Càrrega i centrat de l’avió. En què afecta?

En aquest post trobaràs respostes a temes relacionats amb la càrrega i centrat de l’avió, la càrrega permesa en un avió o la relació que hi ha entre la càrrega i combustible d’aquest.

En aviació, massa sovint la sentència que dóna títol a aquest text constitueix la clau que revela la causa final d’un accident aeri. Els avions sovint posseeixen marges proporcionalment molt escassos en tots dos paràmetres, d’aquí la importància d’un càlcul acurat del  “mass and balanç”.

Tenir controlada la càrrega i centrat de l’avió serà necessari tant per vols llargs (recomanem llegir més sobre vols comercials més llargs del món.) com curts.

Diferències entra càrrega i centrat de l’avió

Els conceptes de càrrega i de centrat, encara que viatgen junts i en general afecten l’u a l’altre, han de considerar-se per separat. Només així entendrem exactament el paper que juga un correcte càlcul d’aquests. Mantenir-se per sota dels paràmetres màxims recomanats pel fabricant de l’aeronau es clau.

Comencem definint-nos que és la càrrega màxima d’un avió. La càrrega màxima d’un avió és el pes autoritzat de les mercaderies que pot transportar quan circula per l’espai aeri.

En canvi el centrat de l’avió comunament és conegut també com a centre de gravetat de l’avió. Són alguns dels factors que poden considerar-se essencials per a la seguretat i eficàcia de l’operació de les aeronaus.

Estar per sota dels límits de càrrega màxima de l’avió però totalment fora del centrat correcte pot implicar conseqüències nefastes. Com per exemple, en el cas oposat d’un avió carregat en excés, encara que dins dels límits del seu centre de gravetat.

Riscos d’excés de càrrega en un avió

En síntesi, la càrrega constitueix el pes que afegim al de l’aeronau en buit que completarà el pes total a l’enlairament. És a dir, el combustible necessari per al vol; l’oli de motor, sense el qual la planta motriu de l’aparell no podria funcionar; els equipatges o objectes que viatgin amb nosaltres a bord, i finalment nosaltres mateixos.

Aquest Pes Total a l’Enlairament (WTO) no pot superar el Pes Màxim a l’Enlairament (MTOW) recomanat pel fabricant. Resulta per tant fonamental conèixer al detall els diferents pesos dels diversos elements a bord, en tant que units al pes de l’aeronau en buit s’oposaran directament, mitjançant la força de la gravetat, a la capacitat de generar sustentació de les ales.

L’excés de càrrega té efectes directes sobre la capacitat d’ascens de l’avió, obligant a un limitat angle d’atac, la qual cosa compromet el deslliurat d’obstacles en les fases inicials del vol.

Anar “passats de pes” també es tradueix en un increment considerable de la necessitat d’acceleració a l’enlairament, la qual cosa es tradueix en un consum major de pista en haver d’incrementat la carrera d’enlairament i en un major esforç del tren d’aterratge.

En vol, un excés de càrrega limita extraordinàriament la maniobrabilitat de l’avió i la capacitat de control del pilot. L’increment de la velocitat de pèrdua fa que qualsevol maniobra bàsica comporti dificultats i riscos notables. Per aquest motiu, i en cas de turbulències moderades o severes, la resistència estructural de l’aparell es veu seriosament compromesa.

L’aterratge amb excés de càrrega requerirà una major velocitat d’aproximació i la carrera serà així mateix més llarga, per la qual cosa necessitarem una major longitud de pista amb el consegüent risc si pel motiu que fos requeríssim realitzar un motor i a l’aire. La capacitat de frenada de l’avió també  es veurà minvada considerablement.

Per a saber més sobre com es comporta la càrrega i centrat en els avions et recomanem llegir més sobre els avions més grans del món.

Consells pràctics per a calcular la càrrega

Assegurar la càrrega convenientment. Els desplaçaments de la càrrega, especialment en les fases més compromeses com són l’enlairament i l’aterratge, poden comportar perillosíssims canvis al C.G. de l’aparell.

El consum de combustible durant el vol a vegades altera gradualment el C.G. Tinguem-ho en compte.

Volant sols i amb poc o cap equipatge hem de considerar que el nostre C.G.  sempre estarà una mica avançat. Tinguem-ho en compte.

Respectar les càrregues màximes permissibles en cada zona de l’avió, segons manual del fabricant.

El centrat en l’avió

Superat el procés de determinar quants quilos (o, si el preferiu, lliures) de càrrega pretenem transportar, i una vegada segurs que el pes total està per sota del MTOW (Maximum Take Off Weight), o pes màxim a l’enlairament recomanat pel fabricant per a l’aeronau en qüestió, haurem de decidir com situem aquest pes a l’interior de l’avió.

Es tracta del concepte de centrat de la càrrega que tant arriba a incidir sobre el comportament d’una aeronau en vol.

Per a això haurem d’imaginar l’avió com si d’una balança es tractés, amb un dels platerets situat en el morro i l’altre en la cua. El punt d’equilibri entre tots dos coincidirà amb el centre de gravetat (C.G.) de l’avió.

El punt de suport on bascula tot el pes de l’aeronau, i els límits de la qual vénen determinats en cada model durant els vols de certificació. El C.G., per a garantir l’estabilitat de l’avió,  se situa generalment per davant del centre aerodinàmic. Això és, el punt on s’exerceix les força de sustentació.

Per a calcular la posició del C.G. el fabricant proporciona (ja hem dit que cal considerar a l’avió com una balança) una línia imaginària anomenada “dàtum”, que divideix perpendicularment l’avió en dos. En avions amb tren tricicle aquesta línia sol coincidir amb la mampara tallafocs.

Conforme la càrrega se situï allunyada o pròxima a aquest “dàtum”, generarà un “moment” que determina el pes màxim que podem carregar en cada punt de l’avió, que és menor com més lluny del dàtum es trobi.

Els riscos durant el vol

Resulta fonamental mantenir-se dins de l’envolupant marcada pel fabricant en la taula corresponent al centrat. No obstant això, la manera com distribuïm les diferents càrregues al llarg de l’avió  (dins sempre dels límits marcats) determinarà la posició del C.G. respecte al centre aerodinàmic, avançant-lo o retardant-lo.

Un C.G. avançat manté un angle d’atac baix, i per tant menys propens en principi a l’entrada en pèrdua, però cura: També dificulta la rotació, incrementa la càrrega alar i la resistència induïda, la qual cosa es tradueix en un menor abast i un major consum de combustible.

En l’aproximació i la recollida en el moment de la presa haurem d’exercir una major força, i el risc de presa amb roda de morro (tren tricicle) o de capotado (patí de cua) serà major.

Volar (o intentar-ho) amb un C.G. endarrerit es tradueix en problemes majors, si cap. Volar en aquestes condicions implica una tendència a l’encabritat que ens pot portar sense advertir-ho a situacions d’entrada en pèrdua, especialment en condicions d’atmosfera turbulenta. L’entrada en pèrdua en aquestes circumstàncies es converteix en molt més difícil de governar i reconduir. En el cas de derivar en una barrina, la recuperació es complica notablement.

Com podem veure, resulta convenient mantenir-nos sempre el més ajustats a un C.G. neutre. No obstant això, un centre de gravetat avançat sempre resultarà preferible que un situat enrere en l’avió.

Consells pràctics per al centrat de l’avió

Com hem vist durant la lectura sobre la càrrega i centrat de l’avió L’excés de pes, igual que per a la salut, no resulta recomanable per al vol.

Per a això (i no sols per a cobrar l’excés de pes) les aerolínies pesen els equipatges. I és que mentre amb els passatgers és fàcil establir uns pesos mitjans estandarditzats, amb les maletes resulta impossible. Una maleta gran pot contenir objectes lleugers, mentre que un petit maletí pot estar ple d’elements pesants.

Tenir en compte a l’hora de preparar el vol a la tantes vegades ignorada Altitud de Densitat. Amb calor la resposta de l’avió disminueix igual que la seva capacitat de sustentació. Aquest factor aliat a un excés de càrrega incrementa en molt el risc de tenir un esglai.

De tot el que hem vist veiem que realitzar una correcta operació de càrrega, d’acord amb les taules i gràfiques proporcionades pel fabricant i sempre dins dels límits assumibles per l’avió, resulta tan important com no passar-se de pes.