Het zwaartepunt van een vliegtuig is niet een optioneel onderdeel van de 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, dan zou je het zwaartepunt kunnen begrijpen.
De koorddanser valt niet zo lang als hij zijn lichaamsgewicht vlak boven het koord houdt gecentreerd. Hij zou de beweging van een paraplu, uitgestrekte armen of hangende gewichten kunnen gebruiken om zijn evenwicht te bewaren, of het zwaartepunt, als zijn lichaamshouding zou moeten wankelen totdat hij opnieuw over zijn koord zou centreren. Hoewel koorddansen vermakelijk zijn, is het zwaartepunt met betrekking tot 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.
Over het algemeen is het zwaartepunt van een vliegtuig het punt waarop het zou balanceren als het in de lucht zweeft of op het punt waarop het grootste deel van zijn massa is gefocust. Het zwaartepunt wordt berekend door eerst het referentiepunt te bepalen , een door de fabrikant ingesteld meetpunt dat zich vaak aan de voorkant van de vleugel van het vliegtuig bevindt.
Met behulp van specifieke algebraïsche vergelijkingen worden verschillende gewichts- en inch-metingen van het vliegtuig gecombineerd om het formulaire zwaartepunt van het vliegtuig te bepalen. De arm en het moment dienen bijvoorbeeld 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 zo nodig opnieuw plaatsen om binnen deze grenzen te blijven.
In een typisch licht vliegtuig voor algemene luchtvaart bevindt het zwaartepunt zich net achter of achter de firewall, of net achter het punt waar de motor zich bevindt. 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. Bij grotere vliegtuigen kan het zwaartepunt 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 locatie 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 een nieuw saldo 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 die het commando voert, of de loadmaster of dispatcher van een bedrijf, moet altijd het gewicht en de balans van een vliegtuig berekenen voordat het vliegt, om ervoor te zorgen dat het vliegtuig binnen het maximale gewicht blijft met de meegeleverde lading (bagage, passagiers, brandstof, enz.) 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.