【飛行機パイロット】飛行機・パイロットに関する知識を公開中!

飛行機のウエイトについて【航空機に働く4つの力】

地球上にいる限り、重力から逃れることはできません。

ウエイトの力は、CGとCPのどちらにかかっているか知っていますか?

今回は、生まれたときから当たり前のようにある、重力と飛行機の関係性について見ていきたいと思います。

飛行機に関係するウエイトとは

飛行機の重量、クルー、燃料、荷物や貨物の総合的な重さをさします。

地球に対して垂直に働く力で、重力により地球の中心に向かって引っ張られる力です。

飛行機も重力の影響を受け、地球の真ん中へと引き付けられています。

この力は目には見えませんが、人間が理解しやすいようにベクトルで力を表現します。

ウエイトのベクトルは飛行機のバランスが取れたを所(CG: Center of Gravity)を中心に、下向きに描かれます。

上の図のように、ウエイトはリフトは逆の方向に働く力です。

CGが飛行機のどこの位置に来るかは、飛行機の設計により変わります。

定速水平飛行をしているとき、リフトとウエイトは釣り合っています。

どちからかの力が上回ると、機体は上昇や降下をしてしまいます。

そして、力が上回った分だけ垂直方向への加速がつき、VSI:Vertical Speed Indicatorが大きく動きます。

飛行機のCGとCP

デザイナーは、翼のデザインで、リフトの中心(CP:Center of Pressure)がどのぐらい移動するかにより、CGの場所を決定します。

注意点として、リフトの中心はCPで上向きの力、ウエイトの中心はCGで下向きの力です。

CGが真ん中に描かれ、上下にリフトとウエイトが描かれている図が多いですが、これはCGとCPがほぼ一緒の位置にあるためです。

飛行中は、姿勢の変化や燃料の消費などに伴い、CGとCPの位置は絶えず変化しています。

このCGとCPのバランスが崩れた時に、飛行機は違った反応を見せます。

CPよりも前側にCGが移動した時、機体はピッチダウンの傾向を見せ、後ろに移動しているときはピッチアップの傾向が出ます。

CGが前に移動しすぎたり、後ろに移動しすぎたりすると、ピッチが上がりすぎたり下がりすぎたりして、リカバリーができないところまでいってしまい、とても危険です。

なので、デザイナーはCGが移動する範囲を限定します。

前側に設定された限界を「Forward limit|前方限界」といい、後ろ側に設定された限界を「Aft limit|後方限界」と言います。

まとめ

今回は、ウエイトの力について見てきました。

CGとCPは違うものであることを知っていましたか?

上空で燃料はどんどんと減っていきます。

それによりCGの位置が変わり、CPとの関係性も変わります。

燃料タンクは、CGより前側にあるのか後ろ側にあるのかによって、燃料が減るとCGが移動する方向が変わります。

また、CGよりもタンクの位置が遠いと、燃料の減少によるCGの移動幅も大きくなります。

よって、離陸時と着陸時には燃料の残量が大きく違うので、飛行機の反応が変わることを覚えておきましょう。

 

【関連記事】

【参考文献】

>飛行機パイロットTV

飛行機パイロットTV

1週間に1本以上動画配信中です。あなたの登録が励みになります!

CTR IMG