Definiții:
Coarda Medie Aerodinamica (CMA) a unei aripi date, este egală cu coarda unei aripi dreptunghiulare având aceeași anvergură și suprafață cu aripa dată. Fig. 1.2 Coarda Medie Aerodinamică Se studiază echilibrul forțelor și al momentelor pe planor în planul vertical (xOz) Fig. 1.3 Axele de mișcare Fig. 1.4 Echilibrul forțelor Pentru ca planorul să fie în echilibru static, este necesar ca forțele și momentele ce acționează în planul xOz să îndeplinească condițiile de echilibru static. Centrajul este poziția centrului de greutate X CG al planorului de-a lungul corzii aerodinamice, față de bordul de atac, exprimată în procente din Cma.
Centrajul planorului depinde de modul de încărcare al acestuia (echipaj, carburant, bagaje, echipamente la bord, utilități destinate funcționării etc.) și se poate modifica și în timpul zborului (prin consumarea carburantului). Este deosebit de important să se păstreze centrajul în limitele prevăzute de constructor în Manualul de Zbor al Planorului. Nerespectarea cent rajului poate duce la situația periculoasă, în care planorul devine necontrolabil.
Influențele diferitelor poziții ale centrajului:
Pozitia CG influențează portantă, unghiul de atac al aripii, valoarea forței portante aflate pe ampenajul orizontal cât și gradul de bracaj al profundorului. Poziția CG a unei aeronave nu este fixă. Aceasta variază în funcție de greutatea pilotului, a pasagerilor, a bagajelor, a combustibilului, dar variază și din poziția acestora în planor. Să ne reamintim că Centrul de Greutate al aeronavei este punctul rezultant al tuturor elementelor care alcătuiesc greutatea totală a aeronavei. Planorul se va angaja la o viteza mai mare în cazul poziționării CG către limita față și în același timp va deveni mai stabil.
Planorul va av ea o viteză de croazieră mai mare în cazul poziționării CG către limita spate, prin reducerea rezistentei la înaintare. Această reducere a rezistenței se datorează reducerii portanței amenajului orizontal, necesară pentru a menține echilibrul forțelor. În același timp, planorul devine mai puțin stabil cu CG către limita spate prin micșorarea distanței dintre CG si centrul de presiune (CP) drept urmare contribuția la stabilitate a aripii planorului scade, în timp ce contribuția ampenajului crește. Trebuie av ut în vedere că Centrul de Presiune pe aripă se modifică în funcție de incidența profilului aripii, de fapt în funcție de viteza planorului.
Calcularea masei si centrului de greutate-fișa de cântărire și centraj
Fișa de cântărire și centraj este o reprezentare grafică a distribuției de mase specifică fiecarui planor în parte (aceasta este o fișă personalizată a planorului și este întocmită inițial de constructor (ca format general), sau de cel care întreține planorul în cazul în care s-au efectuat lucrări ce pot modifica distribuția de mase (vopsiri, reparații majore de structură, înlocuiri de componente importante sau adăugări/schimbări de echipamente de bord). Fișa de cântărire si centraj în original se găsește în Manualul de Zbor personalizat al planorului. Înaintea fiecărei misiuni de zbor trebuie calculate încărcarea și centrajul planorului, cu o metodă (formulă, grafic, diagramă sau alte metode, sau o combinatie a celor enumerate) ce se găsește atât ca formular tipizat cât și ca metodică de efectuare în Manualul de Zbor al planorului.
Cântărire și centraj
Chiar dacă o aeronavă a fost certificată pentru zbor la o greutate netă maximă, aceasta nu poate decola în siguranță în toate condițiile cu această greutate maximă. Altitudinile mari, temperatura ridicată și umiditatea ridicată sunt factori suplimentari care pot necesita limitarea sarcinilor la unele greutăți mai mici decât cea maximă admisibilă. În plus, pentru a calcula greutatea care poate fi încărcată, pilotul trebuie să se asigure că sarcina este dispusă în așa fel încât să mențină aeronava în echilibru. Punctul de echilibru, sau centrul de greutate (CG), este punctul în care ac ționează toate masele care compun greutatea planorului.
Pentru a zbura o aeronavă în siguranță, centrul de greutate trebuie să se încadreze între limitele specificate. Pentru a menține CG în limitele d e siguranță ar putea fi necesar să se deplaseze greutatea spre botul aeronavei (înainte) pentru deplasarea centrul de greutate înainte, sau spre coadă (spate), pentru deplasarea CG către spate. Fig. 1.5 Linia de referință Datumul este o linie verticală imaginară de la care într-un planor se fac măsurători. Datumul (originea) este stabilit de către producător și poziția sa poate varia de la un planor la altul. Fig.
1.6 Brațul forței față de referință Brațul este distanța orizontală masurată în centimetri de la linia de referinta (datum) la un punct la bordul aeronavei. Dacă este măsurat spre coadă, brațului îi este dată valoare pozitivă (+), iar dacă se masoară în față, brațului i se va da valoare negativă. Fig. 1.7 Datum, Forțe, Brațe Momentul este produsul dat de greutatea unui obiect înmulțită cu brațul și se exprimă în kgf. O formulă care este folosită pentru a afla momentul este de obicei exprimată astfel: Greutate x Braț = Moment Indicele moment este un moment împărțit printr-o constantă, cum ar fi 100 sau 1000.
Acesta este folosit pentru a simplifica calculele unde obiectele grele și brațele lungi duc la valori mari imposibil de gestionat. Acesta este de obicei exprimat ca Moment / 100 sau Moment / 1000, etc. Fig. 1.8 Momente față de Datum Centrul de greutate (CG) este un punctul de echilibru al aeronavei și se exprimă în centimetri față de linia de referință. Centrul de greutate este găsit prin împărțirea momentului total la greutatea totală, iar formula este de obicei exprimată după cum urmează: Moment total ÷ greutate totala= CG (inch/cm de la origine către coadă) Fig.
1.9 Limite ale Centrului de Greutate Distanța maximă de deplasare a centrului de greutate către față și către spate se numește limită de centraj. Această limită este specificată de producător. Greutatea aeronavei goală este obținută din diagrame corespunzătoare. Această greutate include fuzel ajul, motorul, toate echipamentele fixe, combustibilul și uleiul inutilizabil. Unele aeronave includ în greutatea planorului gol toată cantitatea de ulei. Sarcina utilă include pilot, pasageri, bagaje, combustibil și ulei. Greutatea la decolare este greutatea planorului gol plus sarcina utila. Greutatea la aterizare este greutatea la decolare minus orice combustibil utilizat.
Au fost stabilite greutăți standard pentru numeroase elemente implicate în calculele de centraj, dar aceste unități standa rdizate nu trebuiesc utilizate dacă greutățile reale sunt disponibile. Diagrama maselor aeronavei ( Fig. 1.10) ne permite să deducem un număr de formule de calcul foarte utile în vederea determinării centrajului și încărcării aeronavei, astfel: DOM = BEM + echipaj + echipament OM = DOM + TOF ZFM = DOM + TL TOM = OM + TL TOM = ZFM + TOF TOM = DOM + UL LM = TOM – TF Fig. 1.10 Diagrama maselor aeronavei Fig. 1.11 Fișa de cântărire și centraj 2. Performanțe