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PESO Y BALANCE.

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by

Adriel Moreno

on 27 August 2013

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Transcript of PESO Y BALANCE.

REGULACION Y DOCUMENTACION DE PESO Y BALANCE.

INTRODUCCION.
Independientemente de lo bien que un helicóptero este diseñado y lo bien que esté construido, no es seguro para volar si se carga de tal manera que su peso bruto excede el límite permitido por su fabricante, o si su centro de gravedad (CG) está fuera de sus límites permitidos. Si el peso es demasiado grande, una carga estructural demasiado alta puede ocasionarse en la aeronave durante ciertas maniobras de vuelo. Si el centro de gravedad está fuera de los límites permitidos, el helicóptero puede llegar a ser difícil o incluso imposible de controlar en ciertas condiciones de vuelo.


OBJETIVOS.
GENERAL:
Exponer los procedimientos adecuados de Peso y Balance y la forma correcta de calcular el centro de gravedad de una aeronave de ala rotatoria, para que esta pueda tener un desempeño óptimo en todas las fases de vuelo.


ESPECIFICOS:
Definir el correcto procedimiento de peso y balance de un helicóptero Robinson R44 atendiendo todas las indicaciones que otorga el fabricante.

Determinar los pasos a seguir para poder determinar el centro de gravedad de un helicóptero.

Identificar las herramientas y equipos a utilizar durante el desarrollo de peso y balanceo de una aeronave de ala rotatoria.



PESO Y BALANCE DE LOS HELICOPTEROS.
Los principios de peso y balance y procedimientos que se han discutido en relacion con los aviones se aplica en general a los helicopteros.

La mayoria de los helicopteros tiene un rango de CG mucho mas restringido que los aviones.

Los helicopteros poseen CG en el eje longitudinal y lateral.


HISTORIA.
Hacia el año 1490, Leonardo da Vinci fue la primera persona que diseñó y dibujó en unos bocetos un artefacto volador con un rotor helicoidal, pero hasta la invención del avión motorizado en el siglo XX no se iniciaron los esfuerzos dirigidos a lograr una aeronave de este tipo. El primer vuelo de un helicóptero medianamente controlable fue realizado por el argentino Raúl Pateras de Pescara en 1916 en Buenos Aires, Argentina.

IMPORTANCIA DEL PESO Y BALANCE.
Conocer de antemano si el centro de gravedad está dentro de parámetros aceptables es necesario para predecir el comportamiento de ésta en el aire y además permite determinar factores de riesgo tales como ¿puede volar realmente esta aeronave con esta configuración?

NIVELACION.
Antes de que el helicoptero sea pesado, se debe nivelar longitudinalmente y lateralmente.

El Jet Ranger Bell tiene una ubicacion en el interior de la cabina, en donde una plomada se puede conectar y permite que cuelgue hasta el suelo de la cabina.

DETERMINACION DEL PESO VACIO.
Cuando un helicóptero que se entrega desde la fábrica, el peso vacío básico, centro de peso en vacío de gravedad (CG) y la carga útil se registran en el peso y la hoja de datos del balance incluida en el Rotocraft Manual de Vuelo aprobado por la FAA.

El peso en vacío básico puede variar incluso en el mismo modelo de helicóptero debido a las diferencias en los equipos instalados.

PASOS PARA EL PESAJE.
1. Posicionar la balanza en un área de aproximadamente el nivel y revísalos para un ajuste adecuado a la posición cero. El peso se debe hacer en un lugar cerrado para evitar los efectos adversos de viento, tales como el aleteo de rotores y que el cuerpo se balancee.
 2. Coloque un Jack y la balanza debajo de cada plataforma de Jack y elevar el helicóptero encima del suelo.
3. Nivele el helicóptero con los Jacks, como se explica anteriormente (plomada).
4. Balancear cada escala y anotar la lectura.
5. Baje el helicóptero a la superficie del suelo con los Jacks, bloques y cualquier otro equipo utilizado entre las escalas y el helicóptero.
6. Deduzca este peso para obtener un peso neto. El total de las lecturas de escala netas es el peso del helicóptero.

LIMITACIONES DE PESO.
Las limitaciones de peso son necesarias para garantizar la integridad estructural del helicóptero, así como lo que le permite predecir el rendimiento del helicóptero con precisión.

Operaciones por debajo del peso mínimo podría impedirle alcanzar el número de revoluciones del rotor deseable durante autorrotaciones.

Entre los factores que pueden afectar al rendimiento incluyen la altura, la temperatura alta, y alta humedad, lo que da lugar a una altitud de alta densidad.

UNIVERSIDAD DON BOSCO.
Facultad de Aeronautica.
Tecnico en Mantenimiento Aeronautico.
Sistema de avicion III.
Ing. Fredith Duarte.

Adriel Benjamin Moreno Elias.
Carlos Alexander Faustino.
Isai Efrain Gonzalez Ramos.

PESO Y BALANCE.
CG DEL HELICOPTERO.
El centro de gravedad se define como el punto teórico donde todo el peso de la aeronave se considera a concentrarse.

El rango permitido en la que el centro de gravedad puede estar se llama el "rango de CG." El centro de gravedad y el rango exacto se especifican en el manual de vuelo del helicóptero para cada helicóptero.

DATUM.
El balance se determina por la ubicación del CG, que por lo general se describe como un número dado en pulgadas desde el punto de referencia.

El punto de referencia lateral, por lo general se encuentra en el centro del helicóptero. La ubicación de los puntos de referencia de referencia es establecida por el fabricante y se define en el manual de vuelo del helicóptero.

CALCULOS DE PESO Y BALANCE.
Al determinar si el helicóptero se carga correctamente, debe responder a dos preguntas:

1. ¿Es el peso bruto inferior o igual al peso bruto máximo permitido?

2. ¿Es el centro de gravedad dentro del rango permisible CG, y va a permanecer dentro del rango admisible como combustible se quema?

CALCULOS DE PESO Y BALANCE.
Dado que el peso y balance son tan importantes para la operación segura de un helicóptero, es importante saber cómo controlar esta condición para cada dispositivo de carga. La mayoría de los fabricantes de helicópteros usan uno de dos métodos, o una combinación de los métodos, para comprobar las condiciones de peso y balance.

METODO COMPUTACIONAL.
Con el método computacional, se utilizan las matemáticas sencillas para resolver problemas de peso y Balance. El primer paso es buscar el peso vacío básico y el momento total para el helicóptero particular. Si el centro de gravedad es dado, también se tiene que tener en cuenta. El CG en peso en vacío puede ser considerado como el brazo del helicóptero vacío. Este debe ser el primer punto registrado en el formulario de peso y equilibrio.

En este ejemplo, el peso del helicóptero de 1.700 libras se registra en la primera columna, su CG o el brazo de 116,5 centímetros en el segundo, y su momento de 198 050 libras pulgadas en el último. Tenga en cuenta que el peso del helicóptero, multiplicado por su CG, es igual a su momento.

METODO DE CARTA DE CARGA.
Se puede determinar si el helicóptero está dentro de límites CG utilizando una tabla de carga y peso. Para utilizar esta tabla, primero se obtiene el subtotal el peso en vacío, el piloto y los pasajeros. Este es el peso en el que se introduce el cuadro de la izquierda. El siguiente paso es seguir las líneas diagonales para el equipaje y luego como combustible para llegar a su peso final y CG. Cualquier valor en el sobre o en el interior se encuentra dentro de los rangos.

EJEMPLO DE CALCULO DEL CG.
Para determinar CG longitudinal y lateral de un helicóptero, un problema de la muestra se utiliza para un helicóptero típico. En la preparación para encontrar el peso en vacío y el CG, la siguiente información se toma de la certificación de tipo hoja de datos del helicóptero.

Datum: La ubicación es 90,7 pulgadas delante de la nariz.
Medios de nivelación: plomada desde la derecha dentro de la parte superior del compartimiento de equipaje.
Peso máximo: 8,250 libras.
Tripulación mínima: 1 piloto pesa 165 libras.
Equipaje máximo: 500 libras ubicadas entre la estación 268 y la estación 324.
Capacidad de combustible: 247.1 litros de combustible utilizable en la estación 263.3.
Capacidad de aceite: 3,7 litros a 263,3.
Puntos Jack: El punto de toma de avance se encuentra en la estación de 151,0 y la línea de tope cero. Los puntos de elevación de popa se encuentran en la estación de 290,15 y la línea de tope 23,0 y -23,0

EJEMPLO DE CALCULO DEL CG.
Al igual que cualquier aeronave, el helicóptero se prepara para el pesaje por los siguientes pasos:
Limpiar y eliminar todos los artículos sueltos. Drene el combustible de los tanques y llenar el aceite hidráulico y aceite de la transmisión. Coloque la aeronave en un hangar cerrado y retire los amarres del rotor. Ponga a cero la balanza y colocar una célula de carga entre cada Jack pad y Jack. Nivelar el helicóptero longitudinal y lateralmente. [Figura 6-29]

Una vez que todo el peso del helicóptero está en reposo en las células de carga y el avión se nivela, registrar las lecturas de la escala. Dado que se utilizan balanzas electrónicas, no hay peso de tara. En este ejemplo, los pesos de escala son:
Punto de Jack frontal 2,405 lb. En la estación +151
Punto de jack izquierdo 2,718 lb. En la estación +290.15
Punto de Jack derecho 2,855 lb. En la estación +290.15
Peso total 7,978 lb.

El cálculo de la CG lateral es similar a la CG longitudinal excepto que la línea del extremo "0" se utiliza como el punto de referencia. Las líneas a la derecha se designan (+), mientras que las líneas a la izquierda se designan (-). La fórmula utilizada para el cálculo de un centro de gravedad lateral es:

FUNCIONES DEL OPERADOR.
El operador garantizará que durante cualquier fase de la operación, la carga, peso y centro de gravedad del avión cumplan con las limitaciones especificadas en el Manual de vuelo del avión aprobado.

El operador debe determinar el peso de todos los elementos de operación y de los miembros de la tripulación que se incluyen en el peso básico operacional del avión; pesándolos o empleando pesos normalizados.

DETERMINACION DEL PESO BASICO OPERACIONAL DE UN AVION.
Se realiza mediante los 4 literales siguientes:

Pesaje del avión.

Peso de la flota y posición del CG

Número de aviones que se pesarán para obtener los valores de flota

Procedimiento de pesaje

DOCUMENTACION DE PESO Y BALANCE.
DOCUMENTACION.
El operador debe preparar la documentación de peso y balance antes de cada vuelo especificando la carga y su distribución. La documentación de peso y balance debe permitir al piloto al mando la determinación de que la carga y su distribución sean tales que no se excedan los límites de peso y balance del avión.

El operador debe especificar en su Manual de Operaciones los procedimientos para cambios de última hora en la carga.

DOCUMENTACION DE PESO Y BALANCE.
Cambios de última instancia. Si ocurren cambios de última instancia, después de la finalización de la documentación de peso y balance, el Comandante debería de ser notificado y el cambio debería ser registrado en la documentación de peso y balance.

FORMAS A LLENAR.
FORMA DE PESO Y BALANCE.
Cuando se realiza peso y balance se debe llenar la documentación respectiva. La fórmula de peso y balance es necesaria y tiene que contener todo los requerimientos que exige la RAC OPS en su sección 1625.

No hay una forma estándar para esta forma ya que dependerá de la aerolínea o fabricante que diseñe esta forma.

FORMULA DE ALTERACION Y REPARACION MAYOR.
El Formulario 337 se desarrolló para cumplir con dos propósitos:
Proveer a los propietarios/operadores de aeronaves, de un registro de las inspecciones de habilitación, de las reparaciones, de las alteraciones, y de las reconstrucciones, con los detalles de los trabajos realizados
La aprobación correspondiente, y el otro es notificar a la AAC el estado de la aeronave a través del envío del original de este formulario para su inclusión en el legajo de la misma, logrando así que este refleje su situación actualizada.

COSTOS.
Según El PLIEGO DE CARGOS POR LOS SERVICIOS PRESTADOS POR LA AUTORIDAD DE AVIACION CIVIL (AAC) sección quinta – inspección de mantenimiento y operaciones- Los costos de inspección por algún cambio de componentes, modificaciones o reparación mayor lo cual afectara el peso y balance del helicóptero son los siguientes:
BENEFICIOS.
Una de las ventajas o beneficios que se presenta cuando realizamos peso y balance es que estamos reduciendo el nivel de riesgo de que la aeronave o helicóptero sufra un percance por un mal balance, lo cual si llegara a suceder se perdería toda la estabilidad de la aeronave en vuelo.

Además de ello el realizar el C.G más preciso en la aeronave es de mucha ayuda, el peso y balance resulta esencial para un vuelo cómodo tanto para pasajeros o carga como para los pilotos y económico

CONCLUSION.
Para asegurar que una aeronave vuele recto y nivelado es necesario realizar un proceso que llamamos peso y balance. Cuando un helicóptero sale de su fabricación se da un certificado donde está especificado el peso en vacío del mismo, así como también la ubicación de su centro de gravedad. Estos son los valores iniciales, o de fábrica. Pero las aeronaves durante su vida útil sufren diversos cambios que pueden afectar el peso y por ende la ubicación de su CG.

Por ello es de suma importancia saber la ubicación del CG de un helicóptero, para así poder determinar si este se encuentra dentro de los límites establecidos por el fabricante y así poder determinar si se encuentra pesado de nariz o de cola y proceder a los procedimientos de balanceo que fueron explicados. De esta forma se estará garantizar que la aeronave tendrá un vuelo nivelado, seguro y eficiente, resultando en un beneficio tanto para los pilotos, propietarios como también para el helicóptero mismo.

BIBLIOGRAFIA.
GRACIAS POR SU ATENCION PRESTADA
.
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