% MAC (Percent Mean Aerodynamic Chord) is een wiskundige berekening die aangeeft waar het zwaartepunt zich boven de vleugel bevindt. De berekeningen zijn vrij eenvoudig en de generieke formule is voor alle vliegtuigen hetzelfde. Het enige dat u hoeft te doen, is de cijfers uitzoeken en in de formule invoegen.

Hoe wordt% MAC berekend?

Piloten, dispatchers of load masters zullen het gewicht en de balans berekenen met betrekking tot het vliegtuignulpunt. Helaas moeten we veranderen waar het referentiepunt is van de (datum) naar de voorkant van de vleugel, de zogenaamde leading edge mean aerodynamic chord (LEMAC). Er is ook een achterrand gemiddelde aerodynamische koorde (TEMAC) die wordt berekend. TEMAC - LEMAC = Wing width.

LEMAC en TEMAC zijn eenvoudig te berekenen voor vliegtuigen met rechte vleugels. Het is gewoon de meting van waar de vleugel begint en eindigt vanaf het nulpunt. Voor vliegtuigen met veegvleugels is het niet zo eenvoudig. Als gevolg hiervan berekenen aerodynamische ingenieurs waar het gemiddelde van de LEMAC ligt door de vleugelwortel en de vleugeltip te middelen. Hetzelfde proces gebeurt voor het berekenen van TEMAC.

% MAC is gewoon een berekening van hoe ver de CG van de LEMAC is verwijderd. Als de CG zich bij de LEMAC bevindt, kunnen we zeggen dat deze op 0% MAC staat. CG bij TEMAC betekent dat de CG op 100% MAC staat.

In de onderstaande afbeelding kunnen we de% MAC zien als ongeveer 10% MAC.

Hier is de algemene formule:

$$ \% \ mathrm {MAC} = \ frac {\ mathrm { CG} - \ mathrm {LEMAC}} {\ mathrm {WingWidth}} \ maal 100 $$

De formule is geweldig omdat alle cijfers relatief hetzelfde zijn voor elk vliegtuig. Een MAC van 13% betekent bijvoorbeeld dat we hoogstwaarschijnlijk op of dichtbij onze voorwaartse CG-limiet zijn. Dit zou de piloot onmiddellijk een idee moeten geven van hoe het vliegtuig zal reageren, vergeleken met een piloot die probeert te begrijpen wat een zwaartepunt van 2.341,0 inch achter het nulpunt betekent voor dat specifieke vliegtuig. Het laatste nummer kan voor elk vliegtuigtype anders zijn, maar 13% MAC is hetzelfde. Het enige verschil is waar de voorwaartse CG-limiet zich bevindt voor dat specifieke vliegtuig.

Een beetje achtergrondinformatie, en misschien kan een ingenieur de gedachte uitbreiden. De basisformule voor gewicht en balans is $ \ mathrm {Weight} (W) \ times \ mathrm {Arm} (A) = \ mathrm {Moment} (M) $ . Wat misschien niet voor de hand ligt, is dat we deze formule kunnen gebruiken om erachter te komen waarom% MAC belangrijk is.

Bekijk de bovenstaande afbeelding eens. Er is een moment tussen CG en CP en een ander moment tussen CP en neerwaartse kracht. Deze momenten moeten gelijk worden voordat het vliegtuig in evenwicht is. Als het zwaartepunt naar voren beweegt, wordt Moment # 1 groter en moet de neerwaartse kracht toenemen om te compenseren. We kunnen de kracht van de staart naar beneden vergroten met een stabilisatorstang op de neus. Dezelfde analyse kan worden gemaakt wanneer het zwaartepunt naar achteren beweegt.

Als dit het geval is, is er een specifieke pitch-trim-instelling voor elke combinatie van% MAC en luchtsnelheid. De meeste jetpiloten zullen een specifieke starthellingtrim-instelling voor het opstijgen instellen op basis van% MAC, zodat als de piloot een motor verliest na $ V_1 $ , de trim wordt ingesteld op een snelheid rond $ V_2 $ .

Zoals @abelenky in zijn commentaar opmerkt, is dit het gemiddelde aerodynamische akkoord van de vleugel. Dit is niet precies het wiskundige gemiddelde van het akkoord van de vleugels, maar een grootte die het dempende effect van een werpende vleugel omvat die schaalt met het kwadraat van zijn akkoord. Het% -deel laat alleen zien dat deze lengte wordt gegeven als een percentage van de gemiddelde aerodynamische koorde.

Vervolgens heb je een locatie nodig voor deze lengte-eenheid. Dit kan de daadwerkelijke MAC-locatie van de vleugel zijn, andere vliegtuigen gebruiken de voorrand van de vleugelwortel als het nulpunt in de lengterichting. Alle meten afstanden in hun eigen coördinatensysteem, positief achteruit. De vliegtuighandleiding moet een exacte definitie geven hoe de juiste zwaartepuntlocatie moet worden gemeten.

Als de werkelijke zwaartepuntlocatie binnen het bereik valt dat door beide cijfers wordt aangegeven, kun je veilig gaan. Als het zwaartepunt voor het kleinere nummer staat, is uw controlebevoegdheid mogelijk niet voldoende, zijn de pitchcontrolekrachten te zwaar voor comfort en gaan zowel uw rotatiesnelheid als uw overtreksnelheid omhoog. Als het zwaartepunt achter het grotere getal staat, is uw statische stabiliteit te klein of is het vliegtuig mogelijk zelfs onstabiel. Ook zullen de pitch control-krachten erg laag zijn, dus je loopt het risico het vliegtuig te beschadigen met te grote controle-inputs.

Een document zei dat de optimale CG-positie van 13% MAC tot 33% MAC is.

Een mogelijk betere formulering van die verklaring is dat de "toegestane CG-positie is ... 'of zoiets. Meestal wordt de term "optimale zwaartepuntpositie" niet gebruikt voor een bereik, maar voor een bepaalde zwaartepuntpositie die alles optimaliseert wat u wilt optimaliseren. Meestal wordt het voor vliegtuigen uit de transportcategorie gebruikt om te verwijzen naar het beoogde zwaartepunt van nul brandstof dat het beste brandstofverbruik oplevert.

Het bereik van 13% MAC tot 33% MAC is namelijk typische zwaartepuntslimieten van 747s voor landingen. evenals de nul-brandstof-, taxi- en startlimieten bij lage gewichten. Een vaak gebruikte waarde voor het optimale streefgewicht van nul brandstof voor het beste brandstofverbruik is 26,6% MAC. Voorwaarts van die waarde zou betekenen dat u meer brandstof zou verbranden, achter de waarde zou u minder brandstof verbranden, maar zou ongewenste effecten beginnen te hebben die opwegen tegen het brandstofverbruik.

Als u een grafische weergave van dergelijke limieten, ga naar 747.terryliittschwager.com, selecteer een vliegtuig en als de vliegtuigpagina verschijnt, scrol je naar beneden naar de OPERATING ENVELOPES onderaan de pagina. Indien gewenst kunt u brandstof en lading toevoegen en kijken hoe dit het zwaartepunt beïnvloedt.