質問:
重心を前方に動かすと飛行機の安定性が上がるのはなぜですか?
Robin Bennett
2020-05-11 15:34:15 UTC
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「機首の重い飛行機はうまく飛ばない、尾の重い飛行機は一度飛ぶ」とよく言われますが、重心を前後に動かすと安定性が変わるのはなぜですか?

これは、[aviation.SE](https://aviation.stackexchange.com/)(そこで何度も議論されています)にとって適切な航空の質問です。物事はあまり直感的ではないので、パイロットでさえそれを誤って理解していることがよくあります。
同意しました。ここで、ある程度の冗長性を許可することを決定しました。私は、ドローンに一意に関連していない質問をより積極的に閉じることを望んでいましたが、一般投票によって、コミュニティはそうでないことを好みます。 Drones.Meta.SEに飛び込んで、あなたの声を聞いてください。
1 回答:
Kenn Sebesta
2020-05-11 16:10:15 UTC
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TLDR;

後部CGは、ストールが回復不能であることを意味します!

CGが関連するのはなぜですか?

飛行機のエレベーターはピッチ角の制御面です。エレベータはそれ自体が適切な翼であるため、ストールする前に発生できる力はある程度しかありません。ストールすると、ピッチコントロールが失われます。幸せな日ではありません。

エレベータが発生しなければならない力は、機体の重心(CG)と翼の空力中心。

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中央近くに象が座って、マウスでバランスをとっているシーソーと考えてください。 100倍遠くにあります。

結果として、CGが空力中心の後方にある場合、飛行機の機首は自然に上に回転したいので、エレベーターは尾を押し上げて釣り合いをとる必要があります。

そして、CGが空力中心の前にある場合、飛行機の鼻は自然に下に回転したいので、エレベーターは釣り合いをとるために尾を押し下げる必要があります。

後部CG

後部CGは大きなノーノーです。それはすべて、失速の回復に帰着します。 CGが空力中心の後ろにある場合、飛行機が失速した場合、機首は単純に下がることはありません。結果として、対気速度を取り戻すことはできず、ディープストールまたはリーフストールと呼ばれるものに入ることになります。

貨物機の一般的な理由の1つ墜落は、離陸時の回転直後に後方にシフトする不適切に固定された負荷です。これによりCGが後方に移動し、飛行機は機首を下げたままにすることができなくなり、非常にすばやく回復不能に失速します。中東の空軍基地を出発する際に離陸時に貨物の積載量がシフトバックした米軍の貨物機の10年前の有名なビデオがあります。搭乗中の全員が死亡したため、機密性を超えてリンクを投稿することはありません。

過度のフォワードCG

前方に移動しすぎると、エレベータは機首を上げたままにするために大量の下向きの力を発生させる必要があります。これは厄介で非効率的です。しかし、それは(理由の範囲内で)存続可能でもあります。

では、CGをどこに置くのですか?

安全にできる限り遡ります!競技用グライダーのパイロットは、エレベータが貴重な高度メートルのコストを要する下向きの推力を発生させないようにするため、CGを安全限界まで移動させます。

ジェット旅客機は、燃料を節約するため、後方CGを望んでいます。しかし、慌てる必要はありません。移動できる距離には厳しい制限があります。同じ部分でパイロットが死ぬことを望んでおらず、節約されたジェット燃料の量が墜落した飛行機のコストをカバーすることは決してないからです。

+1、しかし言い回し:何かの「アップショット」はポジティブです-「対気速度を取り戻すことはできず、*ディープストール*または*リーフストール*と呼ばれるものに入る」ということは私にはわかりません。アップショット-「マイナス面」のように聞こえます。 (あなたが本当にそれがどういうわけか良いことであるという意味でない限り、しかしその場合、私はそれがなぜそれが良いことであるかについてのより多くの説明を正当化すると思います。)
それは私がよく知っている「アップショット」の意味合いではありません。 Merriam-Websterは、ポジティブな意味合いを持つ同義語を提案していません:https://www.merriam-webster.com/dictionary/upshot。
ええと。私はそれが文脈から誤解しただけだと思います。なぜなら、それが前に非肯定的な意味合いで使用されているのを見たことがないと思うからです。これは、おそらくあなたが理解しているよりも誤解されやすいことを示唆していますが、私は私の落とし穴を取り戻します-あなたの使用法は正しいようです!
もちろん、これについては[english.stackexchangeの質問](https://english.stackexchange.com/questions/68948/does-upshot-denote-something-positive-negative-or-neutral)があります:)
これは一般的に正しくありません。 CP自体は、安定性とはほとんど関係がありません。重要なのはその動きのダイナミクスであり、空力中心(またはニュートラルポイント)の概念につながります。失速は危険ではありますが、決定要因でもありません。非常に後方のCG(失速の必要性を防ぐ)でも十分な権限を提供する巨大なエレベーターを備えた飛行機を作ることができますが、それでも不安定な場合があります。定義上、不安定性は平衡状態から逸脱する傾向であり(それ以上は何もありません)、制御された飛行を禁止するものではありません。
ACの代わりにCPを使用する際の私のエラーを指摘していただきありがとうございます。言い回しが変更されました。それにもかかわらず、私はまだ私の答えを支持しています。回復不能なストールは非常に安定した構成であり、それが問題です。もちろん、カナードや無尾翼機など、さまざまな構成の飛行機を設計することは可能です。ただし、ルールを証明する例外である特定のエキゾチックなモデルを除いて、これらの構成は実際には存在しません。標準構成は大きな翼と小さな尾であり、失速から回復するには前方CGが必要です。
私のポイントは、「回復不能なストール」は実際的な問題の1つですが、問題ではないということでした。 「すべては失速の回復に帰着する」と言うのは公平ではありません。実際の問題は、事態を悪化させる傾向が非常に強いことです。障害があると、平衡状態からさらに大きく逸脱します。チェックしないでおくと、確かに失速につながりますが、時間内に修正すると、航空機は飛行し、ある意味ではさらに良く飛行します。ほとんどの現代の戦闘機が静的に不安定である理由があります。しかし、(通常)そのような航空機を安定させるにはコンピューターが必要です。リアCGで飛ぶのは_難しい_。
あなたは間違っていませんが、私見あなたのアプローチはこの質問には高すぎます。これには微妙な違いがあることは間違いありません。空力設計を使用すると、あらゆる種類のクレイジーなことができます。しかし、セスナ、エアバス、C-135のように見える沼地の標準的な飛行機の場合、失速の瞬間まで良好な飛行特性の可能性があるため、後部CGは危険です。他に情報がある場合は、コメントでリンクしてください。必ず回答に追加します。


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