抛砖引玉，和大家交流一下如何优化大运货物（装备/人员 ...

这几日看到大家对运20的载重能力展开了热烈的讨论，楼主想说其实除换发以外，还有不少更简单的方法可以在现阶段条件下提升大运的运力，如采用优化的运输机群货物装载方案就可极大地提高航空运输的效率，具体来讲，就是充分利用载重能力装载更多装备和人员，减少油耗，增大航程，提高机动能力，因此对于提升其战斗力具有十分重要的意义。简要而言需有以下几个方面的考虑：

1.机群货物装载方案

对于运输机而言，机群中的单机使用效率一般都会高于单机任务。而为机群装载货物时，需先将货物分类，然后再依次为单架运输机分别进行装载。通过改变机群的装载顺序，并对不同的装载顺序进行预装载，可以生成各种不同的装载预案。对所有得到的装载预案进行分析、比较和筛选（包括机舱货物重心位置的调整，机群耗油或耗时量指标等等），可最终优选出满足给定指标的运输方案。

2.单机货物装载算法

在飞行条件下，运输机舱内的货物一般不能多层堆叠，但可以在地板上自由排列。这意味着运输机货物装载是一个需要考虑货物重心位置安排的特殊二维装箱问题。对一件待装的货物（总重应小于运输机的载重上限），具体装载步骤为：

1) 为装入货舱的第1 件货物建立一个舱段，并将其靠在货舱左边装入，如图1(a)；
2) 将后续装入的货物放置在舱段后方（朝机尾的方向）已置货物的右边，如图1(b)。如果空间不够，就将货物翻转90°放置在舱段右前角，如图1(c)。如果右前角已放有货物，可将要装入的和右前角已有的货物按照宽度递增的顺序从左到右排列，如图1(d)；
3) 如果第2 步中还无法装入货物，就建立一个新舱段，如图1 (e)，后续货物可以往这个新的舱段内装载。如果运输机货舱的剩余空间不足以容纳新的舱段，即货舱空间已被用尽，则待装货物无法装入此运输机。

3.舱内货物重心位置调整

为了保证空运飞行的安全，运输机舱内货物的总重心位置在机身的纵、横两个方向都必须处于限定的范围之内。

纵向重心位置调整方法

如果将所有的舱段前后无间隙排列形成一个“大舱段”（如图3），通过前后移动“大舱段”就可非常有效地调整纵向重心的位置。此外，通过卸除部分货物也可以调整重心的位置。具体调整方法为：

1) 使所有舱段前后连在一起，形成一个“大舱段”，然后将大舱段在货舱内前后移动，如图3所示，直至货物重心调整至合适位置；
2) 如果上一步操作还不能调整好重心位置，就选取位于重心位置偏离方向上最末端的舱段，在舱段中逐件卸除重量最小的货物，直到货物总重心位置满足要求为止。

横向重心位置调整方法

横向重心位置的调整方法是对某些舱段进行左右翻转（如图4 所示），这一调整对纵向重心位置无影响。一个舱段左右翻转后产生的滚转力矩是原来的负值。通过左右翻转部分舱段，可使得所有舱段产生的滚转力矩之和尽量接近零，从而消除或减小货物产生的不对称滚转力矩，以保证飞行的稳定性和安全性。

图5为优化装货位置后的示例图，可以看到调整后各运输机内货物在横向分布比较均匀。由于使用了金字塔装载法，每架运输机中较大、较重的货物相对更靠近货舱中部。

参考资料：

《运输机群货物装载方案生成方法》刘宁君; 王立新; 潘文俊；北京航空航天大学学报这几日看到大家对运20的载重能力展开了热烈的讨论，楼主想说其实除换发以外，还有不少更简单的方法可以在现阶段条件下提升大运的运力，如采用优化的运输机群货物装载方案就可极大地提高航空运输的效率，具体来讲，就是充分利用载重能力装载更多装备和人员，减少油耗，增大航程，提高机动能力，因此对于提升其战斗力具有十分重要的意义。简要而言需有以下几个方面的考虑：

1.机群货物装载方案

对于运输机而言，机群中的单机使用效率一般都会高于单机任务。而为机群装载货物时，需先将货物分类，然后再依次为单架运输机分别进行装载。通过改变机群的装载顺序，并对不同的装载顺序进行预装载，可以生成各种不同的装载预案。对所有得到的装载预案进行分析、比较和筛选（包括机舱货物重心位置的调整，机群耗油或耗时量指标等等），可最终优选出满足给定指标的运输方案。

2.单机货物装载算法

在飞行条件下，运输机舱内的货物一般不能多层堆叠，但可以在地板上自由排列。这意味着运输机货物装载是一个需要考虑货物重心位置安排的特殊二维装箱问题。对一件待装的货物（总重应小于运输机的载重上限），具体装载步骤为：

1) 为装入货舱的第1 件货物建立一个舱段，并将其靠在货舱左边装入，如图1(a)；
2) 将后续装入的货物放置在舱段后方（朝机尾的方向）已置货物的右边，如图1(b)。如果空间不够，就将货物翻转90°放置在舱段右前角，如图1(c)。如果右前角已放有货物，可将要装入的和右前角已有的货物按照宽度递增的顺序从左到右排列，如图1(d)；
3) 如果第2 步中还无法装入货物，就建立一个新舱段，如图1 (e)，后续货物可以往这个新的舱段内装载。如果运输机货舱的剩余空间不足以容纳新的舱段，即货舱空间已被用尽，则待装货物无法装入此运输机。

3.舱内货物重心位置调整

为了保证空运飞行的安全，运输机舱内货物的总重心位置在机身的纵、横两个方向都必须处于限定的范围之内。

纵向重心位置调整方法

如果将所有的舱段前后无间隙排列形成一个“大舱段”（如图3），通过前后移动“大舱段”就可非常有效地调整纵向重心的位置。此外，通过卸除部分货物也可以调整重心的位置。具体调整方法为：

1) 使所有舱段前后连在一起，形成一个“大舱段”，然后将大舱段在货舱内前后移动，如图3所示，直至货物重心调整至合适位置；
2) 如果上一步操作还不能调整好重心位置，就选取位于重心位置偏离方向上最末端的舱段，在舱段中逐件卸除重量最小的货物，直到货物总重心位置满足要求为止。

横向重心位置调整方法

横向重心位置的调整方法是对某些舱段进行左右翻转（如图4 所示），这一调整对纵向重心位置无影响。一个舱段左右翻转后产生的滚转力矩是原来的负值。通过左右翻转部分舱段，可使得所有舱段产生的滚转力矩之和尽量接近零，从而消除或减小货物产生的不对称滚转力矩，以保证飞行的稳定性和安全性。

图5为优化装货位置后的示例图，可以看到调整后各运输机内货物在横向分布比较均匀。由于使用了金字塔装载法，每架运输机中较大、较重的货物相对更靠近货舱中部。

参考资料：

《运输机群货物装载方案生成方法》刘宁君; 王立新; 潘文俊；北京航空航天大学学报