バランスポイントやCGの移動

一般的な重量とバランスの問題には、バランスポイントやCGを望ましい位置に移動させるために、ある点から別の点に重量を移動させたりシフトさせたりすることが含まれます。

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チャートによる解決策

図2-11でレバーに負荷がかかると、おもりAの重心から72インチの地点でバランスがとれる。 3つの重りによるバランスポイントの位置決め

図2-11.

おもりBを移動して、おもりAのCGから50インチ離れたレバーの中心でバランスをとるには、まず、この望ましいバランス点の周りで3つのおもりすべての合計モーメントをゼロにするモーメントを生み出すおもりBのアームを決定する必要があります。 この新しいバランス点の周りでのおもりAとCの合計モーメントは5,000ポンドインなので、レバーがバランスをとるためには、おもりBのモーメントは-5,000ポンドインでなければなりません。

図2-12. 新しいバランスポイントが正しいことを証明する
図2-12.

分銅Bのモーメント-5000 lb-inをその重量200ポンドで割って、分銅Bの腕を決定する。 アームは-25インチである。 レバーの中心でバランスをとるには、おもりBの重心がレバーの中心から25インチ左側になるように置かなければならない。

 図2-13. バランスレバーへの重量配分
図2-13.

図2-14は、図2-13で描いた重量の移動により、モーメントの和がゼロとなり、レバーがバランスすることを示している。 図2-14.ウェイトシフトによる正しいCG。

基本的な重量とバランスの式

次の式は、CG位置の望ましい変化を得るために重量を移動させなければならない距離を求めるために使用することができます。 また、この式は、CGを所望の位置に移動させるためにシフトする必要がある重量の量を求めたり、指定した量の重量をシフトしたときにCGが移動する距離を求めたり、指定した量の重量をシフトして所定の距離にCGを移動させることができる総重量を求めるために並べ替えることができます

Solution by Formula

この基本式の変形を使って図 2-11 の問題を解くことができる。 図2-11のレバーの重心は基準点から72インチでした。 200ポンドのおもりBを55インチ左に動かすと、CGは+72インチから+50インチに、22インチ移動します。

おもり移動の距離がわかっている場合、CGを任意の位置に移動するために移動するおもり量は、基本式の別のアレンジによって決定することができます。 以下の式のアレンジで、ステーション8からステーション+25にシフトして、CGをステーション+72からステーション+50に移動させなければならない重りの量を決定する。

200ポンドの重りBをステーション+80からステーション+25にシフトすると、CGはステーション+72からステーション+50へ移動する。

この基本式の3つ目のアレンジは、(図2-11で行ったように)ある分銅を指定した距離だけ動かしたときに、CGが移動する量を求めるために使用されます。 次の式は、200ポンドの重りBを+80から+25に動かしたときのCGの移動量を求めるために使われます。

重りBを+80から+25に動かすと、図2-13に見られるように、CGは元の位置の+72から新しい位置+50へ22インチ移動します。

計算を完了するには、元の式に戻り、該当する数字を入力してください。

方程式は釣り合いました。

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