Aeronave: Princípios de Cálculos de Peso e Equilíbrio, Restrições
É imperativo que todos os pilotos compreendam os princípios básicos de determinação de peso e balanceamento. Os seguintes métodos de cálculo podem ser aplicados a qualquer objeto ou veículo para o qual as informações de peso e balanceamento sejam essenciais.
Ao determinar o peso da aeronave vazia e adicionar o peso de tudo o que está carregado na aeronave, um peso total pode ser determinado – um conceito simples. Um problema maior, principalmente se os princípios básicos de peso e balanceamento não forem compreendidos, é distribuir esse peso de tal forma que toda a massa da aeronave carregada fique equilibrada em torno de um ponto (CG) que deve estar localizado dentro de limites especificados.
O ponto em que uma aeronave se equilibra pode ser determinado localizando o CG, que é, conforme indicado nas definições de termos, o ponto imaginário em que todo o peso está concentrado. Para fornecer o equilíbrio necessário entre a estabilidade longitudinal e o controle do elevador, o CG geralmente está localizado ligeiramente à frente do centro de sustentação. Esta condição de carregamento causa uma tendência de nariz para baixo em voo, o que é desejável durante o voo em alto AOA e baixas velocidades.
Como mencionado anteriormente, uma zona segura dentro da qual o ponto de equilíbrio (CG) deve cair é chamada de faixa de CG. As extremidades da faixa são chamadas de limites de CG para frente e limites de CG para trás. Esses limites geralmente são especificados em polegadas, ao longo do eixo longitudinal do avião, medidos a partir de um ponto de referência denominado referência de referência. O datum é um ponto arbitrário, estabelecido por projetistas de aeronaves que podem variar em localização entre diferentes aeronaves.
A distância do datum a qualquer componente ou objeto carregado na aeronave é chamada de braço. Quando o objeto ou componente está localizado atrás do datum, ele é medido em polegadas positivas; se localizado à frente do datum, é medido como polegadas negativas ou polegadas negativas. A localização do objeto ou parte é muitas vezes referida como a estação. Se o peso de qualquer objeto ou componente for multiplicado pela distância do ponto de referência (braço), o produto é o momento. O momento é a medida da força gravitacional que faz com que o peso gire em torno de um ponto ou eixo e é expresso em polegadas-libras (in-lb).
Para ilustrar, suponha que um peso de 50 libras seja colocado na placa em uma estação ou ponto a 100 polegadas do datum. A força para baixo do peso pode ser determinada multiplicando 50 libras por 100 polegadas, o que produz um momento de 5.000 in-lb.
Para estabelecer um equilíbrio, um total de 5.000 pol-lb deve ser aplicado na outra extremidade da placa. Qualquer combinação de peso e distância que, quando multiplicada, produz um momento de 5.000 inlb equilibrará a prancha. Por exemplo (ilustrado na Figura), se um peso de 100 libras for colocado em um ponto (estação) a 25 polegadas do ponto de referência, e outro peso de 50 libras for colocado em um ponto (estação) a 50 polegadas do ponto de referência, a soma do produto dos dois pesos e suas distâncias totalizam um momento de 5.000 in-lb, que equilibrará a prancha.
Restrições de peso e equilíbrio
As restrições de peso e balanceamento de uma aeronave devem ser seguidas de perto. As condições de carregamento e o peso vazio de uma aeronave em particular podem diferir daquelas encontradas no AFM/POH porque podem ter sido feitas modificações ou alterações de equipamentos. Problemas de carregamento de amostras no AFM/POH são apenas para orientação; portanto, cada aeronave deve ser tratada separadamente. Embora uma aeronave seja certificada para um peso bruto máximo de decolagem especificado, ela pode não decolar com segurança com esse peso sob todas as condições. Condições que afetam o desempenho de decolagem e subida, como altas elevações, altas temperaturas e alta umidade (altitudes de alta densidade), podem exigir uma redução de peso antes da tentativa de voo. Outros fatores a serem considerados ao calcular a distribuição de peso e balanceamento antes da decolagem são comprimento da pista, superfície da pista, inclinação da pista, vento de superfície e a presença de obstáculos. Esses fatores podem exigir uma redução ou redistribuição de peso antes do voo.
Algumas aeronaves são projetadas para que seja difícil carregá-las de uma maneira que coloque o CG fora dos limites. Geralmente são aeronaves pequenas com assentos, combustível e áreas de bagagem localizadas próximas ao limite de CG. Os pilotos devem estar cientes de que, dentro dos limites de CG, essas aeronaves podem estar sobrecarregadas de peso. Outras aeronaves podem ser carregadas de forma que fiquem fora dos limites de CG mesmo que a carga útil não tenha sido excedida. Devido aos efeitos de uma condição de desequilíbrio ou excesso de peso, um piloto deve sempre ter certeza de que uma aeronave está devidamente carregada.
