酬載
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酬載是飛機或運載火箭攜帶的物體。有時,酬載也指飛機或運載火箭能夠承載的重量。根據任務的性質,載具的酬載可能是貨物、乘客、機組人員、彈藥、科學儀器或實驗或其他設備。如果可以選擇性攜帶,那額外的燃料也會被視為酬載的一部分,如空中加油任務。
在商業用語中(即航空公司或貨運航空公司),酬載可能僅指產生收入的貨物或付費的乘客。 [1]軍用飛機攜帶的武器、彈藥等,有時也稱為飛機的武裝酬載(warload)。
對於火箭,酬載可以是衛星、太空探測器或載有人類、動物或貨物的太空載具。對於彈道飛彈,酬載是一個或多個彈頭及相關系統;它們的總重量稱為投擲重量。
酬載占飛機或運載火箭總升空重量的比例稱為「酬載比」。當酬載和燃料的重量一起考慮時,它被稱為「有用酬載比」。在太空飛行器中,通常使用「質量比」,即酬載與其他一切事物(包括火箭結構)的比率。 [2]
距離和酬載的關係
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cf/Payloadrange.jpg/220px-Payloadrange.jpg)
上方的水平線代表最大酬載,它在結構上受到飛機最大零燃料重量(maximum zero-fuel weight,MZFW)的限制。最大酬載是最大零燃料重量與操作空重 (operational empty weight, OEW) 之差。沿線從左到右移動,顯示在固定的最大酬載下增加距離,而想要更多航程就必須要添加更多燃料。
那條垂直線表示飛機、最大酬載和所需燃料的總重量達到最大起飛重量(maximum take-off weight,MTOW)的距離。如果航程超過該點,則必須犧牲酬載來換取燃料。
最大起飛重量受引擎最大淨功率、機翼升阻比等因素限制。最大酬載距離點後面的對角線,顯示了在以最大起飛重量起飛時,減少酬載與增加燃料(航程)的關係。
折線圖的第二個轉折點代表達到最大燃料容量的點。想要飛得比那個點更遠,意味著必須進一步減少酬載,以換取些許的距離增加。因此,絕對航程是飛機在不攜帶任何酬載的情況下,以最多燃料可以飛行的航程,即折線與水平軸的交會點。
範例
酬載容量示例:
- 安托諾夫 An-225 Mriya : 250,000 公斤
- 土星五號:
- 到近地軌道酬載質量140,000 公斤
- 到月球軌道酬載質量 47,000 公斤
- 太空梭:
- 到近地軌道的酬載(不包括 110,000 kg 維修軌道器)27,000 公斤 (53,700 磅)
- 地球同步轉移軌道的酬載(不包括 110,000 kg 軌道服務艙) 3,810 公斤 (8,390 磅)
- 三叉戟(飛彈) :2800 公斤投擲重量
- 自動運載太空載具
- 酬載: [3] 7,667 kg 8 個機架,帶 2 x 0.314 m 3和 2 x 0.414 m 3
- 容量:在 8 個機架中的前4 個,每個 1.146 m 3
- 貨物質量: 1,500 - 5,500 公斤
- 水:0 – 840 公斤
- 氣體(氮氣、氧氣、空氣,2 種/飛行):0 – 100 公斤
- 國際太空站加油推進劑:0 – 860 公斤 (306 公斤燃料,554 公斤氧化劑)
- 國際太空站再助推和姿態控制推進劑:0 - 4,700 公斤
- 總載貨量:7,667 公斤
結構能力
對於飛機而言,機翼油箱中燃料的重量對機翼彎矩的影響不如機身重量。因此,即使飛機裝載了機翼可以支撐的最大酬載,它仍然可以攜帶大量燃料。
酬載限制
發射運輸系統在可攜帶酬載的種類上有所不同,而且在施加在酬載上的外力和其他條件上也有所不同。酬載會被抬升,並安全到達目標位置,無論是地球表面任何地方或是特定軌道上。為確保這一點,酬載(例如彈頭或衛星)在設計就會考慮到在到達目的地的途中,將承受一定數量各種類型的「挑戰」。大多數火箭酬載都安裝在酬載整流罩內,以保護它們免受高速穿越大氣時產生的動態壓力影響,也能夠提升運載火箭整體的空氣動力外型。同樣的,大多數飛機酬載也都裝載在機身內部。超大貨物可能需要具有不尋常尺寸的機身,例如超級彩虹魚。
發射系統施加的各種條件,可以粗略地分為對酬載造成物理損壞的條件,和可能損壞其電子或化學組成的條件。物理損壞的例子包括由大氣顫振或振盪,引起瞬時極高的加速度、火箭推力和重力引起較長時間的高加速度,以及引擎速度調整引起的加速度大小或方向的突然變化。電子、化學或生物酬載可能會因極端溫度(熱或冷)、溫度或壓力的快速變化、與快速移動的氣流接觸導致電離以及來自宇宙射線、范艾倫帶或太陽風等輻射而損壞。
參見
參考文獻
- ^ Payload - Define Payload at Dictionary.com. Dictionary.com. (原始內容存檔於2013-12-12).
- ^ Launius, Roger D. Jenkins, Dennis R. 2002. To Reach the High Frontier: A History of U.S. Launch Vehicles. Univ. Pr. of Kentucky. ISBN 978-0-8131-2245-8
- ^ http://esamultimedia.esa.int/docs/ATV/FS003_12_ATV_updated_launch_2008.pdf (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) European Space Agency
外部連結
- Shannon Ackert. Aircraft Payload-Range Analysis for Financiers (PDF). Aircraft Monitor. April 2013 [2021-08-13]. (原始內容 (PDF)存檔於2018-09-20).
- Using the Payload/Range and Takeoff Field Length Charts in the Airplane Characteristics for Airport Planning Documents (PDF). Boeing Commercial Airplanes. Feb 12, 2014 [2021-08-13]. (原始內容 (PDF)存檔於2021-08-13).