[科普中国]-重心极限

简介

飞机的重心位置对飞机的纵向平衡、静稳定性和静操纵性有很大影响。而在民航飞机的正常运行中，因为旅客或货物的装载与配平，燃油的消耗、起落架的收放等都会引起飞机重心位置的变化、为了避免因重心变化过大而影响飞机平衡、稳定性能与操纵性能，每类飞机都有一定的重心前限与后限的要求。在使用手册中，重心的使用前限与后限以包线的形式给出。

飞机的重心位置具有前极限和后极限两个固定点。在飞行中的任何时候，飞机重心不允许超出两点，因此应该进行验算，以确保空勤机组、乘客、货物和消耗性重量增加或减少时飞机重心不会移到界限以外。如果超过界限且飞机还在这样的条件下飞行，则会导致飞机的稳定性不好，给操纵飞机带来困难。

当空机重心落在空机重心规定的允许范围边缘或之外时，或不按飞机技术规范规定的装载方案装载时，才需要进行重量与平衡的验算。应该注意的是，当空机重心处于空机重心的规定范围之内时，就不要再进行前极限或后极限的重量与平衡验算了。换句话说，只要按照标准的装载和座位布置使用飞机，载重后的飞机是不会超出重心范围的。1

重心前限主要考虑以下两个方面，一方面是处于对平飞静操纵性的考虑。当重心前移时，机翼产生的升力对重心的俯仰力矩增加，因此需要平衡纵向稳定力矩所需的操纵力矩即平尾偏角也要增大。而平尾偏角受到结构和气流分离的限制，不能无限增大，因此必须提出重心前限的限制。

另一方面是出于机动特性的考虑，重心前移，为了保持良好的机动特性，保证足够的过载值，也必须对重心前限提出要求。根据这两方面的要求，确定重心前限时，应具体考虑在起飞着陆或是巡航飞行时，平尾偏角应能保证飞机在规定的速度时抬起前轮， 着陆时除了平衡纵向力矩外，平尾还应留有一定的裕量；在高空高速飞行时，平尾偏角应保证飞机能达到预定的过载值。在运行过程中，必须使飞机的重心位置严格控制在重心前限之后。2

重心后限重心后限也直接决定于飞机的静稳定性和静操纵性要求。但对静稳定性的要求，也往往在静操纵性中反映出来，所以重心后限通常从静操纵性角度提出。具体考虑有：飞机在平飞过程中要具有静操纵性，则必须具有迎角静稳定性，也就是说重心应在焦点之前，而在拉起运动中，必须保证重心在机动点之前。因此在设计中根据上述要求的最小值定出其重心后限，而在使用运行过程中也必须把飞机的重心严格控制在重心后限之前。2