行調整后重新計算。
在飛機初步方案設計階段，對各部件、各系統的質量和質心計算是比較困難的。將這些
質量和質心求出來以后，進一步計算全機的質心就比較容易了。其原理很簡單，用靜力矩平
衡解析法即可求出，但為了能把質心調整到所需要的位置，往往需要進行多次反復的計算，
計算的工作量比較大。
用于計算的坐標系的原點，可以取
機身頭部最前的端點，這樣，可以使所
有載重的坐標均為正值，也可以把坐標
原點取機翼根弦的前緣點，這樣，位于
坐標原點之前的載重坐標為負值。一
般，取飛機設計水平基準線（通常即機
身軸線）為ox 軸，如圖8.5 所示。
坐標軸選定后，分別對飛機各組成
部分相對坐標原點的靜力矩進行計算，
得出每一組成部分的靜力矩（mgx)i及
（mgy)i，然后將各部分靜力矩的總和
除以全機的質量即得到飛機質心的坐標，計算公式為： Σ
Σ =
i
i
G mg
mgx
x
( )
( )
,
Σ
Σ =
i
i
G mg
mgy
y
( )
( )
（8.8）
圖8.5 飛機質心定位坐標
前已提到，飛機質心的位置是相對于平均空氣動力翼弦而言的，而且一般都用其與平均
空氣動力翼弦之比的百分數的相對值來表示，所以用公式（8.8）求出飛機質心的位置需
按下式換算：
A b
×100％
−
=
A
G A
G b
x x x （8.9）
（一）飛機質心定位第一次近似計算
對于飛機質心位置的近似計算和質心的定位，不是一次就能完成的，而是一個反復進行、
逐步逼近的過程。
在第一次進行飛機質心位置的近似計算時，飛機各部分的質量分類比較粗，各部分的質
量及質心位置也都是采用初步的估算值，或按同類飛機的統計數據選取，然后列表進行計算。
表格形式如表8.3 所示。
第一次質心定位計算時，可以采用：
1．機翼質心位置在40％～42％ A 處； b
2. 尾翼質心位置在45％～50％尾翼的平均氣動力弦處；
3. 機身的質心位置，對于采用直機翼的飛機，取在50％機身長度處；對于采用后掠翼
的飛機，取在60％機身長度處；
· 134 ·

4．設備和操縱系統的質心取在機身的質心上；
5. 燃油單獨考慮每一個油箱的體積和質心，煤油的質量密度按0.8（0.78～0.83）g/cm3
計算；
6.飛行員的質量，軍用機取100kg；民航機取80kg；隨機服務員70kg；旅客75kg：每
名旅客的行李15kg。
表8.3 飛機質心定位細目表
部件、載重 mgx(10N·m) x(m) mg(10N) y(m) mgy(10N·m)
Ⅰ 結構
機翼
機身
平尾
垂尾
前起落架（收上）
主起落架支柱
Ⅱ 動力裝置
中部的發動機
兩側的發動機
中部發動機短艙
兩側發動機短艙
燃油系統
Ⅲ 設備和操縱系統
Ⅳ 裝備
飛行員
隨機工程師
服務員
專用設備
Ⅴ 燃油
第一組
第二組
第三組
Ⅵ載重
乘員
行李
總 合 Σ(mgx)i Σ(mg)i Σ(mgy)i
各種載荷及飛機各部件的相互位置，坐標數據取自飛機的總體布置圖。在進行質心定位
過程中，飛機各部件和載荷的相互位置可能需要調整和變化，所以進行飛機總體布置要與飛
機質心定位工作平行進行，相互協調。
(二）飛機質心位置的調整
經過第一次的近似計算以后，所求出的飛機質心位置xG 應在一定的范圍之內。
· 135 ·

對直機翼飛機 0.20～0.25
對χ = 35􀁄 ~ 40􀁄 的后掠翼飛機 0.26～0.30
對χ = 40􀁄 ~ 50􀁄 的后掠翼飛機 0.30～0.34
對小展弦比三角翼飛機 0.32～0.36
如果計算結果xG 的值達不到上述范圍，則需要對飛機的質心位置進行調整和重新計算，
調整的方法有兩種：
1．調整裝載
通過前后移動一些質量較大的裝載設備，來調整飛機質心的位置。如果對某一質量為
的裝載，移動的距離，則飛機質心的移動量為
mi
Δxi ΔxG
m0
m
b
x
x i
A
i
G ⋅
Δ
Δ = （8.10）
其中m0 為全機的質量。
這種調整飛機質心的辦法最簡單，但由于現代飛機內部空間比較緊張，可移動的裝載有
限，故這一辦法往往不能解決問題。
2．移動機翼，
顯然，如果將機翼在機身上的安裝位置向后移，則平均氣動力翼弦也將隨之后移，而飛
機的質心位置也就相對前移了，這是調整飛機質心位置很有效的辦法。但是另一方面，由于
機翼的后移，機翼部分的質量也要同時后移，機翼質量是飛機質量的重要組成部分，這就使
飛機的質心勢必將略向后移一些，綜合這兩方面的影響，移動機翼翼Δx 距離后，飛機質心的
新位置將為：
⎥ ⎥
⎦
⎤
⎢ ⎢
⎣
⎡
− + Δ
+ Δ
= Σ 1 ( )
0
翼
翼翼x x
m
m x m x
b
x A
i i
A
G (8.11)
飛機質心位置的移動量為：
翼
翼x
m
m
b
x
A
G Δ ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
Δ = 1 ( −1)
0
（8.12）
從（8.12）式可以看出，機翼的后移量使飛機質心前移的作用不是全部有效，而只是等
于( / 0 1) 的那一部分有效（約85％）。 m m − 翼
　
中國航空網 www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：飛機總體設計(41)