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031 · Mass & Balance

Wer Mass & Balance versteht, versteht Hebelkräfte und Momente — reine Physik. Die Berechnungen sind systematisch und lernbar, wenn man das Prinzip einmal durchdrungen hat.

Subject-Code031
Konzepte~40
Lernzeit≈ 2–3 Wochen
SpracheDE + EN
StandECQB 2026

Einführung

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Mass & Balance stellt sicher, dass ein Flugzeug innerhalb seiner zertifizierten Gewichts- und Schwerpunktgrenzen betrieben wird. Ein Flugzeug außerhalb dieser Grenzen kann strukturell überlastet sein oder flugunfähig werden.

Das Subject ist rechnerisch — aber die Berechnungen folgen immer demselben Prinzip: Moment = Masse × Arm. Wer das einmal verinnerlicht hat, kann alle Aufgaben lösen.

Prüfungsstrategie

Mass & Balance Aufgaben sind oft Rechenaufgaben. Lege dir eine saubere Tabelle an (Masse, Arm, Moment), rechne systematisch und überprüfe das Ergebnis gegen die Envelope. Schreibe keine Abkürzungen — der Fehler sitzt meistens in einer vergessenen Zeile.

Grundbegriffe

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Begriff (EN)Begriff (DE)Definition
MassMasseGewicht der Komponente [kg]
ArmHebelarmHorizontaler Abstand vom Datum-Referenzpunkt [m oder inches]
MomentMomentMasse × Arm [kg·m] — beschreibt die Drehwirkung um das Datum
DatumBezugspunktFixer Referenzpunkt des Flugzeugs (oft Nase oder Propellerflansch)
Centre of Gravity (CG)SchwerpunktPunkt, an dem das Gesamtmoment = 0. Angriffspunkt der Gewichtskraft.
CG EnvelopeSchwerpunkthüllkurveZertifizierter Bereich für zulässige CG-Lagen in Abhängigkeit vom Gewicht
MACMittlere aerodynamische FlügeltiefeReferenzlänge für CG-Angabe in % MAC (typisch bei Airlinern)
Grundformel Moment = Masse × Arm

CG = Gesamtmoment / Gesamtmasse

CG (% MAC) = (CG-Position − LEMAC) / MAC × 100

Gewichtsdefinitionen

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Die Gewichtsdefinitionen bauen aufeinander auf — jede Stufe fügt eine Komponente hinzu. Diese Hierarchie muss sitzen.

AbkürzungDeutschDefinitionGrenzwert
BEMBasic Empty MassFlugzeug leer inkl. festeingebauter Ausrüstung, Betriebsmittel, aber ohne Treibstoff und NutzlastFix (Flugzeugdokument)
DOMDry Operating MassBEM + Besatzung + Bordausrüstung + Catering (ohne Treibstoff und Passagiere)Flugzeug- und Operator-spezifisch
ZFM / ZFWZero Fuel MassDOM + Nutzlast (Passagiere + Gepäck + Cargo) — ohne TreibstoffMZFM (strukturelle Grenze)
TOM / TOWTake-Off MassZFM + Start-Treibstoff (inkl. Taxi, Trip, Reserven)MTOM
LM / LWLanding MassTOM − Trip Fuel (verbrauchter Reiseflug-Treibstoff)MLM
PayloadNutzlastZFM − DOM = Passagiere + Gepäck + CargoMax Payload = MZFM − DOM
Merkreihenfolge

BEM → DOM → ZFM → TOM → LM. Jede Stufe + eine Komponente. ZFM ist die strukturell kritische Grenze für den Flügel — deshalb gibt es MZFM. Das Gewicht wird nach dem Abbrennen des Treibstoffs nicht leichter als MZFM (wäre ja ZFM).

Schwerpunktberechnung

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Die Schwerpunktberechnung erfolgt systematisch in einer Tabelle: Für jede Masse wird das Moment berechnet, dann wird der CG als Quotient aus Gesamtmoment und Gesamtmasse ermittelt.

Beispielrechnung — Schwerpunktermittlung
KomponenteMasse (kg)Arm (m)Moment (kg·m)
Basic Empty Mass42 00018.50777 000
Besatzung (4 × 85 kg)3404.201 428
Passagiere (150 × 95 kg)14 25020.80296 400
Gepäck3 20024.1077 120
Treibstoff12 50019.40242 500
TOTAL (TOM)72 2901 394 448

CG = 1 394 448 / 72 290 = 19.29 m vom Datum → gegen Envelope prüfen

Index-Methode

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Bei großen Momenten werden sogenannte Reduced Indexes verwendet um die Zahlen handhabbar zu machen. Das Prinzip ist identisch — nur die Skalierung ändert sich.

Deutsch

Index = (Moment − Konstante) / Divisor. Der Divisor wird so gewählt, dass die Index-Werte im Bereich 0–100 liegen. Auf dem Ladeplan-Chart wird der Index gegen die Masse aufgetragen.

English (exam)

Reduced index = (Moment − C) / K. Chosen so that values fall in a manageable range. The loading chart plots index against mass — the resulting point must fall within the CG envelope.

CG Envelope

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Die CG Envelope (Schwerpunkthüllkurve) definiert den zulässigen Bereich für den Schwerpunkt in Abhängigkeit vom Gewicht. Der berechnete CG muss für jede Flugphase innerhalb dieser Grenzen liegen.

Außerhalb der Envelope

Betrieb außerhalb der CG Envelope ist verboten. Ein zu weit vorne liegender CG erhöht den Trimmwiderstand und kann die Pilotensteuerbarkeit einschränken. Ein zu weit hinten liegender CG reduziert die Längsstabilität bis hin zur Instabilität — das Flugzeug kann unkontrollierbar werden.

Forward CG Limit (vordere Grenze)

Aft CG Limit (hintere Grenze)

Auswirkungen der CG-Lage

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ParameterCG vorneCG hinten
LängsstabilitätHoch (stabiler)Niedrig (weniger stabil)
StallgeschwindigkeitHöherNiedriger
TrimmwiderstandHöher (mehr Treibstoff)Niedriger (effizienter)
SteuerbarkeitSchwerer zu manövrierenLeichter anzusprechen
SicherheitSichererGefährlicher bei Fehler

Treibstoff & CG-Verschiebung

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Beim Treibstoffverbrauch während des Fluges verändert sich der Schwerpunkt — weil der Treibstoff an unterschiedlichen Positionen entnommen wird. Die CG-Lage muss für Start, Reiseflug und Landung innerhalb der Envelope liegen.

Treibstoff-CG-Shift

Wenn Treibstoff vor dem Gesamt-CG liegt, verschiebt sich der CG beim Verbrauch nach hinten — und umgekehrt. Bei manchen Flugzeugtypen (z. B. A330) wird Treibstoff aktiv umgepumpt um den CG zu optimieren. Das muss in der Planung berücksichtigt werden.

Standardgewichte für Passagiere (EASA)

KategorieStandardgewicht (inkl. Handgepäck)
Erwachsener (Sommer)84 kg
Erwachsener (Winter, Winterkleidung)87 kg
Kind (2–12 Jahre)35 kg
Infant (unter 2 Jahre)0 kg (auf Schoß) / 35 kg (eigener Sitz)
Aufgegebenes Gepäck13 kg pro Stück (wenn kein Einzelgewicht bekannt)

Typische Fehler in Mass & Balance

Hinweis

Vollständige LO-Abdeckung, Rechenbeispiele mit Charts und Quiz-Modus folgen mit dem nächsten Update. Zurück zur Fächerübersicht →