Deslocando o Ponto de Equilíbrio ou CG

Um problema comum de peso e equilíbrio envolve mover ou deslocar o peso de um ponto para outro a fim de mover o ponto de equilíbrio ou CG para um local desejado. Isto pode ser demonstrado usando uma alavanca com três pesos para resolver o problema.

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Solução por gráfico

Como a alavanca é carregada na Figura 2-11, ela se equilibra num ponto a 72 polegadas do CG de peso A.

Figure 2-11. Ponto de equilíbrio de localização com três pesos.
Figure 2-11. Ponto de equilíbrio de localização com três pesos.

Para deslocar o peso B de modo que a alavanca equilibre em torno de seu centro, 50 polegadas do GC do peso A, primeiro determine o braço do peso B que produz um momento que faz com que o momento total dos três pesos em torno deste ponto de equilíbrio desejado seja zero. O momento combinado dos pesos A e C em torno deste novo ponto de equilíbrio é de 5.000 lb-in, portanto o momento do peso B deve ser de -5.000 lb-in para que a alavanca se equilibre.

Figure 2-12. Provando que o novo ponto de equilíbrio está correto.
Figure 2-12. Provando que o novo ponto de equilíbrio está correto.

Determine o braço de peso B dividindo seu momento, -5.000 lb-in, pelo seu peso de 200 libras. O braço tem -25 polegadas. Para equilibrar a alavanca em seu centro, o peso B deve ser colocado de modo que seu CG seja de 25 polegadas à esquerda do centro da alavanca.

Figure 2-13. Distribuição do peso para equilibrar a alavanca.
Figure 2-13. Distribuição de peso para equilibrar a alavanca.

Figure 2-14 indica que o deslocamento de peso representado na Figura 2-13 permite equilibrar a alavanca, pois a soma dos momentos é zero.

Figure 2-14. O deslocamento de peso fornece o CG.
Figure 2-14 correto. O deslocamento de peso fornece o CG.

Equação de Peso e Equação de Equilíbrio Básico

As seguintes fórmulas podem ser usadas para determinar a distância que o peso deve ser deslocado para obter uma mudança desejada na localização do CG. A equação também pode ser reajustada para encontrar a quantidade de peso necessária para deslocar o GC para um local desejado, para encontrar a distância que o GC é deslocado quando uma quantidade especificada de peso é deslocada, ou para encontrar o peso total que permitiria deslocar uma quantidade especificada de peso para deslocar o GC a uma determinada distância.

Solução por Fórmula

O problema na Figura 2-11 pode ser resolvido usando variações desta equação básica. Em primeiro lugar, é necessário reordenar a fórmula para determinar a distância do peso B:

O CG da alavanca na Figura 2-11 estava a 72 polegadas do datum. Este GC pode ser deslocado para o centro da alavanca como na Figura 2-13 movendo o peso B. Se o peso B de 200 libras for deslocado 55 polegadas para a esquerda, o GC desloca-se de +72 polegadas para +50 polegadas, uma distância de 22 polegadas.

Quando a distância a ser deslocada é conhecida, a quantidade de peso a ser deslocada para mover o GC para qualquer local pode ser determinada por outra disposição da equação básica. Use a seguinte disposição da fórmula para determinar a quantidade de peso que deve ser deslocada da estação 8 para a estação +25, para deslocar o GC da estação +72 para a estação +50.

Se o peso B de 200 libras for deslocado da estação +80 para a estação +25, o GC desloca-se da estação +72 para a estação +50.

Uma terceira disposição desta equação básica é usada para determinar a quantidade que o GC é deslocado quando uma determinada quantidade de peso é deslocada para uma distância especificada (como foi feito na Figura 2-11). A seguinte fórmula é usada para determinar a quantidade que o GC é deslocado quando o peso B de 200 libras é movido de +80 para +25,

Movendo o peso B de +80 para +25 move o GC 22 polegadas de sua localização original a +72 para sua nova localização a +50 como visto na Figura 2-13,

Para completar os cálculos, retornar à fórmula original e digitar os números apropriados.

A equação é equilibrada.

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