CGが前方や後方に移動すると、飛行機の性能に影響する。でもなぜ？
前方CGと後方CG
機体の性能とCGの位置の関係は簡単です。CGを前方や後方に移動させることで、安定した飛行に必要な尾翼のダウンフォースと揚力の量が変わります。
揚力が大きくなれば、誘導抗力が大きくなり、性能は落ちる。しかし、なぜ揚力とCGの位置が関係しているのでしょうか？
CG：あなたの飛行機のバランス感覚
あなたの飛行機はCGでバランスをとっており、その位置はあなたの飛行機に下向きの力が作用する場所です。
揚力は、揚力中心と呼ばれる点で翼から上向きに作用します。そして、揚力中心は常にCGの後方にあります（機体のCG制限内にある限り）。
下図を見ると、もし尾翼がそれ自体の力を発生させていなければ、CGと揚力中心の間にモーメントが発生するため、飛行機はまっすぐノーズダウンしてしまうことがよくわかります（これはトルクとも呼ばれます）。
エレベーター（またはスタビレーター）は、テールダウンフォースと呼ばれる独自の力を発生させることで、モーメントのバランスをとる。
基本的に、尾翼は下向きに揚力を発生させる「逆さまの」翼である。尾翼が維持する必要のある揚力の量は、2つの要因に左右される： CGの位置と機体重量。
モーメントの関係
モーメントの計算はとても簡単で、重量×腕＝モーメント（または、力×距離＝トルク）です。つまり、小さな距離で大きな力があれば、大きな距離で小さな力と釣り合うことができる。下の図を見てほしい。
では、揚力と重量は等しくないのか？
パイロットとして最初に学ぶことの一つは、水平で加速していない飛行では、揚力と重量は互いに等しいということです。しかし、正確にはそうではありません。
下図を見ると、重量と尾翼降下力の両方が揚力によって釣り合う必要があることがわかります。基本的に、揚力は重量と尾翼降下力に等しくなければならない。
抗力はどのように作用するのか？
揚力を大きくすると、誘導抗力も大きくなります。つまり、見ての通り、重心が前方にある場合、より大きな尾翼降下力と揚力が必要になります。迎角を大きくすることで余分な揚力を発生させ、誘導抗力を増加させます。
そしていつものように、抵抗が増えれば飛行機の性能は落ちる。
実際どれくらいの違いがあるのか？
CGが後方にあることで性能が向上するのは確かですが、ほとんどの軽飛行機では、その差は対気速度で数ノット、上昇速度で毎分数フィートの差にしかなりません。
大きな違いはないものの、CGが後方にあれば（機体の許容範囲内であれば）、次の長距離横断で数分早く目的地に着くことができるかもしれない。
Add comment