6月21日,《华西都市报》刊发文章《脱笼闯进双流机场停机坪 价值26万秋田犬被击毙》,曝光了航空货运长期存在的问题——隐载。隐载是指航空器载体实际载重的货物总量与舱单上显示不符,差额部分就是隐载,也就是通俗理解的“黑货”。
“黑货”的危险性非常高,直接影响着飞机的配载平衡。而一旦配载平衡出现问题,飞机重心太靠后的话有可能导致飞机起飞时困难,严重时会导致飞机起降时机尾会刮擦机场跑道,破坏飞机的物理结构并导致严重的飞行事故。
事故统计分析
荷兰国家航空航天研究所(NLR)对从1970年到2005年间35年全球所发生的空难事故库进行了系统的研究,发现多达82起有完整记录的空难事故都与载重平衡有着千丝万缕的的关系。
图1:事故发生因素的分布图
由图1可以很清楚看出来,造成载重平衡事故发生的因素共有载重超过限制起飞、着陆;飞机舱单与实际装载量不符;隐载起飞;重心位置超过包线起飞、着陆等。
1997年8月7日,芬兰航空公司一架DC-8货机在迈阿密机场起飞不久即失速坠毁,导致飞机坠毁的主要原因是载重平衡和飞机装载控制混乱。
2004年10月14日,英国MK航空公司一架波音747-200F货机在加拿大哈利法克斯起飞时由于载重平衡问题导致坠毁。
2009年11月28日早晨7点40分左右,一架津巴布韦籍麦道-11货机在上海浦东国际机场附近坠毁,坠毁原因载重平衡出现偏差。
飞机的平衡
飞机的平衡指的是一架飞机的重心是否处于正确的位置,它对于飞机的可控性、稳定性以及飞机安全是至关重要的。
飞机的平衡受到很多方面的影响,比如飞机上的货物的重量对飞机的作用力,飞机自身结构的重力,空气对飞机的作用力等。作用于飞机不同地方的力,只要不是直接通过飞机的重心,那么它就会对飞机的重心构成一个力矩,从而促使飞机发生转动。
飞机有方向平衡、横向平衡和俯仰平衡三种平衡,只有当飞机同时处于这三种平衡状态时,才说明飞机处于平衡状态。
如何在技术层面让“黑货”即刻曝光
通过以上知识普及可以看出,“黑货”的危害极其严重,稍一不慎就会酿成机毁人亡的事故。那么作为民航机务维修从业者,如何从技术层面上来彻底预防“黑货”的发生呢?
事实上,现代大型飞机,如波音777和空客A340等,早在上世纪90年代,就已经开始使用载重平衡系统(Weight and Balance System,WBS),主要目的是用来自动测量飞机的重量重心数据。在1S06702-1国际标准中就有关WBS系统要求进行了详细的描述,在ARINC737-1国际标准中也对系统的详细设计和性能要求作了叙述。
一、飞机在地面整体重量重心测量设计原理
1、称重工作原理
飞机的总重量可以由起落架减震支柱的压缩程度来计算,因此只需要在减震支柱上安装称重传感器,就能够精确测量每个减震支柱承受的压力,从而实现飞机的准确称重。
2.平衡工作的原理
平衡主要是测量飞机的重心。在地面情况下,飞机重心是通过各承力起落架减震支柱相对于基准位置的力矩之和,对比飞机总重量进行解算的。
二、飞机货舱重量及重心实时测量系统设计原理
飞机的货舱承重部位包括甲板和导轨。甲板一般按块分割,另外包括若干条导轨,在甲板和导轨的底部有承重主梁,在主梁与甲板及导轨的连接处布置电阻应变式称重传感器,位置易于选取,固定较为方便,便于维护和数据标定。
货舱内所有布置的称重传感器所感受到的重量总和即为承载的货物总重量,而传感器的布放位置已知且固定,从而可随时计算出重心的变化情况。
应用上述载重平衡系统,可以实时在驾驶舱显示货舱的货物重量,载重工程师或飞行员在使用舱单进行飞机重量和性能计算时,就可以参考WBS的显示数据,从而可以让“黑货”即刻曝光,保障旅客的生命安全!
三、起落架加装整机载荷传感器,确保飞机不超载
载重平衡系统(WBS)目前许多窄体飞机还没有得到应用,从技术的层面是可以加装该系统的,不过对于航空公司而言,该成本会很大,而且对于有些窄体飞机而言,货舱的容量终究有限,加装WBS系统确实有浪费成本之嫌,因此推荐给飞机加装整机载荷传感器还是有必要的。
整机载荷传感器的加装成本肯定会大大低于WBS系统的加装,不过技术那一点也不会比WBS落后,甚至会更加尖端。也就是在三个起落架的减震支柱或者其他受力部位如轮胎加装载荷传感器,这样飞行员就可以在驾驶舱每次起飞前都可以检查飞机的总体载荷不会超过最大起飞重量,同时,而且也可以根据三个起落架的载荷,得出飞机的重心也是否在规定的范围。
目前绝大部分飞机没有这个系统,从飞行安全的角度,还是很有必要加装该系统,有了该系统,至少飞机定期称重的工作就可以避免了,仅仅需要定期对该系统进行校对即可。当然此举纯粹从飞行安全的角度来考虑,不过也可以间接显示超载的“航空黑货”。