Center of Gravity (C.G)

مركز ثقل نقطه اي در هواپيما است كه اگر از آن نقطه، هواپيما را روي دست نگه داريد هواپيما با تعادل كامل روي دست شما قرار ميگيرد و اين نقطه با ابعاد و وزن هواپيما ارتباط مستقيم دارد.

محاسبه درست مرکز ثقل هواپیما به عواملی چون وزن بازو گشتاور و قانون عمومی اهرم ها یستگی دارد لذا به دلیل اهمیتی که دارند هر کدام از آنها بطور مختصر تشریح می گردد:

الف: وزن (WEIGHT ):
هر گاه جسمی به فنری آویخته شود آن را به سوی پایین می کشد.تمام اجسام که به این ترتیب ازمایش می شوند به سوی زمین کشیده می شوند نیروی که اجسام را به سوی زمین می کشد نیروی جاذبه زمین نامیده می شود. برای هر جسم مقدار نیروی جاذبه را سنگینی آن جسم می نامند. در این صورت سنگینی جسم بستگی به مکانی که جسم در آنجا قرار دارد قرار می گیرد نیز خواهد داشت زیرا شدت میدان جاذبه از مکانی به مکان دیگر تغییر می کند و هر چه از سطح دریا بالاتر می رویم مقدار آن کمتر می شود. وزن حقیقی یک جسم بر حسب پوند محاسبه می شود.

ب: بازو یا فاصله (ARM ):
فاصله بین نیروی محرکه تا تکیه گاه را بازوی محرک و فاصله بین نیروی مفاوم تا تکیه گاه را بازوی مقاوم یا به عبارت دیگر فاصله خط فرضی تا گرانیگاه جسم بر حسب اینچ را بازو می نامند.
بنابراین در تعریف بالا بازوی متحرک مثبت و بازوی مقاومت منفی تعیین می شود و برای بدست اوردن گشتاور کل باید گشتاورهای هر دو طرف تکیه گاه را با هم جمع اوری نمود. چنانچه نتیجه آن صفر باشد گویای این است که اهرم در حال تراز می باشد. اگر فرض کنیم که محور اصلی(تکیه گاه ) مشخص نیست برای پیدا کردن مکان اصلی (گرانیگاه اهرم) محور فرضی (reference line ) دیگری را در بیرون از اهرم ولی در راستای اهرم انتخاب می کنیم.حال بنابر قرارداد فاصله اجسام(مرکز ثقل) از این خط فرضی انتخاب شده را بازوی (ARM) بار می نامیم.همچنین فاصله مرکز ثقل هواپیما از خط فرضی را بازوی مرکز ثقل گویند.

پ:گشتاور(MOMENT):
گشتاور برابر با حاصلضرب نیروی یا سنگینی (WEIGHT) در فاصله ان از محور تکیه گاه است.برای سهولت و راحتی در محاسبه ترازمندی هواپیما تمام گشتاورهای که واحد ان بر حسب اینچ-پوند است سر راست می کنیم.چنانچه 3 رقم راست عددی کوچکتر از 500 باشد ان 3 عدد را حذف می کنیم و جای ان صفر قرار می دهیم و چنانچه 3 رقم سمت راست عددی بزرگتر از 500 یل برابر 500 باشد ان سه رقم را حذف کرده و جایش صفر را قرار می دهیم ضمن انکه یک مرتبه به ارزش مکانی عدد بعدی اضافه می نماییم.

ت:قانون عمومی اهرم ها:
این قانون بحث مهمی از فیزیک است بطور کلی یک اهرم اصولا یک میله ازاد است که می تواند حول نقطه ای که نقطه اتکا نامیده می شود بچرخد.وقتی اهرم در حالت تراز است که حاصلضرب نیروی موثر در بازوی موثر برابر با حاصلضرب نیروی مقاوم در بازوی مقاوم باشد.

ث: رابطه گشتاور و مرکز ثقل (CG ):
1. فاصله وزن = طول بازو
2. طول بازو * وزن = گشتاور
3. CG = مجموع گشتاور تقسیم بر وزن کل

یکی از مهمترین پارمترهای پرواز یک هواپیما، تعین C.G آن می باشد. در صورتی که C.G پهپاد درست نباشد پرواز خوبی نخواهد داشت و یا شاید اصلا نتواند از زمین بلند شود. پس بنابراین برای اینکه یک هواپیما بتواند پرواز کند می بایست وزن آن به صورت مناسب بر روی سطح آن پخش شود. در واقع باید مرکز ثقل هواپیما (CG) در مکان درستی تنظیم شود. در صورتی که مرکز ثقل پهپاد تنظیم نشود ممکن از رو به جلو، عقب و یا طرفین متمایل شده و پرواز صحیحی نداشته باشد و همین امر موجب عدم توانایی خلبان در کنترل صحیح پرواز شده و ممکن است دچار کرش شود.
....
تصویر زیر یک آزمایش شیرجه هواپیما در حالت های مختلف C.G را نشان می دهد:


اصولا بالانس کردن هواپیمای مدل در دو محور انجام می گیرد. یکی در جهت افقی حول محور بال و دیگری حول محور رول که همان راستای شفت موتور هواپیما می باشد که در ادامه به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.

بالانس افقی هواپیمای مدل (تنظیمات مرکز ثقل)

برای بالانس کردن در راستای محول بال می بایست از بالانسر استفاده نمود اما به جز آن راحتترین و دقیق ترین روش برای تراز نمودن هواپیمای مدل در این راستا استفاده از انگشتان دست است. برای انجام این کار شما باید انگشتان اشاره خود را در طرفین بال ها و روی خط عرضی که مرکز ثقل از آن عبور می کند قرار دهید و در همین حالت هواپیما را از زمین بلند کنید. در این حالت اگر هواپیما بالانس باشد باید کاملا به صورت افقی قرار گیرد. اگر دم به سمت پایین آمد یعنی دم هواپیما سنگین است و اگر دماغه هواپیما به سمت پایین آمد یعنی دماغه سنگین است.

شما در ابتدا می بایست تمامی تجهیزات را به هواپیما متصل کرده و سپس اقدام به بالانس کردن آن نمایید. در صورت تراز نبودن مدل می توانید با جابه جایی قطعات مانند باتری و یا باک سوخت به تعادل کافی برسید زیرا این اجزا جزء سنگین ترین قطعات هواپیما محسوب می شوند. پس از مشخص کردن مکان باتری و یا باک سوخت و مطمئن شدن از ایمن بودن آن مکان می توانید اقدام به محکم نمودن آن در جای خود نمایید. در صورتی که امکان جابه جایی اجزای مدل وجود نداشت و همچنان مدل تراز نبود می توانید از وزنه های بسیار کوچک استفاده نمایید.

بالانس هواپیمای مدل حول محور رول (تنظیمات مرکز ثقل)
در صورتی که مدل شما به لحاظ عرضی بالانس نباشد هواپیما در حین پرواز به یک سمت کج می شود و همین امر کنترل آن را با مشکل مواجه می نماید. البته معمولا بالانس نبودن در این حالت برای مدل های با طول بال بلند اتفاق می افتد. برای بالانس نمودن هواپیمای مدل در جهت عرضی کافیست دو عدد نخ یا طناب به روی محور موتور و قسمت دم متصل نمایید و هواپیما را توسط این دو نخ بلند کنید به صورتی که مدل قابلیت حرکت آزادانه حول محور رول را داشته باشد. در صورتی که هواپیما به یک سمت متمایل شد می توانید با اضافه کردن وزنه ای کوچک به طرف دیگر این مقدار اضافه وزن را جبران نموده و مدل را بالانس نمایید. این عمل را مکررا انجام دهید تا مدل به صورت کامل تراز شود.

در عکس زیر نحوه بالانس کردن حول محور رول را مشاهده می کنید:

در تصویر زیر وقتی پرنده در حالات سبز و Balance باشد،  بهترین کیفیت پروازی را پرنده دارد: