Ünite 7: Ağırlık ve Denge Çizelgeleri-II

Giriş

Yük ve denge formu (Load and Trim Sheet) bir uçağın ağırlık ve dengesinin hesaplanması için kullanılan yöntemlerden biridir. Yük ve denge formu;

• Yük dağılım formu ve
• Denge formu şeklinde iki ana bölümde incelenebilir.

Yük ve Denge Formu

Denge Formu

Uçuş emniyeti yönünden yüklerin toplam ağırlığı kadar bu yüklerin uçak içerisindeki dağılımları, bir başka ifadeyle yüklemenin dengeli olması da önemlidir. Yük dağılımının kontrolünden pilotlar sorumludur. Uçak denge dağılımının boylamasına eksen boyunca Ortalama Aerodinamik Veter (MAC) içerisinde olması beklenir. Boylamasına eksendeki denge ile uçuş kararlılığı sağlanır. Örneğin uçağın ön tarafının ağır olacak şekilde yüklenmesi uçağın boylamasına kararlılığın ve yunuslama (pitch) konumunun kontrolünde problemlere yol açabilir. Boylamasına eksende yanlış yükleme özellikle kalkış ve iniş sırasında emniyeti tehlikeye atabilmektedir.

Denge formu sayesinde boylamasına eksende uçuşun çeşitli safhalarında emniyetli sınırlar içerisinde kalınıp kalınmadığına bakılır (S:144, Şekil 7.2).

Yolcu Kompartıman Dağılımı

Uçağın üst katında (upper deck) yolcu koltuklarının dağılımı kompartımanlara bölünmüştür. Yükleme ve dağılım formunda yolcu dağılımının dengeli yapılabilmesi için yolcuları taşıyan ambar, uçak burnundan başlayarak kuyruğa doğru kompartımanlara ayrılmıştır.

Yolcu kompartıman dağılımı (passenger compartment division) tablosu ile kompartımanlara düşen koltuk sayısı yük ve denge formunda verilir. Yolcu kompartıman tablosu içerisinde kompartımanlar içerisindeki koltuk sayıları (number of seats–No. Of Seats) ve sıra sayıları (row) yer alır.

Uçak Kuru İşletme Ağırlığı İşaretleme

Havayolu işletmesi, uçağın kuru işletme ağırlığına (DOW) dâhil olan tüm operasyon unsurlarının ve mürettebatın ağırlığını tartarak veya standart bir ağırlık kullanarak kuru işletme ağırlığı (DOW) belirlemekten sorumludur. Havayolu işletmesi bu nedenle her uçak alımında uçağın imalatçı boş ağırlığı (MEW) ve buna karşılık gelen ağırlık merkezinin hesaplanması için tartma işlemini yapar. Kuru işletme ağırlığı belirlenirken tüm operasyon unsurlarının ve mürettebatın konumlarının uçağın ağırlık merkezi üzerindeki etkisi havayolu işletmesi tarafından tespit edilir. Yük ve denge formunda havayolu işletmelerinin iki seçeneği bulunmaktadır:

• Her uçağı birbirinden bağımsız düşünüp hepsi için ayrı ayrı kuru işletme ağırlığı ve indeksi değerleri saptamak.
• Bir grup uçağı tek bir filo içinde aynı kabul edip yükleme ve denge formu çizelgelerinde aynı değerleri kullanmak.

Denge formu moment hesaplamasını görsel olarak yaptığı için kolaylaştırır. Yolcu kompartımanına oturan bir kişinin ve kargo kompartımanına yüklenen yükün momente etkisi denge formu üzerinde basit bir yöntemle hesaplanır. Bu yöntemde her bir kompartıman için cetvel benzeri bir çizelge kullanılır. Her bir çizgi ilgili kompartıman içerisindeki yükün miktarına göre dengenin uçağın ağırlık merkezine etkisini hesaplar.

Kargo Kompartımanlarında Denge Hesaplaması

Denge formu üzerinde kompartımanlara yüklenen yükler ayrı ayrı belirtilir. Uçak içerisindeki kompartımanların uçağın ağırlık merkezine (CG) uzaklıkları birbirlerinden farklıdır. Bu nedenle moment hesaplamalarındaki etkisi de farklı olacaktır. Denge formu üzer inde bu hesaplamalar için kompartımanın uçak içerisinde bulunduğu yere bağlı olarak çizgiler çizilir. Çizgilerin yönü ve uzunluğu her satıra özgü derecelendirme (pitch) bilgisi ile gösterilir. Derecelendirme bilgisi her 1.000 kg için bir çizgi uzunluğu sola doğru çizgi çizileceğini gösterir.

Yolcu Kompartımanlarında Denge Hesaplaması

Yolcular 0 numaralı ambarda 0a’dan 0g’ye kadar ayrılmış kompartımanlar içinde oturmaktadır. Uçak içerisindeki yolcunun dağılımı da uçağın dengesini etkiler. Bu nedenle uçağın burun kısmından başlayarak uçağın kuyruk kısmına kadar oturmuş yolcuların dengeye etkisi hesaplanmalıdır. Denge formunda kargo ve bagajların yüklendiği alt kat hesaplamalarından sonra yolcuların uçak içerisindeki dağılımı hesaplanmalıdır.

Örneğin 0a kompartımanında 14 yolcu bulunmaktadır. 0a kompartımanının maksimum kapasitesi ise 15 yolcudur. 0a kompartımanı için denge formunda her 10 yolcu için (10 pax) sola doğru bir çizgi geçilmesi gerektiğini gösterir derecelendirme bilgisi verilmiştir. 0a kompartımanında bulunan 14 yolcu için sola doğru 1,4 birimlik bir çizgi çizilmiştir. Çizginin bittiği yerde bir sonraki kompartımanın hesaplamasının yapılabilmesi için alt satıra geçilmiştir.

0b kompartımanı için denge formunda her 10 yolcu için (10 pax) sola doğru bir çizgi geçilmesi gerektiğini gösterir derecelendirme bilgisi vardır. Bu kompartımanda bulunan 12 yolcu için 1,2 birimlik sola çizgi çizilerek bir alt satıra geçilmiştir.

Yakıtın Dengeye Etkisinin Hesaplanması

Kompartımanlardaki yükün dengeye etkisinin hesaplamaları bittiği için bir sonraki satırda yakıtın dengeye etkisi hesaplanacaktır. Uçak içerisindeki yakıtın dengeye etkisinin belirlenebilmesi için yakıt indeksi düzeltme tablosunun (Fuel Index Correction Table) kullanılması gerekir. Yakıt tanklarının uçak yapısındaki yeri ve büyüklükleri farklılık gösterdiği için yakıt indeksi düzeltme tablosu uçak tipine göre farlılık göstermektedir.
Yakıt düzeltme tablosunda uçak içerisindeki yakıtın miktarına karşılık gelen indeks değeri (index units) denge formunda hesaplama için kullanılır. Örnek denge formunda seyahat yakıtı 14.500 kg’dır. Yakıt indeksi düzeltme tablosunda bu değer 12,9’a karşılık gelmektedir. Uçak seyahati süresince yakılacak yakıt miktarı da hesaplanmalıdır:

İnişte Kalan Yakıt = Toplam Yakıt – Seyahat Yakıtı

Uçak seyahati süresince 8.500 kg yakıt yakacaktır. Bu bilgilere göre:

İnişte Kalan Yakıt = 14.500 kg – 8.500 kg = 6.000 kg olacaktır.

İnişte uçakta kalacak yakıt miktarı olan 6.000 kg’nin yakıt indeksi düzeltme tablosunda karşılık geldiği değer -6’dır (S:151, Şekil 7.24).

Yakıt indeksi düzeltme tablosunda bulunan -12,9 değeri denge formu üzerinde yakıt indeksi (Fuel Index) satırına yazılır. Denge formunda yakıt indeksi düzeltmesi için derecelendirme bilgisine bakılır. Derecelendirme bilgisi negatif ve pozitif değerlere göre denge formunda çizgi ile yapılan hesaplamada yön bilgisini vermektedir.

Denge formunda yük ve yolcu hesaplamaları sonucu üst satırdan gelen çizgi derecelendirme bilgisine bakılarak yakıt indeksine göre çizilir. Böylece uçak içerisindeki yakıtın dengeye etkisi hesaplanabilir.

Ağırlık Merkezi Zarfı Hesaplamaları

Örnek denge formu hesaplamasındaki uçağın iniş ağırlığı (LW) 53.670 kg’ dir. Uçak seyahati süresince yakılacak yakıt miktarı 8.500 kg sonrasında uçak yakıt tanklarında kalacak 6.000 kg yakıt vardır. Uçak bu yakıt ile piste teker koyacaktır. Uçak yakıt tankında kalan ağırlığın dengeye etkisinin hesaplandığı çizgi örnek denge formunun yakıt indeksi bölümünde ortadaki çizgidir. Uçağın iniş ağırlığı olan 53.670 kg değeri örnek denge formu ağırlık merkezi zarfının sol tarafındaki skaladan bulunur ve üst satırdan gelen yakıt indeksi çizgisi ile çakıştırılarak “LM” (Landing Mass) kısaltması ile gösterilir.

Sıfır yakıt ağırlığının (ZFW) değeri örnek denge formundan 47.670 kg’dır. Uçağın denge hesaplamasının sonucu yakıt indeks düzeltmesi satırına gelen ilk çizgi uçağın sıfır yakıt ağırlığının denge hesaplamasıdır. Bu çizgi örnek denge formu hesaplamasında soldan üçüncü çizgi olup doğrudan ağırlık merkezi zarfına indirilmiştir. Uçağın sıfır yakıt ağırlığı olan 47.670 kg değeri örnek denge formu ağırlık merkezi zarfının sol tarafındaki skaladan bulunur ve üst satırdan gelen sıfır yakıt ağırlığı denge hesaplaması çizgisi ile çakıştırılarak “ZFM” (Zero Fuel Mass) kısaltması ile gösterilir.

Ağırlık merkezi üzerinde yapılan iniş ağırlığı ve sıfır yakıt ağırlığı hesaplamaları uçuş sınırlamalarının kontrol edilmesi için kullanılır. Sınır değerlerini zarfın her iki ucundaki işletme sınırları belirtir. Ağırlık merkezi zarfının şekli ve sınırlamaları üretici tarafından tayin edilir. Bu sınırlamalar uçağın operasyon koşulları altında yapısal hasara uğrama veya kararsızlık sınırlarını verir. Ağırlık ve denge hesaplamaları sonucu yapılan çizimlerin ağırlık merkezi zarfı içerisindeki kalın çizgiler ile gösterilen işletme sınırlamaları (operat ional limits) içerisinde olması beklenir.

Ortalama aerodinamik veterin yerinin belirlenmesi amacıyla ağırlık merkezi zarfı içer isinde kalkış ağırlığı için yapılan işaretlemenin % MAC değeri bulunur. Örnek denge formu için %MAC değeri 9’dan 25’e kadar devam etmektedir. Kalkış ağırlığı (TOM) etkisinin bulunması amacıyla yapılan hesaplama sonucunda yapılan işaretleme 18 ile 19 %MAC arasında kalmaktadır.

Örnek denge formunda yaklaşık olarak kalkıştaki uçağın ortalama aerodinamik vetere etkisinin yüzde değeri 18,3 olarak belirlenmiştir. Hesaplamalar sonucunda bulunan 18,3 değeri kalkıştaki ortalama aerodinamik veterin yüzde (MAC at TOM) kutucuğuna yazılır.

Bu değer pilot tarafından uçağın trim ayarının yapılmasında kullanılacaktır. Böylece uçuş süresince aerodinamik ortalama veterden kayma nedeniyle oluşacak etkiler en aza indirilir. Örneğin uçağın kuyruk kısmına doğru bir kayma varsa yapılan trim ayarı ile kuyruk sürtmesi gibi kazaların önüne geçilebilecektir.

Uçak Yükleme Hataları

Uçak yüklemede yolcu, kargo ve bagajın uygun pozisyonlara yüklenmesi gerekmektedir. Bazı durumlarda yükün kesin ağırlık değerleri bilinmeyebilir.

Ağırlık Merkezinin Ön Sınırlarda Olması

Uçağın boylamasına eksenindeki kararlılığı, uçak burnunun yunuslama salınımlarına karşı yeniden denge noktasına dönebilme yeteneğidir. Yükleme sonunda ağırlık merkezinin ön sınıra doğru kayması uçuş kararlılığını bozar. Ağırlık merkezinin ön sınırına kadar kaymış olması uçak burnunun fazla ağır olması anlamına gelmektedir. Bu durumdaki bir uçağın kalkışında; normalden daha uzun bir kalkış mesafesine ve teker kesme için daha yüksek sürate gerek duyulur. Çünkü uçağın burnu ağır olduğu için burnu kaldırmak için daha fazla kuyruk basıncına gerek vardır. Pist kısa ise, uçakta ağırlık merkezi tam ön sınırında olacak şekilde yüklenmişse pist sonundaki mânia asma noktasına kadar havalanma mümkün olmayabilir.

Düz uçuşta ağırlık merkezinin ön sınırlarda olması halinde uçağın düz uçuş yapabilmesi için daha yüksek bir motor gücüne gereksinim duyulur. Çünkü uçağın burnu sürekli aşağı inme eğiliminde olacaktır. Bunun düzeltilmesi için yapılan trim ayarı irtifa dümeni üzerindeki sürtünmeyi arttırır. İrtifa dümeninde meydana gelen basınç uçağın yüzeyinde ek yüke neden olur. Böylece uçuş daha uzun zaman ve daha fazla yakıt harcayarak yapılır.

Ağırlık merkezi ön sınırda kalacak şekilde yüklenmiş bir uçak ile yapılan uçuşun en kritik safhası iniştir. İniş için sürat azaltıldığında kontrol zorlaşacağından iniş çok sert olacaktır. Çünkü uçağın burnu daha ağır olduğundan uçağın burnu kontrolsüz biçimde yere çarpma eğiliminde olacaktır. İniş sırasında iniş takımının kontrolsüz yere çarpması, burun üstüne çöküşe ve uçakta yapısal hasarlara neden olabilir.

Ağırlık Merkezinin Arka Sınırlarda Olması

Yükleme sebebi ile uçağın ağırlık merkezinin arka sınıra doğru kayması uçağın kontrolünü ve uçuş istikrarını bozar. Uçağın ağırlık merkezi arka sınıra doğru yaklaşmışsa kuyruk kısmındaki yük, kalkış sırasında uçağın burnunu beklenenden çok daha erken kaldırmasına neden olur. Uçak yüklemesinde ağırlık merkezinin sınırların arkasında olması düz uçuşta kararsız olmasına ve kontrolün zorlaşmasına neden olacaktır. Sınırların arkasındaki yükleme nedeniyle irtifa dümeninin uçuşa tesiri azalır, irtifayı korumak için pilotun irtifa düzeltmelerini daha sık yapması gerekir. Özellikle yan rüzgârlı havalarda inişte uçak sıçramaya ve rule kaçırmaya eğilimli olacaktır. Ayrıca arka daha yüklü olduğu için inişte uçak kontrolden çıkma ve stall eğiliminde olabilir.

Pozisyon ve Ağırlık Hataları

Yükleme sırasında uçağın içerisine yapılan yüklemelerdeki pozisyon hataları ağırlık merkezinde hesaplananın dışında kaymaya neden olabilir. Kargo pozisyonunda yapılan hatalar boylamasına eksende ve yanal eksende olabilir. Yanal eksende uçak içerisine yüklenen konteynırlar sol veya sağ pozisyona hata ile yüklenebilmektedir. Yükleme yapan personel tarafından yükleme formu üzerindeki konteynır numarası vb. yanlış okunarak uçak üzerine yüklendiğinde uçak ağırlık merkezinde yanal eksende kayma olabilmektedir (S:156, Şekil 7.33). Yanal eksende yanlış yükleme uçuşun farklı safhalarında problemlere neden olmaktadır. Ayrıca uçak iniş takımları basta olmak üzere uçak yapısı da yanlış yüklemeden etkilenebilmektedir.

Boylamasına eksendeki yükleme hataları ağırlık merkezinin ön veya arkaya kaymasına neden olacaktır. Yolcuların uçak içerisinde planlanandan farklı pozisyonlarda olmaları da uçağın yük ve dengesinin bozulmasına neden olmaktadır.