酬載

载体所承载的有效货物

酬載是飛機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

 
酬載距離圖說明了在酬載和飛機航程之間有一個權衡關係。

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
    • 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太陽風等輻射而損壞。

參見

參考文獻

  1. ^ Payload - Define Payload at Dictionary.com. Dictionary.com. (原始內容存檔於2013-12-12). 
  2. ^ 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
  3. ^ 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