¿Qué significa %MAC?

%MAC (Porcentaje de cuerda aerodinámica media) es un cálculo matemático que muestra dónde está el centro de gravedad sobre el ala. Los cálculos son bastante sencillos y la fórmula genérica es la misma para todos los aviones. Todo lo que uno tiene que hacer es averiguar los números e insertarlos en la fórmula.

¿Cómo se calcula el %MAC?

Los pilotos, despachadores o capitanes de carga calcularán el peso y centrado con respecto al datum de la aeronave. Desafortunadamente, necesitamos cambiar dónde está el punto de referencia desde el (datum) hasta el frente del ala llamado cuerda aerodinámica media del borde de ataque (LEMAC). También se calcula una cuerda aerodinámica media del borde de fuga (TEMAC). TEMAC - LEMAC = Ancho del ala.

LEMAC y TEMAC son fáciles de calcular para aeronaves de ala recta. Es simplemente la medida desde donde comienza y termina el ala desde el punto de referencia. Para los aviones de ala en flecha no es tan simple. Como resultado, los ingenieros aerodinámicos calculan cuál es el promedio del LEMAC al promediar la raíz y la punta del ala. El mismo proceso ocurre para calcular TEMAC.

%MAC es simplemente un cálculo de qué tan lejos está el CG del LEMAC. Si el CG está en LEMAC, podemos decir que está en 0% MAC. CG en TEMAC significa que el CG está al 100% MAC.

En la imagen a continuación, podemos observar que el % MAC está alrededor del 10 % MAC.

Aquí está la fórmula genérica:

La fórmula es excelente porque todos los números son relativamente iguales para todos los aviones. Por ejemplo, un MAC del 13% significa que lo más probable es que estemos en nuestro límite de CG delantero o cerca de él. Esto debería darle instantáneamente al piloto una idea de cómo va a responder el avión en comparación con un piloto que intenta comprender qué significa un CG de 2,341.0 pulgadas detrás del punto de referencia para ese avión en particular. El último número puede ser diferente para cada tipo de avión, pero el 13 % de MAC será el mismo. La única diferencia es dónde se encuentra el límite de CG delantero para ese avión en particular.

Un poco de historia, y tal vez un ingeniero pueda ampliar la idea. La fórmula básica de peso y equilibrio es$\mathrm{Weight} (W) \times \mathrm{Arm} (A) = \mathrm{Moment} (M)$. Lo que puede no ser obvio es que podemos usar esta fórmula para descubrir por qué %MAC es importante.

Echar un vistazo a la imagen de arriba. Hay un momento entre CG y CP y otro momento entre CP y la cola hacia abajo. Estos momentos deben igualarse para que el avión esté en equilibrio. Si el CG avanza, el Momento n.° 1 se vuelve más grande y, para compensar, la fuerza de la cola hacia abajo debe aumentar. Podemos aumentar la fuerza de la cola hacia abajo con el ajuste del estabilizador de morro hacia arriba. El mismo análisis se puede hacer cuando el CG se mueve hacia atrás.

Si este es el caso, hay una configuración de recorte de cabeceo específica para cada combinación de %MAC y velocidad aerodinámica. La mayoría de los pilotos de aviones establecerán un ajuste de ajuste de cabeceo de despegue específico para el despegue basado en %MAC de modo que si el piloto pierde un motor después$V_1$la compensación se establecerá para una velocidad alrededor$V_2$.

Como señala @abelenky en su comentario, es la Cuerda Aerodinámica Media del ala. Esta no es exactamente la media matemática de la cuerda de las alas, sino un tamaño que incluye el efecto amortiguador de un ala cabeceante que escala con el cuadrado de su cuerda. La parte % solo muestra que esta longitud se da como un porcentaje de la cuerda aerodinámica media.

A continuación, necesita una ubicación para esta unidad de longitud. Esta puede ser la ubicación MAC real del ala, otras aeronaves usan el borde de ataque de la raíz del ala como el punto cero longitudinal. Todos miden distancias en su propio sistema de coordenadas , positivo al revés. El manual del avión debe dar una definición exacta de cómo medir la ubicación correcta del CG.

Si la ubicación real del CG se encuentra dentro del rango dado por ambos números, puede continuar. Si el CG está por delante del número más pequeño, su autoridad de control podría no ser suficiente, las fuerzas de control de cabeceo serán demasiado pesadas para su comodidad y aumentarán tanto su velocidad de rotación como su velocidad de pérdida. Si el CG está detrás del número más grande, su estabilidad estática es demasiado pequeña o el avión podría incluso ser inestable. Además, las fuerzas de control de cabeceo serán muy bajas, por lo que corre el riesgo de dañar la aeronave con entradas de control demasiado grandes.

Un documento decía que la posición óptima del CG es de 13% MAC a 33% MAC.

Una posible mejor redacción de esa declaración es que la "posición de CG permitida es ..." o algo así. Por lo general, el término "posición óptima del CG" no se usa para un rango, sino para una posición determinada del CG que optimiza lo que desee optimizar. Por lo general, para aeronaves de categoría de transporte, se utiliza para referirse al CG objetivo de peso de combustible cero que produce la mejor economía de combustible.

Da la casualidad de que el rango de 13 % de MAC a 33 % de MAC son los límites de CG de aterrizaje típicos de los 747, así como los límites de cero combustible, rodaje y despegue con pesos bajos. Un valor de uso frecuente para el objetivo óptimo de peso de combustible cero para la mejor economía de combustible es 26.6% MAC. Adelante de ese valor significaría que quemaría más combustible, después del valor quemaría menos combustible pero comenzaría a tener efectos indeseables que superan la economía de combustible.

Si desea ver una visualización gráfica de dichos límites, vaya a 747.terryliittschwager.com , seleccione cualquier aeronave y, cuando aparezca la página de aeronaves, desplácese hacia abajo hasta ENVOLVENTES OPERATIVOS en la parte inferior de la página. Si lo desea, puede agregar combustible y carga y ver cómo afecta el CG.