Het zwaartepunt van een vliegtuig

Het zwaartepunt van een vliegtuig is geen optionele uitrusting; het is eigenlijk een van de belangrijkste componenten van het vliegtuig als het gaat om het beheersen van zijn baan. Het zwaartepunt van een vliegtuig, bepaald met precieze berekeningen, is een kritieke factor bij het begeleiden en stabiliseren van het vliegtuig voor een succesvolle vlucht.

Center of Gravity (CG) Defined

Als je ooit een touwloper hebt gezien, begrijp je misschien het zwaartepunt. De koorddanser valt niet zo lang als hij zijn lichaamsgewicht vlak boven het koord houdt gecentreerd. Als zijn lichaamspositie zou afnemen, zou hij de beweging van een paraplu, uitgestrekte armen of hangende gewichten kunnen gebruiken om zijn evenwicht te bewaren, of het zwaartepunt, totdat hij opnieuw over zijn koord gaat. Hoewel koorddansen vermakelijk zijn, is het zwaartepunt, als het gaat om vliegtuigen, een kritiek kenmerk dat het ontwerpen en laden van een vliegtuig erg belangrijk maakt.

NASA definieert de term zwaartepunt als de gemiddelde locatie van het gewicht van een object.

In het algemeen is het zwaartepunt van een vliegtuig het punt waarop het zou balanceren als het in de lucht zou hangen of het punt waarop het grootste deel van zijn massa is gefocust. Het zwaartepunt wordt berekend door eerst de datum, een door de fabrikant ingesteld meetpunt dat zich vaak aan de voorkant van de vleugel van het vliegtuig bevindt. Aan de hand van specifieke algebraïsche vergelijkingen worden verschillende gewichts- en inch-metingen van het vliegtuig gecombineerd om het formulaire zwaartepunt van het vliegtuig te bepalen. Bijvoorbeeld de arm en moment dienen als toetsingangen voor de berekening.

De arm vertegenwoordigt de horizontale afstand van het gegeven tot het zwaartepunt van het vlak, en het moment is het gewicht van het vliegtuig, vermenigvuldigd met zijn arm. De vliegtuigfabrikant dicteert voorgeschreven grenzen voor de CG en vliegtuigexploitanten moeten de CG herberekenen en vracht en uitrusting indien nodig opnieuw plaatsen om binnen deze grenzen te blijven.

In een typisch licht general aviation-vliegtuig bevindt het zwaartepunt zich net achter of achter de firewall of net achter de plaats van de motor. De motor, vliegtuigelektronica, piloot en passagiers zijn de zwaarste onderdelen in een vliegtuig en de locatie van de zwaarste items in het vliegtuig is de geschatte locatie van het zwaartepunt. Op grotere vliegtuigen kan het zwaartepunt van het vliegtuig enorm variëren met brandstoflocaties en laadoverwegingen, waardoor een correcte belading van het vliegtuig noodzakelijk is voor een geslaagde vlucht.

Het zwaartepunt in actie

Elk individueel vliegtuig wordt zorgvuldig gewogen bij certificering en het zwaartepunt van het vliegtuig en de positie van de momentarm worden beide bepaald en aan de eigenaar of exploitant verstrekt. Deze nummers worden afgedrukt op een officieel gewichts- en balansformulier dat bij de bedieningshandleiding van het vliegtuig wordt bewaard. Telkens wanneer er wijzigingen in het vliegtuig, de structuur of de systemen worden aangebracht, worden een nieuw gewicht en nieuw evenwicht berekend en een nieuw gegevensblad gemaakt. Als bijvoorbeeld een nieuwe GPS-eenheid is geïnstalleerd, wordt het vliegtuig opnieuw gewogen en wordt een nieuw zwaartepunt berekend en vastgelegd.

De piloot in opdracht, of de loadmaster of dispatcher van een bedrijf, moet altijd het gewicht en de balans van een vliegtuig berekenen alvorens te vliegen om ervoor te zorgen dat met de meegeleverde lading (bagage, passagiers, brandstof, enz.) Het vliegtuig binnen zijn maximale gewicht blijft beperkingen en beperkingen van het zwaartepunt, volgens het handboek van de piloot voor het specifieke vliegtuig dat wordt gevlogen.

Een zwaartepunt dat te ver naar voren of te ver naar achteren ligt kan problemen voor de piloot veroorzaken en beide omstandigheden kunnen gevaarlijk zijn. Een CG die te ver naar voren ligt, kan de prestaties verminderen. Een achterwaartse CG kan de prestaties verbeteren, maar in de meeste kleine vliegtuigen zal het vliegtuig onstabiel worden en mogelijk een situatie creëren waarin de piloot niet genoeg liftbesturing heeft om te herstellen van een potentieel stal / spin-scenario.