Środkiem ciężkości samolotu nie jest jakiś opcjonalny element wyposażenia; to właściwie jeden z najważniejszych elementów samolotu, jeśli chodzi o kontrolowanie jego trajektorii. Środek ciężkości samolotu, określony precyzyjnymi obliczeniami, jest kluczowym czynnikiem w prowadzeniu i stabilizacji samolotu dla udanego lotu.
Określono środek ciężkości (CG)
Jeśli kiedykolwiek oglądałeś spacer po linie, możesz zrozumieć środek ciężkości.
Ciasny linoskoczek nie spada tak długo, jak utrzymuje swoją masę ciała bezpośrednio nad linią. Mógł używać ruchu parasola, wyciągniętych ramion lub zwisających ciężarów, aby utrzymać równowagę lub środek ciężkości, jeśli jego pozycja ciała powinna się wahać, aż ponownie znajdzie się w centrum jego balansu. Podczas gdy balansowanie na linie jest zabawne, jeśli chodzi o samoloty, środek ciężkości jest krytyczną cechą, która sprawia, że projektowanie i ładowanie samolotu jest bardzo ważne.
NASA definiuje pojęcie środka ciężkości jako średnie położenie ciężaru przedmiotu.
Zasadniczo środek ciężkości samolotu jest punktem, w którym balansowałby on, gdyby był zawieszony w powietrzu lub w punkcie, w którym skupia się większość jego masy. Środek ciężkości oblicza się, najpierw lokalizując punkt odniesienia , punkt pomiaru ustalony przez producenta, często znajdujący się na przedniej krawędzi skrzydła samolotu.
Korzystając ze specyficznych równań algebraicznych, różne pomiary wagi i cala samolotu łączą się, aby zdefiniować formuły środka ciężkości samolotu. Na przykład ramię i moment służą jako kluczowe dane wejściowe do obliczeń . Ramię reprezentuje poziomą odległość od punktu odniesienia do środka ciężkości samolotu, a momentem jest masa samolotu, pomnożona przez jego ramię.
Producent statku powietrznego dyktuje ustalone granice dla CG, a operatorzy statków powietrznych muszą ponownie obliczyć CG i zmienić położenie ładunku i sprzętu, jeśli jest to konieczne, aby pozostać w tych granicach.
W typowym lekkim samolocie lotnictwa ogólnego środek ciężkości znajduje się rufą, lub w kierunku do tyłu, za zaporą ogniową lub po prostu za rufą, gdzie znajduje się silnik. Silnik, awionika, pilot i pasażerowie są najcięższymi komponentami w samolocie, a lokalizacja najcięższych przedmiotów w samolocie będzie przybliżoną lokalizacją środka ciężkości. Na większych statkach powietrznych, CG może się znacznie różnić w zależności od lokalizacji paliwa i warunków załadunku, co sprawia, że prawidłowe załadowanie samolotu jest konieczne do udanego lotu.
Centrum grawitacji w akcji
Każdy pojedynczy statek powietrzny jest ważony ostrożnie po certyfikacji, a położenie środka ciężkości i położenia ramienia samolotu są ustalane i przekazywane właścicielowi lub operatorowi. Liczby te są drukowane na oficjalnej wadze i formie balansu, które są przechowywane w instrukcji obsługi samolotu. Wszelkie zmiany czasu dokonywane na statku powietrznym, jego konstrukcji lub systemach, oblicza się nową wagę i równowagę oraz tworzy się nowy arkusz danych.
Jeśli na przykład zainstalowano nowy moduł GPS , samolot zostanie ponownie zważony i obliczony i zapisany nowy środek ciężkości.
Pilot dowódca lub kierownik ładunku lub dyspozytor musi zawsze obliczyć wagę i balans samolotu przed lotem, aby upewnić się, że przy uwzględnieniu zawartej ładowności (bagaż, pasażerowie, paliwo itp.), Samolot pozostanie w swojej maksymalnej wadze ograniczenia i w granicach jego środka ciężkości, zgodnie z podręcznikiem pilotażowym dla danego samolotu latającego.
Środek ciężkości zbyt daleko do przodu lub zbyt daleko na rufie może powodować problemy dla pilota, a każdy z tych warunków może być niebezpieczny. CG, który jest zbyt daleko, może obniżyć wydajność. CG na rufie może zwiększyć wydajność, ale w przypadku większości małych samolotów samolot stanie się niestabilny i potencjalnie stworzy sytuację, w której pilot nie będzie miał wystarczającej kontroli windy, aby wyjść z potencjalnego przeciągnięcia / wirowania.