기의 BEW(basic empty weight)에 포함되지 않은 모든 탑재 연료, 사람, 장비, 화물, 그리고 수하물의 weight•arm•moment를 기록 및 계산하는 수단을 제공한다. 그림 5-4는 일반적인 equipment list의 샘플이다. 여기서 관련 무게와 모멘트를 찾을 수 있다.

비행 전 계획 도중 worksheet의 빈칸에 특정 정보를 입력한다. 그림 5-3을 완성하기 위해 다음 무게들이 사용되었다.

각 항목의 무게에 그 arm을 곱하여 모멘트를 결정한다. 그런 다음 총 무게와 총 모멘트를 결정한다. 총 모멘트를 총 무게로 나누어 datum으로부터의 CG 거리(인치 단위)를 결정한다. 총 무게는 3,027 파운드이다. 그리고 CG는 datum으로부터 43.54 인치 후방에 위치한다.

 

비행기가 올바르게 적재되었는지 확인하기 위해 CG limits chart를 사용한다. [그림 5-5] CG(43.54 인치)로부터 위를 향해 수직으로, 그리고 loaded weight(3,027 파운드)로부터 오른쪽을 향해 수평으로 선을 긋는다. 이 선들이 envelope 내에서 교차하므로 비행기는 이륙을 위해 올바르게 적재되었다(허나 착륙의 경우 77 파운드 과적됨). 이 차트의 경우 envelope가 녹색 실선으로 규정된다. 이는 이착륙을 위한 최대 무게 이하에서의 CG limits를 나타낸다. 파란색 점선으로 식별되는 영역은 이륙에만 적합한 무게를 포함한다. 이러한 차이가 POH/AFM에 있을 수도 있고 없을 수도 있으므로 유의해야 한다.

Loading Graph Method

 

POH/AFM의 차트와 그래프는 weight and balance 계산 절차를 빠르게 수행할 수 있도록 도와준다. 일부는 arm과 moment를 사용하는 대신 loading graph와 moment indexes를 사용한다. 이러한 차트를 사용하면 모멘트를 계산할 필요가 없으며 계산이 더 쉬워진다. [그림 5-6]

Moment Indexes

 

weight에 그 arm을 곱하여 결정된 모멘트 값은 숫자가 매우 크다. 이러한 큰 숫자를 제거하기 위해 때때로 moment indexes가 사용된다. moment index를 얻기 위해 모멘트를 reduction factor(예를 들어 100, 혹은 1,000)로 나눈다. 수학적 계산을 피하기 위해 loading graph는 moment index를 제공하다. CG envelope는 arms와 moments 대신 moment indexes를 사용한다.

 

Compute Weight and Balance Using the Loading Graph

 

그림 5-6을 통해 weight and balance를 계산하기 위해 그림 5-7과 같은 loading schedule chart를 작성한다. 그림 5-6에서 300 파운드의 load weight로부터 오른쪽으로 수평선을 긋는다(단, pilot and front passenger에 대한 대각선과 교차하기 전까지). 교차 이후 load moment index를 향해 아래로 수직선을 긋는다. 이를 통해 전방 좌석 탑승자의 load moment를 결정한다. 이는 11.1 lb(1,000으로 나뉜 값)이다. 해당 값을 loading schedule chart에 기록한다. second row passengers or cargo에 대한 대각선을 이용하여 175 파운드의 후방 좌석 탑승자에 대한 moment index를 결정한다. 이는 12.9이다. 해당 값을 loading schedule chart에 기록한다.

동일한 방법을 통해 fuel, baggage A, 그리고 baggage B에 대한 load moment를 결정한다. 그리고 그 값들을 loading schedule chart에 입력한다. 최대 연료는 fuel에 대한 대각선에 표시되어 있다(갤런, 혹은 리터 단위). 최대 usable fuel은 88 갤런이다. 총 연료 용량은 92 갤런이지만 이 예시에서는 4 갤런이 unusable fuel이다. 이 unusable fuel은 이미 항공기의 empty weight에 포함되어 있다. 88 갤런의 연료 무게는 528 파운드이며 그 moment index는 24.6이다. 100 파운드의 baggage A는 9.7의 moment index를 갖는다. 그리고 baggage B의 index는 5.8이다. 이 모든 weight와 moment indexes를 loading schedule chart에 입력한다. 그리고 모든 weight와 moment indexes를 더하여 총합을 결정한다.

 

총합들을 그림 5-8의 CG moment envelope로 보낸다. CG moment envelope는 비행기 loaded weight와 loaded moment를 그래프로 표시한 영역이다. 무게와 모멘트로부터 그린 선이 이 envelope 내에서 교차하는 경우 비행기는 올바르게 적재된 것이다. 그림 5-7의 loading schedule에 따르면 항공기의 총 무게는 3,027 파운드이며 1,000으로 나뉜 총 모멘트는 131.8이다.

그림 5-8을 참조하여 차트 하단의 horizontal index(131.8)로부터 위쪽으로 수직선을 긋는다. 그리고 왼쪽의 vertical index (3,027)로부터 수평선을 긋는다. 이 선들이 점선 영역 내에서 교차하므로 비행기는 이륙을 위해 올바르게 적재되었다. 허나 착륙을 위해서는 너무 무거우므로 만약 항공기가 이륙 후 착륙을 위해 즉시 돌아와야 한다면 77 파운드의 연료를 소모할 수 있을 정도로 충분히 비행해야 한다.