Filosofía del control de movimiento del centro de gravedad

En un avión convencional, la distribución de la carga de combustible y la secuencia de consumo del mismo derivan, principalmente, de consideraciones sobre las cargas en las alas y de los desplazamientos del Centro de Gravedad (cg). Las cargas sobre las alas incluyen fuerzas aerodinámicas, peso propio, distribución de combustible y peso del fuselaje y su contenido.

En cualquier avión en vuelo estacionario, la carga total sobre las alas es igual al peso del avión. Los pesos del fuselaje, combustible y alas, incluyendo motores y góndolas son cargas hacia abajo. Las fuerzas aerodinámicas son cargas hacia arriba y hacia atrás, más un momento de torsión. Todo ello hace que se produzcan unas fuerzas cortantes y momentos flectores en el encastre de las alas. Ver la figura 1.

Los efectos de la distribución de combustible sobre esta fuerza cortante y momento flector pueden ilustrarse con el siguiente ejemplo: supongamos que un peso fijo de, digamos 1000 kg, se mueve desde el interior del fuselaje a un lugar a lo largo de la envergadura del ala. Obviamente la cortadura sobre el ala en el lado del fuselaje habrá sido reducida en 1000 kg. Si esta carga se ha colocado en el extremo, más allá de la góndola exterior, el momento flector resultante es igual al producto de esos 1000 kg por la distancia desde el encastre al punto de aplicación de la carga. Sin embargo, si la carga está aplicada más acá de la góndola interior, el momento flector se reduce, al reducirse la distancia del punto de aplicación de la carga. Consecuentemente con lo anterior, desde un punto de vista estructural, el combustible debería ser cargado desde el interior hasta el exterior. En vuelo, donde la fuerza de sustentación produce un momento flector contrario, el consumo debe ser al revés, desde el exterior hacia el interior, para así disminuir el momento flector resultante. Ver la figura 2.

También deberán ser tenidas en cuenta ciertas consideraciones sobre el movimiento del cg. A medida que el peso del avión se incrementa con la carga de pago hasta el peso máximo sin combustible, el único requerimiento es que el cg esté entre los límites indicados en la Hoja de Centrado y Carga. Sin embargo, en la carga de combustible, por la flecha del ala, el combustible de unos depósitos tienen más efecto que otros sobre el movimiento del cg, por eso se sigue una secuencia de carga que minimice el desplazamiento del mismo, llenando los depósitos de forma que se carguen alternativa y simultáneamente delante y detrás de la línea del cg, consiguiéndose que sus respectivos momentos se equilibren. Para ilustrar esto, en la figura 3 se muestra la secuencia de carga de un A340/600. Se puede observar en esta figura que primero se llenan parcialmente los depósitos 1, 2, 3 y 4, situados delante del cg. Después los depósitos exteriores, situados detrás del cg. El resto de la secuencia sigue la misma tónica, llenando simultáneamente depósitos situados delante y detrás del cg, hasta completar la carga.

En la figura 4 se muestra gráficamente este movimiento del cg a medida que se sigue la secuencia de carga. El consumo debe realizarse de forma inversa. Con ello se asegura que el centro de gravedad no sale de sus límites.

Es obligatorio realizar la carga y el consumo de combustible según indica el fabricante del avión en sus manuales.