Cálculos de carga y centrado del avión

El presente artículo tiene por objeto refrescar conocimientos, ampliarlos y aclarar ciertas dudas relacionadas con el cálculo de Peso y Balance, en aviones pequeños, es decir, de hasta 5.700 kilos, llamados de Aviación General (no comercial).

Lo primero es hacer presente que existen diferentes formas de efectuar el cálculo de Peso y Balance (Weight & Balance), dependiendo de la marca, modelo y año de fabricación de la aeronave a utilizar. Revisaremos las dos mas usadas.

Antes de iniciar los cálculo, se revisará algunos conceptos, luego, seguiremos con los alcances teóricos de estos cálculos y sus implicancias, para finalizar con ejercicios de cálculo.

Para ello utilizaremos tablas de las aeronaves mas comunes (en los Clubes Aéreos y particulares).

Se hace presente que la mayoría de los dibujos, los gráficos y tablas usados en este Manual NO son de creación del autor, sino que han sido obtenido de Manuales, Archivos o Presentaciones, desconociendo el autor original, por lo que no es posible citar las fuentes.

Tal como se explica en este dibujo, el Momento es la resultante de multiplicar el Peso por el Brazo.

El Brazo, es la distancia que se tiene desde un punto de referencia, llamado Datum, hasta el punto donde se pondrá el peso, esto es, asiento de Piloto y Pasajero, zonas de Pasajeros, Carga, etc.

La ubicación del Datum la determina el fabricante, en forma antojadiza, y éste puede estar ubicado en el cono de nariz, detrás del corta fuego, en la raíz del borde de ataque del ala, etc., donde estime el constructor. Con ese punto establecido, se tomarán las distancias desde este punto hasta donde se pondrá un determinado peso (brazo), y luego de eso se podrá establecer que importancia o ingerencia tiene ese peso respecto a la estiba del avión.

Siguiendo con el tema de “CONCEPTOS”,  en un manual de entrenamiento para la                  aeronave Cessna 210, la FlightSafety Fundation, entrega algunas definiciones que nos sirven para fines de instrucción.

Dichas definiciones son Datum, Estación (Station), Brazo (Arm) y Momento (Moment).

En esta página se muestra la ecuación entre el Peso (Weight), Momento (Moment) y Brazo (Arm).

Acto seguido se entregan nuevas definiciones, como Centro de Gravedad o CG (Center of Gravity), Bazo del CG (CG Arm), Peso Vacío Estandart (Standart Empty Weight), Carga Útil (Useful Load), Peso Máximo en Rampa (Maximun Ramp Weight), Maximo Peso al Despegue (Maximun Takeoff Weight), Máximo Peso al aterrizaje (Maximun Landing Weight) y Tara (Tare).

PESO

CONSIDERACIONES

• Antes de realizar cálculos, lo primero es indicar que se debe contar con el Manual del Avión, el cual puede recibir tanto la denominación de PHO (Pilotos Owner Handbook) o el Owner Manual, según marca, modelo y año de fabricación.
• Este manual debe estar actualizado y siempre a bordo de la aeronave.
• En él debe estar ingresado copia del certificado del último pesaje de la aeronave.
• Dicho pesaje no puede ser de mas de 10 años de antigüedad, en caso contrario, este dato no sirve.
• En los Apéndice 1 y 2, se adjuntan unas copias de uno de los los formatos posibles del Certificado de Pesaje.

Para comenzar a usar las tablas de cálculo, debemos tener presente el concepto de Peso Máximo de Despegue (PMD), aquel que nos indicará si estamos operando dentro de los límites establecidos por el fabricante, para nuestra aeronave. En otras palabras, si nuestra aeronave, al momento de efectuar un vuelo, tiene un peso igual o inferior al que es capaz de levantar. Esto será muy importante, tanto que si nos sobrepasamos al momento de querer iniciar un vuelo, deberemos bajar carga para operar dentro de lo certificado.

También debemos entender que podrían existir excepciones. En aeronaves de fabricación reciente, se incorpora el concepto de peso en rampa, lo que significa que del Peso Máximo de Despegue (PMD), nos podemos pasar en una determinada cantidad de libras máximas, al momento de poner en marcha, en unas cuantas libras de combustible, debido a que en la puesta en marcha, rodaje y prueba de motor, se consumirá una cantidad de combustible, lo que permitirá que al comenzar la carrera de despegue, estaremos dentro del peso máximo permitido al despegue.

Otra consideración súper importante es indicar que existen varios tipos de tablas para calcular el Peso al despegue de la aeronave. Dependerá de la marca, modelo y año de fabricación, la forma de calcular, es decir, por ejemplo podemos tener una forma de calcular, con tablas totalmente diferentes, para un Cessna C172, pero de distintos años de fabricación.

En lo general, podremos encontrar tablas de cálculos de 2 y 3 columnas.

Iniciaremos el cálculo con 2 columnas, para luego ver el cálculo con tablas de 3 columnas.

Modo de cálculo de dos columnas

Método de cálculo de tres columnas.

Consideraciones:

Existe otra forma de realizar los cálculos, usando tablas que tienen 3 columnas, lo cual simplifica mucho el cálculo de Peso.

El cálculo es muy similar y la forma de analizar sus resultados es la misma, respecto al PMD y el CG.

PESO Y BALANCE

BALANCE

• Una vez realizado el cálculo de los Pesos y los Momentos, se debe determinar la ubicación del Centro de Gravedad (CG) y determinar si la aeronave se encuentra de los límites de la estiba, además de estar dentro del PMD permitido.

• Cabe hacer presente que podría estar la aeronave dentro del PMD y quedar fuera de estiba, para lo cual se debería tomar las acciones del caso, con el objeto de re estibar la carga, o simplemente bajar carga y así quedar dentro de los límites establecidos por el fabricante. De lo contrario, sin poder hacerse esos ajustes, el vuelo no podría realizarse.

• Recordar que la ubicación del CG puede resultar en una aeronave correctamente  balanceada, como también, con nariz o cola pesada.

Todo lo anterior, necesariamente dentro de los límites del PMD. La peor condición es cola pesada,  debido a que la aeronave tenderá a volar con la cola mas abajo  de lo normal, alivianando los mandos en la posición «neutro».

•   El cálculo de la estiba se puede realizar utilizando la tabla 6-7 o 6-8, según los datos que se tengan.

USANDO LA TABLA CENTER OF GRAVITY MOMENT ENVELOPE

Por el tema de la interpretación de la gráfica que permite ubicar el CG, se debe hacer presente que las aeronaves pueden ser de categoría Utilitaria (sobra morada) o categoría Normal (sombra rojiza).

Dependerá en cual de ellas esta certificada, para saber que parte de la envolvente debemos considerar.

Esta indicación aplica para cualquier de las dos tablas envolventes. Que se exponen aquí.

USANDO LA TABLA CENTER OF GRAVITY LIMITS

USANDO LA TABLA C.G. RANGE AND WEIGHT (para el ejemplo del Piper PA-28 Dakota)

APÉNDICE 1

APÉNDICE 2

Otras publicaciones:

Manual Examen Operacional Oral Piloto Privado de Avión, versión 20.3

Manual Cálculo Peso y Balance aviones livianos, versión 6.3

Próxima publicación:

Manual Examen Operacional Oral habilitación IFR, versión ….

Autor:

Ernesto Santander Campillo – Piloto Inspector DGAC – Chile