한계설정

1. 한계설정

⓵ CG의 전방한계는 승강타 (Elevator)의 효과를 근거로 설정

- 승강타의 효과가 최소가 되고, 비행이 유지될 수 있는 최소속도에서 Nose down pitching moment를 극복하고 pitch를 통제

⓶ CG의 후방한계는 CG와 CL 사이의 관계를 근거로 설정

- CG가 CL보다 너무 후방으로 치우쳐 안정성이 떨어져 pitch를 통제하기 어렵게 되지 않는 범위로 설정

2. 전방한계 위치시의 영향

항공기의 CG와 밀접하게 관련되는 종안정성은 CG가 전방한계에 가까울수록 증가하나, 한계를 넘어 더 기수쪽으로 이동되면 너무 안정성이 증대되어 승강타의 효과 부족

⓵ 이륙시의 영향

기수가 무거운 상태에서 이륙은 Rotate를 위해 더 많은 속도가 요구되고 결국 활주거리 증가됨. 짧은 활주로에서 이륙시는 활주로 끝에서 장애물과의 충분한 간격분리 유지 불가능

⓶ 순항시의 영향

기수를 수평으로 유지하기 위해서는 추가적인 tail down force 필요 (→ 항공기 날개에 extra load로 작용).

수평비행을 유지하기 위해서 tail down force만큼 추가양력 필요.

결국 승강타의 deflection으로 인한 항력과 추가적으로 요구되는 양력의 복합작용,

항공기 성능감소 증대, Stall Speed 증가, 순항속도 감소 (AOA 증가, 유도항력 증가), 연료소모율 증가

⓷ 착륙시의 영향

전방한계에 가까운 CG는 착륙에 가장 치명적인 영향을 미침.

착륙단계에서 속도 감소에 따라 승강타의 효과도 감소하여, 착륙 조작 단계에서 착륙자세로 기수를 변경시키지 못하고 접지.

심한 Hard L/D이나 Nose가 먼저 접지되어 Nose Gear가 부러지거나 항공기에 Structural Damage 초래

3. 후방한계 위치시의 영향

CG가 후방으로 치우칠수록 종안정성은 감소되어 매우 불안정하고 조종이 곤란

→ CG와 elevator의 ARM이 감소하여 elevator 효과 감소

⓵ 이륙시의 영향

기수를 들어올리는데 필요한 tail down force가 감소되거나 거의 필요 없어짐.

부양을 위한 rotate 조작시 급격한 pitch up을 유발하여 부양 직후 stall 가능성 증대.

돌풍이나 측풍에서 이륙시는 항공기가 ground loop 되거나 flip 되려는 가능성 증가됨.

⓶ 순항시의 영향

종안정성의 감소로 매우 불안정하여 조종하기가 어렵고 elevator trim 사용시 거의 효과가 없음. 순항속도 증가 (AOA 감소, 유도항력 감소)

Nose-Up 자세로부터 회복하려는 경향성을 갖는 Nose가 무겁거나 균형을 이룬 항공기와 달리 Nose-Up이 유지되거나 증대됨.

⓷ 착륙시의 영향

실속속도 감소.

착륙을 위해 감속시 부주의에 의한 stall 진입 가능성 증가.

결국 stall에 빠르고 쉽게 진입할 수 있으며, spin 진입 가능성도 커짐 (spin 회복이 어렵거나 불가능)

4. 적절한 균형의 장점

- 비행특성 및 성능이 양호.

- 모든 비행단계에서 자세변화를 위한 조종성이 쉽고 안정됨.

- 순항시는 최적의 순항속도를 얻을 수 있음

- 적은 양의 trim 사용으로도 쉽게 수평비행 유지 가능.

- 착륙특성이 매우 유연하고 모든 속도영역에서 조종면의 효과 적절