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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD TICOMAN INGENIERÍA AERONÁUTICA TESIS: “DISEÑO DEL MANIFIESTO DE PESO Y BALANCE DE LA AERONAVE AIRBUS 318-111” ASESORES: ING. OSCAR GRADILLA CAMARENA ING. LUIS GUSTAVO GARCIA ROJAS REYNOSO ING. RAFAEL OLMEDO PORTILLO ALUMNOS: ING. JOSÉ ANTONIO PÉREZ CAMACHO ING. JUAN CARLOS PETREARCE ESCAMILLA Agradecimientos Mi primer comentario va orientado a hacer un reconocimiento al Instituto Politécnico Nacional por ser una institución que lleva años generando desarrollo a través del conocimiento. La investigación en México no se lleva a cabo en la magnitud que debería hacerse; el apoyo hacia los proyectos es verdaderamente reducido; el interés general hacia la ciencia es pobre. No hay que olvidar que el nivel económico de un país es proporcional a su capacidad de producir tecnología. Me enorgullece que el IPN se mantenga como una institución que destina recursos a este rubro y mantiene, junto con otras instituciones de carácter público, viva la investigación en nuestro país. La primera persona a la que le tengo que agradecer es a mi madre, ya que gracias a su apoyo logré concluir mis estudios. Por más empeño que ponga en retribuir todos sus esfuerzos siempre estaré en deuda con ella porque depositó todo su trabajo y confianza en mí. Me abrió una puerta importantísima para mi vida personal y profesional. Además de eso, de ella he aprendido lo que es la responsabilidad porque en mi hogar nunca faltó lo indispensable; también le aprendí mucho la generosidad que tiene hacia todas las persona, por esta razón siempre es bien recibida en todos lados. Podría describirte mil cualidades, pero te quiero extender las dos más importantes: todo mi amor y mi admiración hacia la mujer más valiente que conozco. Quiero hacer mención ahora de alguien quien nunca me ha abandonado; alguien que siempre ha sido incondicional mío; alguien que es mi fuerza, mi consuelo, mi voluntad y mis sueños. Dios quiero agradecerte por haberme puesto en el lugar en que me pusiste. Tengo una deuda contigo y ésta consiste en hacer lo máximo para salir adelante. Debo agradecerte todas esas veces en que he sido capaz de demostrar carácter para afrontar situaciones complicadas. Tu esencia forma parte de mí y en tus palabras está la solución a mi necesidad espiritual que profundamente se manifiesta en mi mente y se difunde hacia todo mi ser. Finalmente, agradezco al apoyo de mis amigos, familia y en general a todas las personas que en el presente forman parte importante de mi vida por haberme extendido su mano. Estoy seguro de que si leen esto se darán cuenta a quienes me refiero. Todos y cada uno de ustedes que me conocen les hago saber el gran aprecio y la lealtad que se han ganado a través del tiempo de mi parte. Y a los estudiantes les digo: disfruten su estancia en la escuela porque, con todas sus dificultades, seguramente es una de las etapas más hermosas de nuestra vida. Enorgullezcan al Politécnico siguiendo una línea de comportamiento respetuosa, trabajadora y honesta. José Antonio Pérez Camacho. Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Agradecimientos Antes que nada estoy muy agradecido con Dios por tener a la mejor Mamá del mundo. Ya que en ella encontré todo el cariño, alegría, honestidad, sinceridad, apoyo y todas aquellas palabras que me hacen sentir orgulloso por ser su hijo. Además, también estoy agradecido con toda mi familia, amigos y todas aquellas personas muy queridas que siempre me apoyaron para realizar mis metas y que ahora comparto este triunfo con todos ustedes. Ahora quiero darle las gracias al Instituto Politécnico Nacional por haberme dado la oportunidad de ser miembro de su comunidad, la cual me enseño que los valores son muy importantes y que respetándolos nos llevan al éxito que busca el Politécnico para sus alumnos y que de ahora en adelante formarán diariamente parte de mi vida. También algo fundamental e importante son los Profesores que no solo cumplieron con su labor de enseñar sino que además fueron amigos y una guía fundamental para nuestro desarrollo profesional y personal. Por lo cual me permito hacer un amplio reconocimiento a ellos. Bueno también me permitiré decirles algo a las siguientes generaciones, exactamente a ustedes compañeros, que mi estancia que tuve en el Politécnico fue lo mejor que me paso como persona, alumno y actualmente como profesionista. Por lo cual les recomiendo que disfruten al máximo a la mejor institución de México el Instituto Politécnico Nacional ya que él les dará todas las herramientas para ser exitosos en la vida y sigan luchando por sus sueños, metas y todos aquellos proyectos que se propongan, que por mínimos que sean, estos serán los proyectos más asombrosos y que les dará la mayor satisfacción de su vida. ¡Gracias! Juan Carlos Petrearce Escamilla. Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Índice Tema Página ÍNDICE I OBJETIVO GENERAL V OBJETIVOS ESPECÍFICOS VII JUSTIFICACIÓN IX ALCANCE XI INTRODUCCIÓN XIII ABREVIATURAS XV CAPÍTULO 1 MARCO REGULATORIO NACIONAL E INTERNACIONAL 1.1 Introducción 1 1.2 Marco regulatorio nacional 3 1.2.1 Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) 3 1.3 Marco regulatorio internacional 6 1.3.1 Administración Federal de Aviación (FAA) 6 1.3.2 Regulaciones Federales de Aviación (FAR) 16 1.3.3 Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) 19 CAPÍTULO 2 CONCEPTOS BÁSICOS Y ANTECEDENTES DE PESO Y BALANCE 2.1 Introducción 31 2.2 Definiciones generales y conceptos 33 2.2.1 Masa 33 2.2.2 Peso 33 2.2.3 Fuerza gravitacional 34 2.2.4 Aceleración de la gravedad 35 2.3 Cálculo de momentos y centro de gravedad 36 2.3.1 Centro de masa / centro de gravedad 36 2.3.2 Cálculo del momento 37 2.3.3 Centro de gravedad y localización del centro de gravedad 38 Página I Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Índice Tema Página 2.4 Definición de la cuerda aerodinámica media y unidades índice 41 2.4.1 Cuerda aerodinámica media 41 2.4.2 Porcentaje de la cuerda aerodinámica media 41 2.4.3 Ecuación de unidades índice 42 2.5 Definiciones de peso y limitaciones 46 2.5.1 Definicionesoperativas de peso 46 2.5.2 Limitaciones de peso 48 2.6 Datos operacionales de peso y balance 51 2.6.1 Pesado de la aeronave 51 2.6.2 Cálculo del peso básico y posición de su centro de gravedad 56 2.6.3 Cálculo del peso operacional y unidad índice 59 2.7 Características de la aeronave 63 2.7.1 Vistas de la aeronave y dimensiones principales 63 2.7.2 Eje de referencia 64 2.8 Principio de cálculo para los errores 64 2.8.1 Límites certificados o de diseño 65 2.8.2 Propósito de calcular los errores 66 2.8.3 Orígenes del error 66 CAPÍTULO 3 DESARROLLO DE LA ENVOLVENTE OPERACIONAL 3.1 Introducción 67 3.2 Procedimiento de cálculo 69 3.2.1 Orígenes de los errores 69 3.2.2 Método general para los errores de carga 69 3.2.3 Error resultante 70 3.3 Error en el peso vacío de operación 71 3.3.1 Reglamentación en el pesaje de una aeronave 71 3.3.2 Error en el peso vacío de operación 73 3.4 Error debido a la carga de los compartimientos 73 3.4.1 Error en el peso 73 3.4.2 Error en el balance 74 3.4.3 Error resultante de carga 80 Página II Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Índice Tema Página 3.5 Error debido a los pasajeros abordo 81 3.5.1 Error en el peso 81 3.5.2 Error en la distribución de pasajeros 88 3.5.3 Error resultante de los pasajeros abordo 90 3.6 Error debido al combustible 91 3.6.1 Error debido a la variación en peso del combustible 91 3.6.2 Error del combustible debido a la densidad 102 3.6.3 Error resultante del combustible 104 3.7 Partes móviles 105 3.7.1 Tren de aterrizaje 105 3.7.2 Flaps y slats 105 3.8 Movimientos en la sección de pasajeros durante el vuelo 106 3.8.1 Movimientos realizados desde el empenaje hacia la nariz 107 3.8.2 Movimientos realizados desde la nariz hacia el empenaje 110 3.9 Error de método 111 3.9.1 Determinación de las diferentes escalas 111 3.9.2 Error gráfico 113 3.10 Margen operacional por fase 114 3.10.1 Sumario de errores 114 3.10.2 Tolerancia básica 116 3.10.3 Tolerancia de despegue 116 3.10.4 Tolerancia de aterrizaje 116 3.10.5 Tolerancia de Vuelo 117 3.11 Límites operacionales 117 3.11.1 Limites delanteros 117 3.11.2 Límites traseros 119 CAPÍTULO 4 ESQUEMATIZACIÓN 4.1 Introducción 121 4.2 Descripción del formato del manifiesto de peso y balance 123 4.3 Gráfico de escalas 132 Página III Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Índice Tema Página 4.3.1 Gráfico de escala de unidad índice 132 4.3.2 Gráfico de escala de cabina 133 4.3.3 Gráfico de escala del compartimiento 134 4.3.4 Gráfico del vector de llenado de combustible 136 4.3.5 Gráfico de las líneas de porcentaje de la cuerda aerodinámica media 138 4.3.6 Gráfico de envolventes operacionales 143 4.4 Envolvente de cero combustible 146 CAPÍTULO 5 LLENADO DEL MANIFIESTO DE PESO Y BALANCE 5.1 Introducción 159 5.2 Pasos del llenado del manifiesto de peso y balance 161 5.2.1 Ejemplo del llenado del manifiesto de peso y balance 166 CONCLUSIONES 169 APÉNDICE 171 Sección 1 Limitaciones 171 Sección 2 Límites de diseño del centro de gravedad 171 Sección 3 Características de los compartimientos de carga 172 Sección 4 Coordenadas del vector de combustible 174 Sección 5 Brazos de la configuración de la cabina de tripulación de vuelo 177 Sección 6 Posiciones de sobrecargos 177 Sección 7 Posiciones de las cocinas 177 Sección 8 Posiciones de los baños 177 Sección 9. Plano de distribución de pasajeros (LOPA) 178 BIBLIOGRAFÍA 179 Página IV Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Objetivo General Este trabajo tiene por objeto general ofrecer al estudiante una presentación clara y completa del procedimiento a seguir para la elaboración de un manifiesto de peso y balance. Con el fin de llevar a efecto lo anterior, se tomará como punto de partida: 1) la regulación de la aviación comercial vigente hasta la fecha de terminación del trabajo, 2) los conceptos básicos que son necesarios para el desarrollo del manifiesto de peso y balance, 3) y por último, la representación gráfica que deberá tener el manifiesto de peso y balance. Página V Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Objetivo General PAGINA EN BLANCO Página VI Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Objetivos Específicos Establecer un procedimiento que especifique la descripción para la elaboración del manifiesto de peso y balance. Calcular una envolvente operacional cuyos límites den un margen que permita la operación segura de la aeronave A318-111. Esquematizar un formato de manifiesto de peso y balance junto con la envolvente operacional. Describir una forma de llenado para el manifiesto de peso y balance. Página VII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Objetivos Específicos PAGINA EN BLANCO Página VIII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Justificación Hacer un procedimiento que sirva como material de apoyo a la Academia de Operaciones Aeronáuticas y como material de referencia para los alumnos de la carrera de Ingeniería Aeronáutica del Instituto Politécnico Nacional. Debido a la importancia que tiene la seguridad en las operaciones aeronáuticas, las autoridades (nacionales e internacionales) exigen que: • El procedimiento de cálculo de las envolventes operacionales se realice con la mayor precisión y en el menor tiempo posible que permitan las herramientas tecnológicas disponibles en la actualidad. • Tener un programa de control del peso y balance de las aeronaves que operan en una aerolínea y que permita demostrar a las autoridades que el procedimiento se realiza conforme a las disposiciones establecidas en las regulaciones. Página IX Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Justificación PAGINA EN BLANCO Página X Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Alcance La presente tesis tiene como alcance lo siguiente: 1) Aplicar el procedimiento de este trabajo de forma práctica. 2) Describir la correcta elaboración de un manifiesto de pesoy balance. 3) Es un apoyo para la Academia de Operaciones Aeronáuticas y un material de referencia para los alumnos de la carrera de Ingeniería Aeronáutica del Instituto Politécnico Nacional. Página XI Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Alcance PAGINA EN BLANCO Página XII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Introducción Esta tesis proporciona al alumno una guía de cómo desarrollar un manifiesto de peso y balance. El trabajo contiene 5 capítulos y un apéndice. El capítulo 1 contiene la información general del marco regulatorio nacional y marco regulatorio internacional. El capítulo 2 habla de los conceptos básicos y antecedentes de peso y balance. El capítulo 3 contiene el desarrollo de la envolvente operacional. El capítulo 4 es la esquematización del manifiesto de peso y balance. El capítulo 5 explica el llenado del manifiesto de peso y balance. Y finalmente, el apéndice contiene información técnica como limitaciones, limites de diseño del centro de gravedad, características de los compartimientos de carga, coordenadas del vector de combustible, los brazos de la configuración de la cabina de tripulación de vuelo, posiciones de sobrecargos, posiciones de las cocinas y posiciones de los baños. Página XIII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Introducción PAGINA EN BLANCO Página XIV Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Abreviaturas Abreviaturas en Español: %CAM Porcentaje de la cuerda aerodinámica media AAC Autoridades de Aeronavegabilidad Conjunta (JAA) AESA Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) AFA Administración Federal de Aviación (FAA) bacam Borde de ataque de la CAM con respecto al dátum BP Brazo de palanca (Harm) C Constante de momento para kg·m C/E Clase ejecutiva C/T Clase turista CAM Cuerda aerodinámica media CC Contenedor de carga (ULD) CESA Certificado de explotador de servicios aéreos (AOC) CG Centro de gravedad DGAC Dirección General de Aeronáutica Civil DT Departamento de Transporte en los Estados Unidos de Norteamérica (DOT) Er Error resultante Eri Error individual Erw Error resultante en el peso F Fuerza K Constante de momento para UI M Masa M Momento MGO Manual General de Operaciones MMA Manual de mantenimiento de la aeronave (AMM) MMCC Masa máxima de cero combustible (MZFM) MMEA Masa máxima estructural de aterrizaje (MSLM) MMED Masa máxima estructural de despegue (MSTOM) MPB Manual de peso y balance (WBM) MSO Masa seca de operación (DOW) MVA Manual de vuelo de la aeronave (AFM) NOM Norma Oficial Mexicana NPAx Número de pasajeros P Peso Pallets Plataformas de carga PBV Peso básico vacío (BEW) PCP Plano de distribución de pasajeros (LOPA) PD Peso de despegue (TOW) PIA Publicación de Información Aeronáutica PMA Peso máximo de aterrizaje (MLW) PMD Peso máximo de despegue (MTOW) Página XV Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Abreviaturas RVI Reglas de vuelo por instrumentos (IFR) PMR Peso máximo de rodaje (MTW) PMZC Peso máximo de cero combustible (MZFW) PVM Peso vacío de manufactura (MEW) PVO Peso vacío de operación (OEW) RACO Requerimientos de Aviación Conjunta para las Operaciones JAR-OPS RC Cuerda de referencia RFA Regulaciones Federales de Aviación (FAR) RVV Reglas de vuelo visual (VFR) UI Unidad índice UPA Unidad de potencia auxiliar (APU) Abreviaturas en Ingles: AFM Air flight manual AMM Air mantenaice manual AOC Air operator certificate APU Aircraft power unit BEW Basic empty weight DOT Department of Transportation of U.S.A DOW=OEW Dry operating weight EASA European Aviation Safety Agency FAA Federal Aviation Administration FAR Federal Aviation Regulations Harm H arm IFR Instrument Fly Rules JAA Joint Airworthiness Authorities JAR Joint Aviation Requirements JAR-OPS Joint Aviation Requirements - Operations LOPA Lay Out Passengers Arrangement MEW Maximum estructural weight MLW Maximum landing weight MSLM Maximum structural landing mass MSTOM Maximum structural take off masss MTOW Maximum take off weight MTW Maximum taxi weight MZFM Maximum zero fuel mass MZFW Maximum zero fuel weight OEW Operating empty weight TOW Take off weight ULD Unit load device VFR Visual Fly Rules Página XVI Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Abreviaturas W Weight WBM Weight and balance manual Página XVII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Abreviaturas PAGINA EN BLANCO Página XVIII Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional 1.1 Introducción Este capítulo habla de la normatividad emitida por las autoridades aeronáuticas cuya función es regular la elaboración del manifiesto de peso y balance. Las secciones 1.2 y 1.2.1 hablan del marco regulatorio nacional y de la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) la cual administra, controla y regula todas las actividades aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre de la Republica Mexicana. La sección 1.3 habla del marco regulatorio internacional. La sección 1.3.1 habla de la Administración Federal de Aviación (FAA) la cual administra, controla y regula todas las actividades aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre de los Estados Unidos de Norte América. La sección 1.3.3 habla de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) la cual administra, controla y regula todas las actividades aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre de Europa. Nota: Debido a los eventos internacionales de la Unión Europea, la JAA y JAR-OPS ahora pertenecen a la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA). Página 1 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional PAGINA EN BLANCO Página 2 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional 1.2 Marco regulatorio nacional 1.2.1 Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) La Dirección General de Aeronáutica Civil es una dependencia gubernamental de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). Con la Ley de Aviación Civil (LAC), el Reglamento de La Ley de Aviación Civil (RLAC), la Ley de Aeropuertos (LA) y las Normas Oficiales Mexicanas (NOM), la DGAC, administra, controla y regula todas las actividades aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre de la Republica Mexicana. Sus áreas de competencia e interrelación son Servicios a la Navegación en el Espacio Aéreo Mexicano (SENEAM), Aeropuertos y Servicios Auxiliares (ASA) y las empresas que dan servicios de apoyo terrestre. La DGAC basada en sus Leyes y Reglamentos, publica las Normas Oficiales Mexicanas en el diario oficial, de las cuales la NOM-002-SCT3-2002 y la NOM-008-SCT3-2002 se refieren al tema de peso y balance como sigue: Norma oficial mexicana NOM-002-SCT3-2002 La NOM-002-SCT3-2002 estable el contenido del manual general de operaciones MGO. Esta norma establece en la sección 4.3.3 el control y supervisión operacional en el cual se encuentra el inciso (w) que habla de los principios generales de pesoy balance: “(w) Peso y balance: Los principios generales de peso y balance, incluirán: − Definiciones. − Métodos, procedimientos y responsabilidades para la preparación y aceptación del cálculo de peso y balance. − Política para la utilización de pesos. − Método para determinar el peso aplicable de pasajeros, equipaje o carga. − Peso aplicable de pasajeros y equipaje para diversos tipos de operaciones y distintos modelos de aeronaves. - Instrucciones generales e información necesaria para la verificación de los diversos tipos de documentación en uso de peso y balance. Página 3 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional - Cambios de procedimiento de última hora. - Política y procedimientos de acomodo de pasajeros en sus asientos.” También establece en la sección 4.3.4 la información general de las aeronaves utilizadas en la cual se encuentra el inciso (a) que habla de las características y el inciso (f) que habla de los datos e instrucciones para el cálculo del peso y balance: “(a) Características: - Dimensiones de la aeronave. - Limitaciones operacionales aplicables. - Estado de certificación. - Configuración de la distribución de pasajeros, carga o equipamiento especial utilizado para cada tipo de aeronave, incluyendo los dibujos esquemáticos. - Tipos de operación aprobadas, por ejemplo: IFR/VFR, CATII/III, vuelos en condiciones conocidas de formación de hielo (engelamiento), etc. - Composición de tripulación. - Peso y balance. - Limitaciones de velocidad. - Envolventes de vuelo. - Límites de viento, incluyendo operaciones en pistas contaminadas. - Limitaciones a los rendimientos para configuraciones aplicables (pendiente de pista, limitaciones en pistas húmedas o contaminadas, contaminación de la superficie de la aeronave y limitaciones de los sistemas). (f) Datos e instrucciones para el cálculo de peso y balance, en el cual se deberá incluir: - Sistema de cálculo. - Información e instrucciones para completar la documentación del peso y balance, incluyendo formularios generados de manera manual o por computadora. Página 4 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional - Pesos límites y centro de gravedad para cada uno de los modelos. - Peso seco de operación y centro de gravedad o número índice correspondiente”. Norma oficial mexicana NOM-008-SCT3-2002 La NOM-008-SCT3-2002 establece los requisitos técnicos a cumplir por los concesionarios y permisionarios del servicio al público de transporte aéreo, para la obtención del certificado de explotador de servicios aéreos (AOC), así como los requisitos técnicos a cumplir por los permisionarios del servicio de transporte aéreo privado comercial. Esta norma establece en la sección 6.8.7 el manual de carga y manejo de la aeronave en el cual se encuentra el inciso (a) y (b) que explican lo siguiente: “(a) Cada titular o solicitante de un AOC deberá proveer para el uso de sus tripulaciones de vuelo y personas a su servicio con funciones asignadas de control operacional, durante el desempeño de sus funciones, un manual de carga y manejo de las aeronaves que opere. (b) El manual de carga y manejo de la aeronave deberá ser elaborado para cada tipo y variante específico de aeronave, y deberá contener los procedimientos y limitaciones para el servicio y carga de la aeronave. También establece la sección 6.8.14 el sistema de control de los datos de peso y balance la cual menciona que cada titular o solicitante de un AOC deberá contar con un sistema aprobado por la autoridad aeronáutica, para la obtención, mantenimiento y distribución al personal apropiado, de la información vigente relativa al peso y balance de cada aeronave operada o que pretenda ser operada.” La sección 7.4.3 establece la Información adicional y formatos que deberán llevarse a bordo en el cual se encuentra el inciso (a) que habla de lo siguiente: “(a) Todo permisionario extranjero deberá asegurarse que, adicionalmente a los documentos y manuales la siguiente información y formatos, relevantes al tipo y área de operación, se lleven a bordo de la aeronave en cada vuelo. (1) Plan operacional de vuelo. (2) Libro de bitácora o un sistema de bitácoras técnicas de la aeronave. Página 5 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (3) El permisionario extranjero debe contar con los NOTAM apropiados y la información aeronáutica adecuada y actualizada que abarquen la ruta que ha de seguir el vuelo proyectado, así como cualquier otra ruta por la que, posiblemente, pudiera desviarse el vuelo, siendo responsabilidad del permisionario de que el contenido de la información requerida, incluyendo las cartas, corresponda a la publicación de información aeronáutica (PIA) de México, vigente. (4) Información meteorológica apropiada. (5) Documentación de peso y balance de la aeronave. (6) Copia de las especificaciones de operación aplicables. (7) Notificación de carga especial, incluyendo cualquier mercancía peligrosa. (b) La autoridad aeronáutica podrá autorizar que la información detallada en el inciso (a) de este numeral, o parte de ella, no sean presentadas en forma impresa, siempre y cuando dicha información se tenga accesible para cualquier inspección o verificación.” La sección 7.5.1 establece el cálculo del peso de pasajeros y equipaje: “(a) Todo permisionario extranjero deberá calcular el peso de los pasajeros y equipaje facturado utilizando: (1) El peso real de cada persona y del equipaje facturado. (2) El valor de peso estándar especificado por la autoridad aeronáutica.” 1.3 Marco regulatorio internacional 1.3.1 Administración Federal de Aviación (FAA) La Administración Federal de Aviación (FAA) es una dependencia gubernamental del Departamento de Transporte en los Estados Unidos de Norteamérica (DOT) la cual administra, controla y regula todas las actividades aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre de los Estados Unidos de Norteamérica. La FAA cuenta con normas establecidas en las Regulaciones Federales de Aviación (FAR) y con el Código Federal de Regulaciones CFR. El CFR contiene procedimientos para fabricar aviones, coches, edificios, fábricas, etc. El CFR14 esta dirigido hacia la aeronáutica. Página 6 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional Con el fin de regular los programas de peso y balance y el desarrollo de envolventes operacionales por parte de los operadores, la FAA emitió la circular 120-27D cuyo contenido establece lo siguiente: Circular 120-27D Control de peso y balance de la aeronave ¿Cuál es el propósito de la circular 120-27D? a. Proporcionar al operador una guía de cómo desarrollar y aprobar el programa de control de peso y balance para la operación de una aeronave, bajo el código federal de regulaciones catorce (CFR14). b. Presentar recomendaciones para desarrollar y aprobar un programa de control de peso y balance, y además incluye lineamientos de cómo conducir estudios estadísticos para obtener pesos promedio. ¿Cómo está organizada la circular 120-27D? La circular esta dividida en 4 capítulos y 7 apéndices. El capítulo 1 contiene la información general. El capítulo 2 se refiere al pesado de la aeronave y carga. El capítulo 3 describe diferentes métodos para determinar el peso de los pasajeros y su equipaje. El capítulo 4 se refiere a la función de la FAA, que consiste aprobar y guiar al operador en el desarrollo de un programa de control de carga y balance. Finalmente, los apéndices del 1 al 7 contienen informacióntécnica como definiciones, procedencia de datos usados en la circular, muestra de la envolvente de carga, ejemplo de las restricciones aplicadas a una envolvente de diseño, sugerencias para obtener un mejor procedimiento, ejemplo para el desarrollo de la envolvente del CG y lista de control de operadores. ¿Qué debe considerar el operador mientras lee la circular? a. Es esencial calcular exactamente el peso y el CG de la aeronave para cumplir las limitaciones certificadas establecidas por el fabricante. Estas limitaciones restringen tanto al peso como al CG. Para cumplir con estas limitaciones y operar bajo los procedimientos establecidos por el fabricante, un operador debe acudir al AFM para conocer los requerimientos de peso y balance. Típicamente, un operador calcula el peso de despegue al sumar el peso vacío de operación de la aeronave, la carga de paga y el combustible. El objetivo es calcular el peso de despegue y la posición de su CG lo más exacto posible. b. Al utilizar el peso promedio de los pasajeros y equipaje, el operador se debe asegurar que el programa de control de peso y balance refleje la realidad de la condición de Página 7 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional carga de la aeronave. La FAA revisará y actualizará periódicamente la circular si los criterios para determinar los pesos deben ser modificados. Finalmente, el operador es el responsable de determinar si el procedimiento descrito en la circular es apropiado para el tipo de operaciones que realiza. Pesos y programa de pesado de la aeronave Estableciendo el peso de la aeronave ¿Cómo el operador establece el peso inicial de la aeronave? Antes de poner en servicio una aeronave, está deberá ser pesada estableciendo el peso vacío y el centro de gravedad (CG). La aeronave es normalmente pesada por el fabricante y no necesita volver a pesarse para poner en operación dicha aeronave, pero si los registros en el peso y balance han sido ajustados por alteraciones y modificaciones en la aeronave, los cambios en el peso y balance no deberán ser mayores o menores al 0.5% del peso máximo de aterrizaje (MLW) o cambios en el centro de gravedad (CG) que no deberán ser mayores o menores 0.5% de la cuerda aerodinámica media (CAM). La aeronave transferida de un operador que tiene un programa de peso y balance aprobado, a otro operador con otro programa aprobado, no necesita pesar la aeronave para usarse durante un periodo que no exceda los 36 meses desde el último pesado individual o pesado por flota. La aeronave transferida, comprada, o arrendada por un operador que no cuente con una aprobación del programa de peso y balance, no podrá modificarla y tendría que pesar de nuevo, pero si cuenta con una aprobación, podrá modificarla lo mínimo, con lo cual podría poner en servicio la aeronave sin tener que pesar de nuevo a través de un programa de control de peso y balance autorizado dentro de un rango de 12 meses donde el operador llevará un control de cambios. ¿Cómo el operador documenta los cambios en el peso y balance de la aeronave? El sistema de peso y balance debe incluir métodos, como registro de datos u otro equivalente electrónico para que el operador lo mantenga completo, actual y continúe con un registro en el peso y CG de cada aeronave. Las alteraciones y cambios que afecten al peso y balance de cada aeronave se guardaran en un registro de datos. Los cambios que resulten de una aeronave incrementar su peso, será removido el peso de la aeronave o el peso se volverá a localizar y se llevará un registro de datos o si excede los pesos de la tabla 1: Página 8 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional Cambios en el registro del peso de: El operador deberá registrar cualquier cambio en el peso de: Cabina de la aeronave-grande +/-10lb o mayor Cabina de la aeronave-mediana +/- 5lb o mayor Cabina de la aeronave-pequeña +/- 1lb o mayor Tabla 1. Incremento en los cambios del peso que deben ser reportados en los registros del peso y balance ¿Cómo el operador mantiene el peso vacío de operación (OEW)? Un programa de pesado puede utilizarse con el peso individual de la aeronave en una estimación operacional de peso y balance o el operador puede escoger un peso vacío de Flota estable para el grupo de aeronaves. a. Estableciendo el peso vacío de operación (OEW). El peso vacío de operación (OEW) y la posición del centro de gravedad (CG) de cada aeronave se debe reestablecer en periodos de repesado. Además, debe reestablecerse cada vez que se presenten cambios acumulativos en el registro de peso y balance mayor o menor el 0.5% del peso máximo de aterrizaje, o cambios acumulativos en la posición del CG que excedan el 0.5% de la cuerda aerodinámica media (CAM). b. Peso vacío de operación de la flota (FOEW). El operador podrá escoger cómo usar el peso de flota o grupo de aeronaves, si el peso y CG de cada aeronave están dentro de los límites mencionados anteriormente para establecer el peso vacío de operación (OEW). Y cuando los cambios acumulativos de peso y balance de una aeronave exceden los límites de peso y CG para el peso de flota establecido, el peso vacío para cada aeronave deberá ser reestablecido nuevamente. ¿Qué tan frecuente es pesada una aeronave? a. Programa para el pesado de una aeronave individualmente. Las aeronaves normalmente son pesadas por intervalos de 36 meses. Además, el operador podrá extender el periodo del pesado para un modelo de aeronave en particular cuando los registros del pesado real del periodo de operación muestren que los registros de mantenimiento de peso y balance son lo suficientemente exactos para indicar que el peso de la aeronave y la posición del CG se encuentran dentro de los límites especificados por lo establecido en el peso vacío de operación (OEW). Bajo un programa individual de pesado de una aeronave, no se deberá permitir a cualquier aeronave exceder más de 48 meses desde el último pesado, incluyendo cuando la aeronave es transferida de un operador a otro. b. Peso de flota. Un operador puede escoger pesar sólo una porción de la flota y aplicar la muestra al resto de la flota. Página 9 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (1) La flota esta compuesta por un número de aeronaves del mismo modelo y capacidades. Ejemplo la aeronave Airbus 320 es diferente de la aeronave Airbus 318 por lo tanto no tienen las mismas capacidades por lo cual se deben considerar en diferentes flotas. El principal propósito para definir una flota es determinar cuantas aeronaves deben ser pesadas en cada ciclo de pesado. Por lo tanto una flota podrá ser dividida en dos grupos que establezcan el peso vacío de operación de flota (FOEW). Flota Un operador tiene que pesar a un mínimo 1 a 3 aeronaves Todas 4 a 9 aeronaves 3 aeronaves, más por lo menos 50% del numero de aeronaves mayor de 3 Más de 9 aeronaves 6 aeronaves, más por lo menos 10% del numero de aeronaves mayor de 9 Tabla 1.2. Número de aeronaves a pesar en una flota (2) Cuando una aeronave es escogida para ser pesada se toma la aeronave de la flota con mas horas de vuelo. (3) El operador deberá establecer un tiempo límite para que todas las aeronaves de la flota sean pesadas mas adelante. Basándose en un tiempo de duración donde la flota y el tipo de aeronave permanezca en servicio con un operador. El tiempo límite no deberá exceder los 18 años (ciclos de pesado van de 3 a 6 años). No está pensado que un operador será requerido para el pesado de cualquier aeronave en un evento donde las condiciones de negocios dan el retiro de una flota antes de ser pesadas. c. Modificacionesen el pesado de la aeronave. Para la mayoría de las modificaciones de la aeronave, estimar cambios en el peso y balance es práctico. Pero para algunas modificaciones como, reconfiguraciones en el interior, número de partes a remover, reemplazar o hacer alguna instalación los cambios del peso y balance por estimaciones no son prácticas. Dichas modificaciones no deberán fallar para reestablecer el peso y balance de la aeronave para un repesado real, en situaciones donde los cambios acumulativos del peso y balance no excedan los registros siguientes: (1) Para el caso de las aeronaves no debe ser mayor o menor al 0.5% del peso máximo de aterrizaje, o siempre que el cambio acumulativo en la posición del CG no exceda el 0.5% de la CAM. (2) En el caso de los helicópteros y aeronaves que no tengan como base la CAM y el CG de la envolvente (ejemplo una aeronave canard) la posición del CG no deberá exceder el 0.5% del rango total del CG. Página 10 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional ¿Qué procedimiento deberá ser usado para el pesado de la aeronave? a. El operador deberá tomar las precauciones más seguras para que el pesado sea lo más exacto posible. Estas precauciones incluyen un chequeo seguro en donde toda la carga requerida y los fluidos de la aeronave sean considerados a bordo. El operador deberá pesar la aeronave en un lugar cerrado (hangar o edificio) para evitar cualquier resistencia y obtener de la balanza una lectura lo más exacto posible. b. El operador deberá establecer y seguir las instrucciones para el pesado de una aeronave que consiste de las recomendaciones del fabricante de la aeronave y del fabricante de la balanza. El operador deberá estar seguro que las balanzas están certificadas y calibradas por el fabricante o por un laboratorio certificado, como el departamento civil de peso y medidas, o el operador podrá calibrar la balanza bajo un programa de calibración aprobado. El operador también estará seguro que la balanza es calibrada dentro de un periodo recomendado por el fabricante, o un programa de calibración para el operador especificado. Programa de pesado de la aeronave ¿Qué es un programa de pesado? a. El programa de carga se usa para documentar el proceso de peso y balance de conformidad con las limitaciones certificadas de peso y balance contenido en el AFM y en el manual de peso y balance. b. El programa de peso es desarrollado por el operador basado en sus propios métodos y provee los límites operacionales que se van a emplear para las operaciones de despacho. Estos límites operacionales son típicamente más restrictivos y nunca deben exceder los límites certificados. c. Lo anterior es debido a que el programa de carga está diseñado para verificar condiciones específicas previas al despegue y debe considerar variaciones en el peso y balance durante el vuelo. Además debe tomar previsiones para que sea fácil de utilizar. Cargar la aeronave de manera que el CG calculado esté dentro de los límites aprobados mantendrá el CG real dentro de los límites certificados durante el vuelo. d. Al desarrollar un programa de peso y balance hay que cuidar el equilibrio entre la flexibilidad y la facilidad de uso. Si un programa de carga es más flexible puede requerir de un número de datos mayor para su funcionamiento o puede ser más fácil de usar y requerir menos información, pero habrá mayor incertidumbre en sus resultados. Se utilizan muchos tipos de programas de peso y balance, incluyendo software así como documentos impresos, los cuales pueden basarse en métodos gráficos o en cálculos y tienen la finalidad de ajustar el peso o la unidad índice. Página 11 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional e. Es más conveniente calcular el balance en términos de unidades índice para visualizar el efecto de la carga en general. Esto se hace sumando los momentos de cada uno de los artículos cargados en el avión. Se construye además una gráfica donde se muestran líneas constantes de porcentaje de cuerda aerodinámica media, peso y unidades índice. Los efectos de balance se pueden realizar directamente en la gráfica o por suma de momentos. f. Para hacer que los números sean más manejables, los momentos se convierten en unidades índice: ( ) K M + × = Dátum - palanca de BrazoPesoíndice Unidad Donde: Dátum: Es la estación de referencia alrededor de la cual se van a evaluar los momentos, M y K son constante seleccionadas por el operador. M se usa para hacer adimensionales los momentos y K se usa para desplazar el origen y no manejar valores negativos. ¿Cómo el operador deberá determinar el peso de cada fluido a bordo de la aeronave? El operador deberá usar uno de los siguientes criterios: a. El peso real de cada fluido b. Peso estándar de cada fluido c. Peso que incluya una corrección del factor por la temperatura Construcción de la envolvente de carga ¿Qué debe considerar un operador al calcular la envolvente de carga? Cada operador, de conformidad con esta circular, debe calcular una envolvente de carga aplicable a cada aeronave que esté operando. Dicha envolvente incluirá todas las limitaciones relevantes de peso y balance, y se utilizará para asegurar que la aeronave opere dentro de los márgenes apropiados. Para desarrollar su envolvente, el operador deberá considerar aspectos que afecten el balance tales como: carga de pasajeros, combustible y carga; durante el vuelo, movimientos de pasajeros, componentes de la aeronave y otros artículos; y el consumo de combustible o cualquier otro artículo que sea susceptible de consumirse. El operador debe ser capaz de demostrar que la aeronave está siendo operada dentro de sus limitaciones certificadas de peso y balance. Página 12 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional ¿Qué información del fabricante debe usar el operador? El cálculo de la envolvente de carga estará dentro de las limitaciones provistas por el fabricante en el Manual de Peso y Balance o un documento certificado similar. Estas limitaciones incluirán, como mínimo, lo siguiente: a. Peso máximo de cero combustible (MZFW). b. Peso máximo de despegue (MTOW). c. Peso máximo de rodaje (MTW). d. Limitaciones del CG al despegue y aterrizaje. e. Limitaciones del CG en vuelo. f. Máxima capacidad de los compartimientos de carga. g. Limitaciones de las cabinas de pasajeros i. Cualquier otro tipo de limitaciones proporcionadas por el fabricante. ¿Qué deberá considerar el operador al restringir la envolvente de carga del fabricante? a. El operador debe restringir la envolvente de carga del fabricante para considerar los aspectos operacionales tales como variaciones en la carga y movimientos en vuelo típicamente realizados durante la operación. Por ejemplo, si se espera que los pasajeros se desplacen durante el vuelo, el operador debe restringir la envolvente de diseño incrementando el margen de seguridad una cantidad suficiente que garantice que el movimiento del CG, provocado por los desplazamientos de los pasajeros, no exceda las los límites de la envolvente certificada. Si la aeronave es cargada dentro de los nuevos límites, siempre se operará dentro de los límites de diseño., aun cuando algunos de los parámetros de carga, tales como la distribución de pasajeros, no se conozca precisamente. b. En algunos casos la aeronave puede tener más de una envolvente de carga para una planeación de prevuelo y carga. Cada envolvente debe tener el margen apropiado de acuerdo a las variables que se consideran que van a afectar la operación. Por ejemplo, una aeronave debe tener envolventes de despegue, vuelo y aterrizaje. Se esperaque los pasajeros permanezcan sentados durante el despegue y aterrizaje; por eso, las envolventes de despegue y aterrizaje no necesitan ser restringidas para movimientos de pasajeros. Página 13 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional c. Para determinar las envolventes operacionales por fase, es necesario considerar los puntos obtenidos al sumar el margen (este es resultado de las variaciones de carga y movimientos durante diferentes fases de vuelo) a las envolventes de diseño. Si se restringe la operación por medio de estas envolventes, el operador se asegura de conformidad con el fabricante que la envolvente de diseño esta protegida en cada una de sus fases. El operador puede superponer las envolventes y utilizar una sola u observar cada una individualmente, lo que resulta más complejo. ¿Cuales son los ejemplos más comunes para restringir la envolvente de carga del fabricante? Los siguientes subparráfos proporcionan ejemplos comunes de restricciones de carga. Los operadores que usan un programa de peso y balance aprobado debe incluir restricciones congruentes con el tipo de operación que realizan. Cada uno de los factores mencionados abajo es un factor a considerar para restringir la envolvente de diseño. El margen final es el resultado de combinar las restricciones de cada uno de estos factores. a. Pasajeros. El operador tiene que considerar la distribución de los asientos para la cabina de pasajeros. La envolvente de carga no necesita ser restringida si la localización exacta de los asientos es conocida. En caso de asignar asientos a cada pasajero, el operador debe implementar procedimientos para garantizar que se respete la posición designada. Se recomienda al operador considerar la posibilidad de que algunos pasajeros no respeten la posición asignada. (1) el operador debe restringir la envolvente suponiendo que la distribución de pasajeros no es uniforme. La restricción debe ser formulada haciendo suposiciones razonables acerca de la manera como se distribuyen comúnmente los pasajeros en la cabina. Por ejemplo, el operador puede suponer que se ocupan primero los asientos junto a las ventanas, posteriormente los que están junto al pasillo y finamente los centrales. Se deben considerar tanto la condición delantera así como la trasera, esto significa que comenzamos a llenar la cabina desde adelante hacia atrás y viceversa. (2) Si es necesario, el operador puede dividir la cabina de los pasajeros en zonas y manejar la carga de cada zona individualmente. Si hacemos lo anterior, los criterios descritos arriba acerca de cómo van distribuidos los pasajeros se pueden utilizar para cada zona. (3) Todas las suposiciones deben ser adecuadamente documentadas. b. Combustible. El margen de la envolvente de carga del operador debe considerar los efectos de combustible. Los siguientes son ejemplos de restricciones debidas al combustible: Página 14 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (1) Densidad del combustible. Se puede considerar una densidad estándar y agregar márgenes para proteger la variación en la densidad del combustible. (2) Movimiento del combustible. El movimiento o transferencia de combustible en el vuelo. (3) Combustible consumido en el vuelo. El consumo de combustible puede causar que el CG de la carga de combustible cambie. Se deben agregar restricciones para asegurar que el CG no quede fuera de la envolvente. c. Fluidos. Las restricciones del CG de la envolvente del operador tienen que considerar los efectos de las cocinas y fluidos del lavabo. Estos factores incluyen cosas como: (1) Uso de agua potable en vuelo. (2) Movimiento de agua o fluidos de lavabo. d. Movimientos de pasajeros y tripulación en vuelo. La envolvente operacional tiene que considerar los movimientos de los pasajeros, tripulación y equipo durante el vuelo. Lo anterior puede hacerse al incluir un margen igual al cambio en el momento causado por algún movimiento. Se suponer que los pasajeros, tripulación y equipo no se mueven durante el despegue y aterrizaje. Se pueden tomar en cuenta procedimientos operacionales estándar. Ejemplos de movimientos en cabina durante el vuelo: (1) Sobrecargos moviéndose a lo largo de la cabina. (2) Carros de servicio moviéndose a lo largo de la cabina. Los operadores deben tomar en cuenta sus procedimientos de operación estándar dentro del cálculo. Si los procedimientos no especifican algo diferente, se puede suponer que los carros de servicio pueden desplazarse hacia cualquier parte de la zona a que fueron asignados. Si hay varios carros en una misma zona, y no hay restricción en su movimiento, se deberán considerar los desplazamientos máximos. El peso de los sobrecargos asignados a cada carro de servicio debe ser considerado. El peso de cada carro de servicio debe ser igual al de su capacidad máxima de carga. (3) Pasajeros moviéndose a través de la cabina. Se deben desarrollar tolerancias para considerar el movimiento de los pasajeros a lo largo de la cabina durante el vuelo. El más común es el movimiento hacia el lavabo. Si hay algún lugar de reunión o espera, el operador debe asumir que el pasajero se desplazará desde su asiento hasta ese lugar. Debe tomarse en cuenta la capacidad máxima del área de espera. (4) Pasajeros moviéndose hacia el lavabo. Los operadores deben considerar el cambio del CG causado por el movimiento de los pasajeros cuando van al lavabo. El operador Página 15 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional debe desarrollar escenarios de los movimientos de los pasajeros y tomar en cuenta los cambios del CG que vayan ocurrir. Generalmente, se puede suponer que los pasajeros se mueven hacia el lavabo más cercano a su asiento. En el caso de haber un solo baño, se deberá considerar el caso más crítico. Se pueden establecer criterios que reflejen las políticas del operador. e. Movimiento de flaps y tren de aterrizaje. Si el fabricante lo omite, el operador tiene que considerar los movimientos del tren de aterrizaje, flaps, dispositivos de las alas o cualquier componente movible de la aeronave. Solo pueden ser excluidos los dispositivos desplegables cuando el avión está en contacto con la pista (despegue y aterrizaje), tales como spoilers, reversas, etc. f. Equipaje y carga. Se puede asumir que el equipaje y la carga son cargados en el centroide de cada compartimiento. Los operadores no necesitan incluir restricciones si los procedimientos usados garantizan que la carga es distribuida uniformemente a lo largo del compartimiento. 1.3.2 Regulaciones Federales de Aviación (FAR) Con el fin de regular los programas de peso y balance y el desarrollo de envolventes operacionales por parte de los operadores, a continuación se nombran las siguientes Regulaciones Federales de Aviación (FAR) las cuales se refieren a la regulación del manifiesto de peso y balance: Límites de distribución de carga según FAR 25.23 (a) Dentro de los límites que la aeronave puede operar sin peligro deben estar establecidos los pesos y centros de gravedad. Una combinación de peso y centro de gravedad aceptable es la que se encuentra solamente dentro de los límites de distribución de carga segura, estos límites que corresponden a las combinaciones de peso y centro de gravedad deben ser establecidos por: (b) Límites de distribución de carga las cuales no pueden exceder: (1) Límites seleccionados (2) Límites de estructurales aprobados (3) Limites de acuerdo con cada condición aplicable de vuelo Página 16 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e InternacionalLímites de peso según FAR 25.25 (a) Pesos máximos. Los pesos máximos correspondientes para las condiciones de operación de una aeronave (como rampa, tierra o carreteo, despegue, ruta, y aterrizaje), condiciones aviéntales (como, altitud y temperatura), y condiciones de carga (como el peso de cero combustible, posición del centro de gravedad y la distribución del peso) deben establecerse para que no sean mayores de: (1) El peso mayor seleccionado por el solicitante para una condición particular (2) El peso mayor de acuerdo con cada condición aplicable de carga estructural y vuelo mostrados, excepto para aeronaves equipadas con misiles el peso máximo no debe ser mayor que el peso mayor establecido (b) Peso mínimo El peso mínimo (es el peso menor de acuerdo con cada condición aplicable de esta parte mostrada) debe ser establecido para que este no sea menor a: (1) El peso menor seleccionado por el solicitante (2) El peso mínimo de diseño (es el peso menor de acuerdo a cada condición de carga estructural mostrada en esta parte) (3) El peso menor de acuerdo con cada condición aplicable de vuelo mostrada Límites del centro de gravedad según FAR 25.27 Los extremos adelante y atrás de las limitaciones del centro de gravedad tienen que ser establecidos por separado para cada condición de vuelo. Como límite no puede quedar más allá de los: (a) Extremos seleccionados por el solicitante (b) Extremos dentro de los límites estructurales aprobados (c) Extremos dentro de los límites de acuerdo con la condición aplicable de vuelo mostrada Página 17 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional Peso vacío y centro de gravedad correspondiente según FAR 25.29 El peso vacío y el centro de gravedad correspondiente tiene que ser determinado por el pesado de la aeronave con: (1) El lastre (2) Combustible no usable (3) Fluidos de operación, incluyendo: (i) Aceite (ii) Fluido hidráulico (iii) Otros fluidos que se requieran para una operación del sistema de la aeronave, excepto agua potable, agua del baño, y fluidos para la inyección del motor. (b) La condición de la aeronave entonces de determinar el peso vacío tiene que ser uno que se defina bien y pueda ser fácilmente repetido. Manifiesto de carga según FAR 121.665 Cada operador certificado es responsable de la preparación y precisión del formato del manifiesto de carga en cada despegue. El formato debe ser llenado y firmado para cada vuelo por los empleados del operador certificado quien tiene la obligación de supervisar la carga de la aeronave y preparar los formatos del manifiesto de carga o por personal calificado y autorizado por dicho operador certificado. Manifiesto de carga: Todos los operadores certificados según FAR 121.693 El manifiesto de carga deberá contener la siguiente información concerniente a la carga de la aeronave al momento del despegue: (a) El peso de la aeronave, combustible, aceite, carga, equipaje, pasajeros y tripulación. (b) El máximo peso permisible para cada vuelo no debe exceder los siguientes pesos: (1) El peso máximo permisible de despegue para el uso en pista (incluye las correcciones por altitud y gradiente, condiciones de viento y temperatura existentes a la hora del despegue). Página 18 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (2) El peso máximo de despegue considera anticipadamente el consumo de combustible y aceite que se permite de acuerdo con las limitaciones del rendimiento de la ruta. (3) El peso máximo de despegue considera anticipadamente el consumo de combustible y aceite que se permite de acuerdo con las limitaciones del peso máximo de diseño al aterrizaje autorizado a la llegada del aeropuerto de destino. (4) El peso máximo de despegue considera anticipadamente el consumo de combustible y aceite que se permite de acuerdo con las limitaciones de distancia del aterrizaje a la llegada del aeropuerto de destino o aeropuerto alterno. (c) El peso total calculado bajo procedimientos aprobados. (d) Evidencia de que la aeronave es cargada de acuerdo a un programa aprobado con la seguridad de que el centro de gravedad se encuentra dentro de los límites aprobados. (e) Nombres de los pasajeros, a menos que la información sea mantenida para otros medios para la aerolínea. 1.3.3 Agencia Europea de la Seguridad Aérea (EASA) La agencia europea de la seguridad aérea administra, regula y controla las operaciones aeronáuticas en el espacio aéreo y terrestre europeo. Además, de buscar el desarrollo aeronáutico en Europa. A continuación se nombran las siguientes Operaciones (OPS) los cuales hablan de la regulación del manifiesto de masa y balance. En la unión europea la palabra peso es equivalente a la palabra masa. Ver capítulo 2.2.1 y 2.2.2. General OPS 1.605 (a) El operador estará seguro que en cualquier fase de la operación, la carga, masa y centro de gravedad de la aeronave cumple con las limitaciones especificadas en el manual de vuelo (AFM), o con el manual de operaciones sí se es restrictivo. (b) El operador tiene que establecer la masa y el centro de gravedad de cualquier aeronave y de hecho tiene que pesarse antes de que entre en servicio y de allí en adelante pesar en intervalos de cada 4 años si la masa de la aeronave es individual y cada 9 años si la masa es en flota. Las modificaciones y reparaciones en la masa y balance tienen que ser consideradas apropiadamente con documentación. Además, las Página 19 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional aeronaves tienen que volverse a pesar por modificaciones en la masa y balance inadecuadas. (c) El operador tiene que determinar toda la masa de operación y tripulación incluida en la masa seca de operación (DOM) por pesado o usando masas estándar. El centro de gravedad de la aeronave tiene que ser determinado por la posición de la masa. (d) El operador tiene que establecer la masa de carga de paga, donde la masa de carga de paga es la masa del pasajero estándar, equipaje y carga especificados en OPS 1.620. (e) El operador tiene que determinar la masa de carga de combustible usando la densidad real o si no la conoce, de acuerdo al método especificado en el manual de operaciones puedes calcularla la densidad. Terminología OPS 1.607 (a) Masa seca de operación (DOM). Es la masa total de la aeronave lista para un tipo de operación específico dejando fuera el combustible y la carga. Está masa incluye lo siguiente: (1) Tripulación y el equipaje de la tripulación (2) Comida y equipo de servicios al pasajero (3) Agua potable y químicos del baño (b) Masa máxima de cero combustible (MZFM). Es la masa máxima permisible de una aeronave con combustible no utilizable. Nota: La masa de combustible que contiene un tanque en particular cuando está es citada en el manual de limitaciones de vuelo tiene que ser incluida en la masa de cero combustible. (c) Masa máxima estructural de aterrizaje (MSLM). Es la masa máxima total permisible de la aeronave dentro de circunstancias normales en el aterrizaje. (d) Masa máxima estructural de despegue (MSTOM). Es la masa máxima total permisible a la salida del despegue. (e) Clasificación de pasajeros: (1) Adultos, masculino y femenino son catalogados por encima de los 12 años en adelante. Página 20 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (2) Niños son catalogados por encima de los 2 años, pero menores a 12 años. (3) Infantes son catalogados menores a 2 años. (f) Carga de paga. Es la masa total de pasajeros, equipaje yla carga de los compartimientos, incluyendo la carga de la propia compañía. Carga, masa y balance OPS 1.610 El operador especificará, en el manual de operaciones, los principales métodos del sistema de carga, masa y balance conociendo los requerimientos de OPS 1.605. Valores de masa de la tripulación OPS 1.615 (a) El operador seguirá los valores de masa determinados en la masa seca de operación (DOM): (1) Masas reales incluyendo cualquier equipaje de la tripulación (2) Masas estándar, incluyendo equipaje de mano, de 85kg por cada piloto y de 75kg por cada sobrecargo (3) Otros tipos de masas estándar aceptadas por las autoridades (b) El operador tiene que rectificar la masa seca de operación (DOM) por cada equipaje adicional. La posición del equipaje adicional tiene que ser considerada para establecer el centro de gravedad de la aeronave. Valores de masa por pasajeros y equipaje OPS 1.620 (a) El operador estimará la masa del pasajero y su equipaje o utilizará los valores específicos de masa estándar de las tablas 1. 2 y 3. (b) Si se determina la masa real por pesado, el operador tiene que estar seguro que las pertenencias del pasajero y su equipaje de mano están incluidas. De tal forma que el pesado tiene que estar hecho inmediatamente antes de que a borden la aeronave. (c) Si se determina la masa de pasajeros usando los valores de masa estándar, estos valores de masa estándar están en las tablas 1 y 2. Las masas estándar incluyen equipaje de mano y la masa de cualquier infante menor a 2 años de edad el cual es cargado por un adulto en el asiento de pasajero. (d) Valores de masa por pasajeros – 20 asientos de pasajeros o más Página 21 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (1) Cuando el número total de asientos de pasajeros disponibles en una aeronave es 20 o más, las masas estándar masculinas o femeninas en la tabla 1 son aplicables. Una alternativa, en casos donde el total de número de asientos de pasajeros disponibles es 30 o más, todos son adultos los valores de masa son aplicables en la tabla 1. 20 o más 30 o más Asientos de pasajeros : Masculino Femenino Todos adultos Todos los vuelos excepto días festivos 88kg 70kg 84kg Días festivos 83kg 69kg 76kg Niños 35kg 35kg 35kg Tabla 1 (e) Valores de masa por pasajeros – 19 asientos de pasajeros o menos 1) Cuando el número total de asientos de pasajeros disponibles en una aeronave es 19 o menos, las masas estándar en la tabla 2 son aplicables. 2) En vuelo donde no hay equipaje de mano en la cabina de pasajeros o donde el equipaje de mano se considera por separado, 6kg se pueden descontar de las masas masculinas y femeninas, artículos como abrigos, sombrilla, bolsa o bolsa de mano, material para leer o una cámara pequeña no se considera como equipaje de mano para el propósito de esté. Asientos de pasajeros 1-5 6-9 10-19 Masculino 104kg 96kg 92kg Femenino 86 kg 78kg 74kg Niños 35 kg 35kg 35kg Tabla 2 (f) Valores de masa por equipaje (1) Cuando el numero de asientos de pasajeros disponibles en la aeronave es 20 o más los valores de masa estándar dados en la tabla 3 son aplicables por cada equipaje. Para aeronaves con 19 asientos o menos, la masa real de cada equipaje debe determinarse por pesado. (2) El propósito de la tabla 3: (i) Vuelo Nacional significa un vuelo con origen y destino dentro de los límites de frontera del país. Página 22 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (ii) Vuelos dentro de los límites de regiones Europeas significa, es un vuelo no nacional, cuyo origen y destino son dentro de los límites de área especificados en el Apéndice 1 del OPS 1.6020 (f). (iii) Vuelos intercontinentales, significa un vuelo con origen y destino en diferentes continentes. Tipo de vuelo Masa estándar de equipaje Domestico 11kg Dentro de los límites Europeos 13kg Intercontinental 15kg Otros 13kg Tabla 3 (g) Si el operador desea usar otros valores de masa estándar diferentes a los de las tablas 1, 2 y 3, tiene que avisar a las autoridades de sus beneficios y razones de mejora para la misma. El operador tiene que someter a aprobación con detalle a él plan de estudio de pesado y aplicar el método de análisis estadístico que da él Apéndice 1 OPS 1.620(g). Después de una verificación y aprobación de las autoridades de los resultados del plan de pesado, los valores de masa estándar revisados son solamente aplicables a aquel operador. (h) En cualquier vuelo identificado cargando un número de pasajeros significante cuyas masas, incluyen equipaje de mano, se espera que exceda la masa estándar de pasajeros, en donde el operador tiene que determinar la masa real de cada pasajero por pesado o sumando un incremento de masa adecuado. (Ver IEM OPS 1.620(h) & (i).) (i) Si los valores de masa estándar por equipaje son usados y un número de pasajeros significante se les revisa el equipaje se espera que exceda la masa de equipaje estándar, el operador tiene que determinar la masa real de cada equipaje por pesado o añadir un incremento de masa adecuado. (Ver IEM OPS 1.620(h) & (i).) (j) El operador estará seguro que el comandante será enterado cuando un método no estándar se vaya a usar para determinar la masa de carga y que dicho método es declarado en la documentación de masa y balance. Documentación de masa y balance OPS 1.625 (a) El operador establecerá la documentación de masa y balance, de carga y su distribución antes de cada vuelo especificado. La documentación de masa y balance Página 23 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional tiene que permitir al comandante determinar la carga y su distribución de tal, y que los límites de masa y balance de la aeronave no se excedan. La persona que prepara la documentación de masa y balance tiene que ser nombrada en el documento. La persona que supervisa la carga de la aeronave tiene que avalar con su firma que la carga y la distribución concuerda con la documentación de masa y balance. Esté mismo documento tiene que ser aceptado por el comandante, su aceptación debe ser indicada por una firma o equivalente. (Ver también OPS 1.1055 (a)(12).) (b) El operador tiene que especificar los procedimientos de carga por cambios de último minuto. Apéndice 1 para OPS 1.605 Masa y balance – General (a) Determinación de la masa seca de operación (DOM) de una aeronave (1) Pesado de una aeronave (i) Las aeronaves nuevas normalmente son pesadas en la fábrica y es elegible poner en operación sin volver a pesar pero si los registros de masa y balance han sido ajustados por alteraciones o modificaciones a la aeronave se tiene que pesar de nuevo. (ii) Individualmente la masa y la posición del centro de gravedad de cada aeronave debe ser reestablecida periódicamente. El máximo intervalo entre dos pesos tiene que ser definida por el operador y conocer los requerimientos del OPS 1.605(b). Además, la masa y el centro de gravedad de cada aeronave será reestablecida también por: (A) Pesado (B) Cálculo, si el operador puede proporcionar la necesaria justificación de aprobar la validez del calculo del método escogido, Cuando los cambios a cumulativos de la masa seca de operación (DOM) no excedan de la masa máxima de aterrizaje o un cambio acumulativo en la posición del centro de gravedad no exceda de la cuerda aerodinámica media. %5.0± %5.0± (2) Peso de flota y posición del CG (i) Por flota o por grupo de aeronaves del mismo modelo y configuración, el promedio de la masa seca de operación (DOM) y posición del CG pueden ser usados como la masa y posición del CG de la flota. (ii) Tolerancias Página 24Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (A) La masa seca de operación (DOM) de cualquier aeronave pesada, o el cálculo de la masa seca de operación (DOM) de cualquier aeronave de una flota, no debe variar por más de de la masa máxima estructural de aterrizaje por lo establecido en la masa seca de operación (DOM) de la flota, o la posición del centro de gravedad no debe variar por más de de la cuerda aerodinámica media, porque tal aeronave será omitida de la flota. %5.0± %5.0± (B) En casos donde la masa de la aeronave está dentro de la tolerancia de la masa seca de operación (DOM) de la flota pero la posición de su centro de gravedad se encuentra fuera de la tolerancia permitida por la flota, la aeronave podrá a un ser operada con la masa seca de operación (DOM) de la flota pero con una posición individual del centro de gravedad. (C) Si ese tiene una aeronave individualmente, cuando se compara con otras aeronaves de la flota, físicamente, tiene diferencias como las cocinas o configuración de los asientos, estas causas pueden exceder las tolerancias en la flota, está aeronave puede estar en la flota con las apropiadas correcciones de masa y posición del CG de la misma. (D) Aeronaves con cuerda aerodinámica media que no ácido publicado deberá operar con sus valores de posición de masa y centro de gravedad o deberá sujetarse a un estudio y aprobación especial. (iii) Valores usados de la flota (A) Antes del pesado de una aeronave, si algún cambio ocurre en el equipo de la aeronave o en la configuración, el operador tiene que verificar que dicha aeronave está dentro de las tolerancias especificadas. (B) Aeronaves que no habían sido pesadas desde la ultima evaluación de masa de flota pueden a un conservar la operación de flota con los valores de flota, con tal que los valores sean revisados por computadora y estén dentro de las tolerancias del sub- párrafo anterior (2) (ii). Si estos valores no están fuera de las tolerancias permitidas, el operador tiene también que determinar el nuevo valor de flota cumpliendo con las condiciones de los sub-párrafos anteriores (2) (i) y (2) (ii), (C) Añadiendo una aeronave a la operación de flota con los valores de la flota, el operador tiene que verificar por pesado o por computadora, que el valor real esta dentro de las tolerancias especificadas en el sub-párrafo anterior (2) (ii). (iv) Cumpliendo con el sub-párrafo anterior (2) (i), los valores de la flota tienen que actualizarse por lo menos al final de cada evaluación de masa de la flota. (3) Numero de aeronaves para ser pesadas para obtener los valores de la flota Página 25 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (i) Si “n” es el número de aeronaves en la flota usando los valores de la flota, el operador debe pesar por lo menos, en un periodo entre dos evaluaciones de masa de la flota, hay un cierto número de aeronaves definidas en la tabla siguiente: Numero de aeronaves en la flota Mínimo numero de pesos 2 o 3 n 4 a 9 2 3+n 10 o más 10 51+n Tabla 4 (ii) Se pesarán las aeronaves que no habían sido pesadas por un largo tiempo. (iii) Entre intervalos de dos evaluaciones de masa de flota que no deben exceder los 48 meses. (4) Procedimiento del pesado (i) El pesado debe ser exacto por el fabricante o aprobado por el departamento de mantenimiento de la aerolínea. (ii) Las precauciones normales deberán ser tomadas consistentemente con buena práctica como: (A) Verificar completamente la aeronave y equipo. (B) Determinar que los fluidos sean considerados apropiadamente. (C) Garantizar que la aeronave esta limpia. (D) Garantizar que el pesado se lleve acabo en una instalación cerrada como un hangar o edificio. (iii) Cualquier equipo usado para el pesado debe ser calibrado apropiadamente, y usado de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Cada escala debe ser calibrada también por el fabricante, por un departamento civil de pesos y medir dentro de 2 años o dentro de un periodo definido por el fabricante del equipo de peso. (Ver AMC y Apéndice 1 OPS 1.605 (a) (4) (iii)) Página 26 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (b) Masas especiales estándar para la carga de paga. Además de las masas estándar de pasajeros y equipaje, el operador puede someterse a la aprobación de otro tipo de cargas de masas estándar. (c) Carga en la aeronave (1) El operador debe estar seguro que la carga en la aeronave se encuentra bajo la supervisión de personal calificado. (2) El operador debe estar seguro que la carga que se encuentra en la aeronave cumple con el cálculo de masa y balance de la aeronave. (3) El operador debe cumplir con los límites estructurales como las limitaciones de pisos, masa máxima por compartimientos y limites máximos en la cabina de pasajeros. (d) Límites del centro de gravedad. (1) Centro de gravedad operacional de la envolvente. (2) Centro de gravedad en vuelo. Además, el operador debe mostrar todos los procedimientos del centro de gravedad durante el vuelo causados por los movimientos de pasajeros, tripulación, consumo de combustible y transferencia del combustible. Apéndice 1 OPS 1.620(g) Procedimiento para corregir valores de masa estándar para pasajeros y equipaje (a) Pasajeros (1) Muestra del método de peso. El promedio de masa de pasajeros y su equipaje de mano se tiene que determinar por pesado, tomando al azar una muestra. La selección al azar de la muestra debe ser natural a tal grado de ser representativo para el volumen del pasajero, considerando el tipo de operación, la frecuencia de vuelos en varias rutas, dentro o fuera de los límites de vuelo, aplicable a cualquier estación del año y la capacidad de asientos en la aeronave. (2) Medida de la muestra. El plan de estudio debe cubrir el pesado por lo menos de: (i) El numero de pasajeros calculado por una muestra, usando procedimientos normales de estadística y con un rango base de 1% por todos los adultos y 2% de las masas promedio por separado masculino y femenino. (ii) Para aeronaves: Página 27 Diseño del Manifiesto de Peso y Balance de la Aeronave Airbus 318-111 Capítulo 1 Marco Regulatorio Nacional e Internacional (A) Con una capacidad de asientos de pasajeros de 40 o más, un total de 2000 pasajeros. (B) Con una capacidad de asientos de pasajeros menor a 40, un numero total de 50 x (capacidad de asientos de pasajeros). (3) Masa de pasajeros. La masa de pasajeros debe incluir las pertenencias de la masa de pasajeros las cuales cargan dentro de la aeronave. Cuando se toma al azar la muestra de la masa de los pasajeros, los infantes deberán ser pesados junto con un adulto. (Ver OPS 1.620 (c)(d) y (e)). (4) Ubicación del pesado. La ubicación en la aeronave para el pesado de pasajeros deberá ser lo mas exacto posible, en un punto donde un cambio en la masa del pasajero por traer mas pertenencias después que ya se allá a bordado a la aeronave no sería conveniente. (5) Bascula de pasajeros. Será usada para determinar el peso del pasajero, la cual tiene una capacidad por lo menos de 150kg. La masa será visualizada con una graduación mínima de 500g. La maquina de pesado deberá ser exacta dentro del 0.5% o 200g. (6) Registrando los valores de masa. Para cada vuelo se incluye un estudio de la masa de los pasajeros, categoría correspondiente de los pasajeros (masculinos, femeninos y niños) y el registro del número de vuelo. (b) Equipaje. Los procedimientos estadísticos para determinar la revisión de valores de masa estándar del equipaje se basa en un promedio de masa del equipaje de la mínima medida de la muestra,
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