Το κέντρο βάρους ενός αεροπλάνου δεν αποτελεί προαιρετικό εξοπλισμό. είναι στην πραγματικότητα ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά του αεροπλάνου όταν πρόκειται για τον έλεγχο της τροχιάς του. Το κέντρο βάρους ενός αεροπλάνου, που καθορίζεται με ακριβείς υπολογισμούς, είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στην καθοδήγηση και τη σταθεροποίηση του αεροσκάφους για μια επιτυχημένη πτήση.
Το κέντρο βαρύτητας (CG) ορίζεται
Αν έχετε παρακολουθήσει ποτέ έναν περιπατητή σφιχτό σχοινί, τότε ίσως καταλάβετε το κέντρο βάρους.
Ο περιστρεφόμενος τροχός δεν πέφτει αρκεί να διατηρεί το σωματικό του βάρος κεντραρισμένο ακριβώς πάνω από το σφιγκτήρα. Μπορεί να χρησιμοποιήσει την κίνηση μιας ομπρέλας, των τεντωμένων όπλων ή των κροσσών, για να διατηρήσει την ισορροπία του ή το κέντρο βάρους του, εάν η θέση του σώματος του πρέπει να αμβλυνθεί μέχρις ότου επανέλθει στο κέντρο του. Ενώ οι επιδόσεις του σφιγκτήρα είναι διασκεδαστικές, όταν πρόκειται για αεροπλάνα, το κέντρο βάρους είναι ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό που κάνει το σχεδιασμό και τη φόρτωση ενός αεροπλάνου πολύ σημαντικό.
Η NASA ορίζει τον όρο κέντρο βάρους ως τη μέση θέση του βάρους ενός αντικειμένου.
Γενικά, το κέντρο βάρους ενός αεροπλάνου είναι το σημείο στο οποίο θα εξισορροπείται αν αναρτούται στον αέρα ή στο σημείο στο οποίο επικεντρώνεται το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του. Το κέντρο βάρους υπολογίζεται πρώτα τοποθετώντας το σημείο αναφοράς , ένα σημείο μέτρησης που καθορίζεται από τον κατασκευαστή, που συχνά κατοικεί στο εμπρόσθιο άκρο του πτερυγίου του αεροσκάφους.
Χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες αλγεβρικές εξισώσεις, διάφορες μετρήσεις βάρους και ίντσας του αεροσκάφους συνδυάζονται για να καθορίσουν το σχηματικό κέντρο βάρους του αεροπλάνου. Για παράδειγμα, ο βραχίονας και η στιγμή χρησιμεύουν ως βασικές εισροές στον υπολογισμό . Ο βραχίονας αντιπροσωπεύει την οριζόντια απόσταση από το σημείο αναφοράς στο κέντρο βάρους του αεροπλάνου και η στιγμή είναι το βάρος του αεροσκάφους πολλαπλασιασμένο με το χέρι του.
Ο κατασκευαστής αεροσκαφών υπαγορεύει καθορισμένα όρια για το CG και οι αερομεταφορείς πρέπει να υπολογίσουν εκ νέου το CG και να επανατοποθετήσουν το φορτίο και τον εξοπλισμό, εάν είναι απαραίτητο, για να παραμείνουν εντός αυτών των ορίων.
Σε ένα τυπικό ελαφρύ αεροσκάφος γενικής αεροπορίας, το κέντρο βάρους βρίσκεται ακριβώς πίσω, ή προς τα πίσω, του τείχους προστασίας, ή ακριβώς πίσω από το σημείο όπου βρίσκεται ο κινητήρας. Ο κινητήρας, η αεροηλεκτρονική, ο πιλότος και οι επιβάτες είναι τα βαρύτερα συστατικά του αεροπλάνου και η θέση των βαρύτερων αντικειμένων στο αεροπλάνο θα είναι η κατά προσέγγιση θέση του κέντρου βάρους. Σε μεγαλύτερα αεροσκάφη, το CG μπορεί να διαφέρει άγρια με τις θέσεις καυσίμων και τις απαιτήσεις φόρτωσης, καθιστώντας την σωστή φόρτωση του αεροσκάφους επιτακτική για μια επιτυχημένη πτήση.
Το κέντρο της βαρύτητας σε δράση
Κάθε μεμονωμένο αεροσκάφος ζυγίζεται προσεκτικά κατά την πιστοποίηση και το κέντρο βάρους και η θέση του βραχίονα του αεροσκάφους προσδιορίζονται και παρέχονται στον ιδιοκτήτη ή τον χειριστή. Αυτοί οι αριθμοί εκτυπώνονται με επίσημη μορφή βάρους και ισορροπίας που φυλάσσεται με το εγχειρίδιο λειτουργίας του αεροσκάφους. Κάθε φορά που πραγματοποιούνται τροποποιήσεις στο αεροσκάφος, στη δομή του ή στα συστήματά του, υπολογίζεται ένα νέο βάρος και ισορροπία και δημιουργείται ένα νέο φύλλο δεδομένων.
Εάν εγκατασταθεί μια νέα μονάδα GPS , για παράδειγμα, το αεροσκάφος ζυγίζεται ξανά και υπολογίζεται και καταγράφεται ένα νέο κέντρο βάρους.
Ο κυβερνήτης ή ο υπεύθυνος φορτοεκφόρτωσης μιας εταιρίας πρέπει πάντα να υπολογίζει το βάρος και την ισορροπία ενός αεροσκάφους πριν πετάξει για να εξασφαλίσει ότι με το φορτίο που περιλαμβάνεται (αποσκευές, επιβάτες, καύσιμα κ.λπ.) το αεροσκάφος θα παραμείνει εντός του μέγιστου βάρους του περιορισμούς και εντός των ορίων του κέντρου βάρους, σύμφωνα με το πιλοτικό εγχειρίδιο λειτουργίας για το συγκεκριμένο αεροσκάφος που πλέει.
Ένα κέντρο βάρους πάρα πολύ προς τα εμπρός ή υπερβολικά πίσω μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στον πιλότο και κάθε κατάσταση μπορεί να είναι επικίνδυνη. Ένα CG που είναι πολύ μακριά προς τα εμπρός μπορεί να μειώσει την απόδοση. Ένα πίσω CG μπορεί να αυξήσει την απόδοση, αλλά στα περισσότερα μικρά αεροσκάφη, θα κάνει το αεροπλάνο ασταθές και ενδεχομένως θα δημιουργήσει μια κατάσταση στην οποία ο πιλότος δεν έχει αρκετό έλεγχο ανελκυστήρα για να ανακάμψει από ένα πιθανό σενάριο αναμονής / περιστροφής.